קיבולת סוללת הליתיום-יון בחורף תהפוך לבלתי-נמוכה ביותר, מדוע סוללת הליתיום-יון "חוששת" מטמפרטורה נמוכה?

作者：Iflowpower – Kaasaskantava elektrijaama tarnija

מאז שנכנסו לשוק, סוללות ליתיום-יון השיגו מגוון רחב של יישומים עם היתרונות שלהן של חיים ארוכים, קיבולת ספציפית גדולה, ללא אפקט זיכרון. טמפרטורה נמוכה של סוללת ליתיום-יון נמוכה, הנחתה חמורה, ביצועי הגדלה ירודים של מחזור, תופעת ליתיום ברורה, חוסר איזון ליתיום משחרר אינטראקציה וכו&39;. עם זאת, עם הרחבה מתמשכת של היישום, ההגבלה של ביצועי טמפרטורה נמוכה של סוללות ליתיום-יון ברורה יותר.

על פי דיווחים, קיבולת הפריקה של סוללת הליתיום-יון היא רק כ-31.5% בטמפרטורת החדר ב-20 מעלות צלזיוס. טמפרטורת הפעלה של סוללת ליתיום-יון מסורתית בין -20 - + 55 מעלות צלזיוס.

אבל בתחומי התעופה והחלל, כלי רכב חשמליים וכו&39;, הסוללה יכולה לעבוד כראוי ב-40 מעלות צלזיוס. לכן, יש משמעות רבה לשפר את תכונות הטמפרטורה הנמוכה של סוללות ליתיום יון.

גורמים מגבילים את ביצועי סוללת ליתיום-יון בטמפרטורה נמוכה ● בסביבות טמפרטורה נמוכה, צמיגות האלקטרוליט עולה, אפילו מתמצקת חלקית, וכתוצאה מכך מוליכות חשמלית נמוכה של סוללת הליתיום-יון. ● התאימות בין האלקטרוליט לבין האלקטרודה השלילית והדיאפרגמה מתדרדרת בסביבת טמפרטורה נמוכה. ● האלקטרודה השלילית של סוללת הליתיום-יון בסביבות טמפרטורות נמוכות מושקעת בצורה חמורה, והליתיום המתכת המשקע מגיב עם האלקטרוליט, ותצהיר המוצר מביא לעובי של ממשק אלקטרוליט מוצק (SEI).

● סוללת ליתיום יון בסביבה בטמפרטורה נמוכה יורדת, ועכבת העברת הטעינה (RCT) גדלה משמעותית. דיון על גורמי ביצועים בטמפרטורה נמוכה המשפיעים על סוללות ליתיום יון ● פרספקטיבה 1 של מומחה: לפתרון אלקטרולין יש השפעה חשובה על ביצועי הטמפרטורה הנמוכה של סוללות ליתיום יון, להרכב ולמאפייני ההתממשות של האלקטרוליט יש השפעה חשובה על ביצועי הסוללה בטמפרטורה נמוכה. הבעיה בטמפרטורה הנמוכה של הסוללה היא: צמיגות האלקטרוליט תהפוך לגדולה, מהירות הולכת היונים איטית, וכתוצאה מכך מהירות נדידת האלקטרונים של המעגל החיצוני, כך שהסוללה מקוטבת בצורה חמורה, ויכולת הטעינה והפריקה יורדת חדה.

במיוחד בעת טעינה בטמפרטורה נמוכה, יוני ליתיום יכולים ליצור בקלות ליתיום דלגרנים על פני האלקטרודה השלילית, וכתוצאה מכך כשל בסוללה. ביצועי הטמפרטורה הנמוכה של האלקטרוליט קשורים קשר הדוק לגודל המוליכות האלקטרוליט עצמו, יון השידור של המוליכות החשמלית הוא מהיר, וניתן להפעיל יותר קיבולת בטמפרטורות נמוכות. ככל שיש יותר מלחי ליתיום באלקטרוליט, מספר הנדידות גדול יותר, כך המוליכות גבוהה יותר.

מוליכות חשמלית גבוהה, ככל שמוליכות היונים מהירה יותר, ככל שהקיטוב קטן יותר, כך ביצועי הסוללה בטמפרטורה נמוכה טובים יותר. לכן, מוליכות גבוהה יותר היא תנאי הכרחי להשגת ביצועים טובים בטמפרטורה נמוכה של סוללות ליתיום יון. המוליכות החשמלית של האלקטרוליט קשורה להרכב האלקטרוליט, והצמיגות של הממס מיועדת לשפר את מסלול המוליכות החשמלית של האלקטרוליט.

נזילות הממס טובה בטמפרטורה נמוכה של הממס היא הערובה להובלת יונים, וממברנת האלקטרוליט המוצק שנוצרת על ידי האלקטרוליט באלקטרוליט בטמפרטורה נמוכה היא גם מפתח להולכת יוני הליתיום, וה-RSEI הוא העכבה העיקרית של סוללת הליתיום יון בסביבת טמפרטורה נמוכה. ● חוות דעת מומחה 2: ביצועי סוללת ליתיום-יון מוגבלים בטמפרטורה נמוכה הם עלייה חדה בעכבת דיפוזיה LI + בטמפרטורה נמוכה, אך לא סרט SEI. מאפייני טמפרטורה נמוכה של חומר האלקטרודה החיובית של סוללת הליתיום יון ● 1, מבנה השכבה האופייני לטמפרטורה נמוכה של חומר האלקטרודה החיובית במבנה השכבתי הוא בעל תעלת דיפוזיה חד מימדית של ליתיום יון, ויש לו יציבות מבנית של הערוץ התלת מימדי, שהוא הפרסומת המסחרית המוקדמת ביותר.

חומר חיובי לסוללת ליתיום יון. החומרים המייצגים שלו כוללים LiCoO2, Li (CO1-XNIX) O2 ו-Li (Ni, Co, Mn) O2 וכו&39;. Xie Xiaohua וכו&39;.

השתמש ב-LiCoo2 / MCMB כאובייקטי מחקר, בודקים את מאפייני הטעינה בטמפרטורה הנמוכה שלו. התוצאות מראות שככל שהטמפרטורה יורדת, פלטפורמת הפריקה יורדת מ-3.762V (0 מעלות צלזיוס) ל-3.

207V (-30 מעלות צלזיוס); הקיבולת הכוללת של הסוללה מופחתת גם מ-78.98mA · h (0°C) ל-68.55mA · h (-30°C).

● 2, הטמפרטורה הנמוכה האופיינית לחומר החיובי של מבנה הספינל מבנה ספינל LiMn2O4 חומר חיובי, מכיוון שאין אלמנט Co, יש עלות נמוכה, יתרונות לא רעילים. עם זאת, הילוך הערכיות של Mn ואפקט JaHN-Teller של Mn3 +, וכתוצאה מכך בעיות כמו הבדלים מבניים בלתי יציבים והפיכים. Peng Zhengshun, המצביע על כך שהביצועים האלקטרוכימיים של חומרי אלקטרודה חיוביים LiMn2O4 הם גדולים, וה-RCT משמש כדוגמה: ה-RCT של LIMN2O4 המסונתז על ידי שלב מוצק בטמפרטורה גבוהה גבוה משמעותית משיטת הסול ג&39;ל, ותופעה זו היא ביון ליתיום שהושתל על מקדמי דיפוזיה.

הסיבה נובעת בעיקר משיטות סינתטיות שונות עבור הגבישיות והמורפולוגיה של המוצר. ● 3, מאפייני הטמפרטורה הנמוכה של חומר האלקטרודה החיובי של מערכת הפוספט LIFEPO4 הוא הגוף העיקרי של סוללת הכוח הנוכחית חומר חיובי בשל יציבות נפח מעולה ובטיחות, עם החומר הטרינרי. ההתנגדות לטמפרטורה נמוכה של פוספט הברזל נובעת בעיקר בגלל שהחומר עצמו הוא המבודד, מוליכות האלקטרונים נמוכה, דיפוזיית יון הליתיום ירודה, כך שההתנגדות הפנימית של הסוללה גדלה, הקיטוב גבוה, טעינת הסוללה ופריקה חסומה, כך שהביצועים בטמפרטורה נמוכה אינם אידיאליים.

Valley Yidi וכו&39;, כאשר לומדים את התנהגות הטעינה והפריקה של LifePO4 בטמפרטורות נמוכות, יעילות Kulen היא 64% ב-96% ו-20°C ב-55°C עד 0°C, ומתח הפריקה הוא מ-55°C 3.11V.

2.62V של אספקה ​​עד -20 מעלות צלזיוס. XING et al, גילוי, לאחר הוספת חומרים מוליכים ננו-פחמן, התכונות האלקטרוכימיות של LiFePO4 ירדו, וביצועי הטמפרטורה הנמוכה השתפרו; מתח הפריקה של LiFePO4 לאחר שינוי 3.

40V ירד ל-3.09V ב-25 מעלות צלזיוס, הירידה הייתה רק 9.12%; ויעילות הסוללה שלו הייתה 57.

3%, גבוה מ-53.4% ​​מהחומר החשמלי שאינו ננו-פחמן ב-25 מעלות צלזיוס. לאחרונה, LIMNPO4 משך תחומי עניין של אנשים.

המחקר מצא כי ל-LIMNPO4 יש פוטנציאלים גבוהים (4.1V), ללא זיהום, מחיר נמוך, קיבולת ספציפית גדולה (170mAh/g) וכו&39;. עם זאת, בשל מוליכות היונים הנמוכה יותר של LIMNPO4 מאשר LiFePO4, הוא משמש לעתים קרובות כדי להחליף את Mn ליצירת LiMn0.

תמיסה מוצקה 8Fe0.2PO4 בשימוש בפועל של מנת ה-FE. מאפייני הטמפרטורה הנמוכה של חומר האלקטרודה השלילי של סוללת הליתיום-יון חמורים יותר ביחס לחומר האלקטרודה החיובי, והידרדרות הטמפרטורה הנמוכה של סוללת הליתיום-יון חמורה יותר, בעיקר שלוש סיבות: ● טעינה ופריקה בהגדלה גבוהה בטמפרטורה נמוכה, קיטוב הסוללה חמור, מתכת משטח שלילית ליתיום מופקדת ברובה, ולתוצר התגובה החשמלי של מתכת אין בדרך כלל מוליכות חשמלית של מתכת; מושפע מהטמפרטורה הנמוכה;.

המחקר של פתרונות אלקטרוליטים בטמפרטורה נמוכה לוקח על עצמו את ההשפעה של העברת Li+ בסוללת ליתיום יון, ולמוליכות היונית שלה ולביצועי יצירת סרט SEI יש השפעה משמעותית על ביצועי הסוללה בטמפרטורה נמוכה. נקבע כי הפתרון האלקטרוליטי בטמפרטורה נמוכה הוא מאוד מיוחד, ישנם שלושה אינדיקטורים עיקריים: מוליכות יונית, חלונות אלקטרוכימיים ותגובתיות אלקטרודות. רמת שלושת האינדיקטורים הללו תלויה במידה רבה בחומרי ההרכב שלה: ממס, אלקטרוליט (מלח ליתיום), תוסף.

לכן, לחקר ביצועי הטמפרטורה הנמוכה של כל חלק באלקטרוליט, יש משמעות רבה להבנה ולשיפור ביצועי הטמפרטורה הנמוכה של הסוללה. ● מאפיינים של אלקטרוליטים מבוססי EC בטמפרטורה נמוכה בהשוואה לקרבונט שרשרת, מבנה הקרבונט המחזורי קרוב, חזק, בעל נקודת התכה וצמיגות גבוהים. עם זאת, הקוטביות הגדולה של המבנה הטבעתי גורמת לו לעתים קרובות להיות בעל קבוע דיאלקטרי גדול.

לממס EC יש קבוע דיאלקטרי גדול, מוליכות יונים גבוהה, ביצועים מושלמים של יצירת סרט, מונע למעשה את החדרת מולקולת הממס, כך שהיא מהווה מיקום הכרחי, כך שבעיקר מערכות תמיסות אלקטרוליטיות בטמפרטורה נמוכה הן גדולות, ולאחר מכן מעורבבות נקודת התכה נמוכה של ממס מולקולה קטנה. ● מלח ליתיום הוא הרכב חשוב של אלקטרוליט. מלח הליתיום יכול לא רק לשפר את המוליכות היונית של התמיסה, אלא גם להפחית את מרחק הדיפוזיה של Li + בתמיסה.

באופן כללי, ככל שריכוז Li+ בתמיסה גדול יותר, כך מוליכות היונים גדולה יותר. עם זאת, ריכוז ריכוז יון הליתיום באלקטרוליט אינו מתאם ליניארי, אלא הוא קו פרבולי. הסיבה לכך היא שריכוז יוני הליתיום בממס תלוי בפירוק מלח הליתיום בממס ובחוזק האסוציאציה.

חקר האלקטרוליט בטמפרטורה נמוכה פרט לכך שהסוללה מורכבת מעצמה, וגם לגורמי התהליך בפעולה בפועל תהיה השפעה משמעותית על ביצועי הסוללה. ● (1) תהליך הכנה YAQUB וחב&39;, ההשפעה של עומס האלקטרודות ועובי הציפוי על LINI0.6CO 0.

2 mn0.2O2 / סוללת גרפיט ביצועים בטמפרטורות נמוכות גילו שככל שעומס האלקטרודות קטן יותר, שכבת הציפוי פחותה יותר דקה יותר כך הביצועים בטמפרטורה נמוכה טובים יותר. ● (2) מצב טעינה ופריקה Petzl et al, ההשפעה של מצב טעינה-פריקה בטמפרטורה נמוכה על חיי מחזור הסוללה מצאה שכאשר עומק הפריקה יכול לגרום לאובדן קיבולת גדול יותר, ולהפחית את חיי מחזור הדם.

(3) שטח הפנים, הצמצם, צפיפות האלקטרודה, יכולת ההרטבה של האלקטרודה והתמיסה האלקטרוליטית וכדומה, המשפיעים על ביצועי הטמפרטורה הנמוכה של סוללת הליתיום יון. בנוסף, לא ניתן להתעלם מההשפעה של פגמים של חומרים ותהליכים על ביצועי הטמפרטורה הנמוכה של הסוללה. לכן, על מנת להבטיח את ביצועי הטמפרטורה הנמוכה של סוללת הליתיום-יון, יש צורך לבצע את הפעולות הבאות: ● (1) יצירת סרט SEI דק וצפוף; ● (2) מבטיח שלLi+ יש מקדם דיפוזיה גדול בחומר הפעיל; ● (3) ) לאלקטרוליט מוליכות יונים גבוהה בטמפרטורות נמוכות.

בנוסף, המחקר יכול לנקוט גם בגישה אחרת, והעין מופנית לסוג אחר של סוללת ליתיום-יון - סוללת ליתיום מוצקה מלאה. בהשוואה לסוללות ליתיום יון קונבנציונליות, כל סוללות הליתיום יון במצב מוצק, במיוחד סוללות ליתיום יון מוצקות מלאות, צפויות לפתור לחלוטין את בעיית הנחתת הקיבולת ובעיות בטיחות במחזוריות המשמשות בטמפרטורות נמוכות של סוללה. אז איך מתייחסים לסוללות ליתיום בחורף? 1.

אל תשתמש בטמפרטורת סוללת הליתיום בסביבת הטמפרטורה הנמוכה להשפעה של סוללת הליתיום, ככל שהטמפרטורה של סוללת הליתיום נמוכה יותר, כך הפעילות של סוללת הליתיום נמוכה יותר, מה שמוביל ישירות להפחתה משמעותית ביעילות הטעינה והפריקה, כלומר בדרך כלל העבודה של סוללות ליתיום הטמפרטורה היא בין -20 מעלות -60 מעלות. כאשר הטמפרטורה נמוכה מ-0 מעלות צלזיוס, היזהרו לא להטעין בחוץ, ניתן להטעין אותה, נוכל לקחת את הסוללה לחדר (שימו לב, התרחקו מדליקים!!!), כאשר הטמפרטורה נמוכה מ-20 מעלות צלזיוס, הסוללה תיכנס אוטומטית למצב שינה ולא ניתן להשתמש בה כרגיל. אז למשתמש הצפון קר במיוחד.

אין מצב טעינה פנימית. לניצול מלא של שאר הסוללה, יש לטעון מיד את השמש לאחר החניה, להגברת הטעינה ולהימנע מליתיום. 2, לפתח את החורף הרגיל המלווה, כאשר הסוללה נמוכה מדי, עלינו לבצע טעינה בזמן, לפתח הרגל טוב של מלווה, זכור, לעולם אל תעקוב אחר הסוללה הרגילה כדי לחזור לסוללת החורף.

פעילות סוללת הליתיום בחורף יורדת, קל מאוד לגרום לטעינת יתר, משפיע קלות על חיי הסוללה וגורם לתאונת בעירה. לכן, שימו לב יותר לטעינה בצורה רדודה-רדודה בחורף. יש לציין במיוחד, אל תחנות את הרכב לזמן רב, הימנע מטעינת יתר.

3, לא להתרחק לזכור לא להטעין הרבה זמן, לא לעשות את זה נוח, לשים את הרכב לאורך זמן במצב טעינה, ואתה יכול. כאשר סביבת הטעינה בחורף נמוכה מ-0 מעלות צלזיוס, בעת טעינה, אל תעזוב רחוק מדי, כדי למנוע מצבי חירום, טיפול בזמן. 4.

בעת הטעינה, השתמש בשוק המטענים המיוחדים של סוללת ליתיום המלאה במטען נחות, באמצעות מטענים נחותים, עלול לגרום נזק לסוללה, ואף לגרום לשריפה. אל תקנו מוצרים במחיר נמוך ללא אחריות, אל תשתמשו במטענים לחומצת עופרת; אם המטען שלך לא יכול להשתמש בו, הפסק להשתמש בו, אל תפסיד. 5, שימו לב לחיי סוללה, שינוי בזמן בחיי סוללת ליתיום חדשה, סוגים שונים של חיי סוללה, בתוספת אופן שימוש יומיומי, חיי הסוללה אינם שווים, אם המכונית כבויה או אינסופית קצרה, אנא צור קשר עם צוות תחזוקת סוללת ליתיום כדי לטפל באיש תיקון סוללת ליתיום במהלך הקצר, אנא צור קשר עם צוות תחזוקת סוללת הליתיום.

6, יש חשמל טוב לחורף, על מנת להשתמש ברכב באמצע האביב, אם אין לך מצבר ארוך ארוך, תזכור להטעין 50% - 80% מהמצבר, ולהוציא אותו מהאוטו, ולבצע טעינה רגילה, כחודש טעינה. הערה: הסוללה מאוחסנת בסביבה יבשה. 7.

הצב את הסוללה בצורה נכונה אל תטבול את הסוללה במים, ואל תעשה את הסוללה לחה; אין לערום יותר מ-7 קומות, או להפוך את כיוון הסוללה, ליתיום.