リチウム電池の容量の原因は何ですか?

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Umhlinzeki Wesiteshi Samandla Esiphathekayo

報告によると、リチウムイオン電池の放電容量は、室温 -20 ℃ ではわずか 31.5% 程度です。 従来のリチウムイオン電池の動作温度は -20 ～ + 55 ℃ です。

しかし、航空宇宙分野の電気自動車では、バッテリーが -40 ℃ でも正常に動作する必要があります。 したがって、リチウムイオン電池の低温特性を改善することは非常に重要です。 低温環境では、電解質の粘度が増加し、部分的に凝固することもあり、リチウムイオン電池の導電性が低下します。

低温環境では電解液と負極および隔膜との相性が悪くなります。 低温環境下におけるリチウムイオン電池の負極は析出が激しく、析出した金属リチウムが電解質と反応し、固体電解質界面（SEI）の厚さに生成物の堆積を引き起こしました。 リチウムイオン電池は低温環境下では活性物質の内部拡散システムが減少し、電荷移動インピーダンス（RCT）が大幅に増加します。

専門家の視点 1: 電解液はリチウムイオン電池の低温性能に影響を与え、電解液の組成と物質化特性は電池の低温性能に悪影響を及ぼします。 バッテリー表面の問題は、電解質の粘度が大きくなり、イオン伝導性が遅くなり、外部回路の電子移動速度が低下するため、バッテリーが極度に分極し、充放電容量が急激に低下することです。 特に低温充電の場合、リチウムイオンが負極表面に容易にリチウムデレグラントを形成し、バッテリーの故障につながります。

電解液の低温性能は電解液自身の導電性の大きさと密接な関係があり、電気伝導性の伝達イオンが速く、低温でより大きな容量を発揮することができます。 電解質中のリチウム塩が多いほど、移動回数が多くなり、導電性が高くなります。 電気伝導性が高く、イオン伝導が速く、分極が小さく、低温でのバッテリーの性能が向上します。

したがって、リチウムイオン電池の優れた低温性能を実現するには、より高い導電性が必須条件となります。 電解質の電気伝導性は電解質の組成に関係しており、溶媒の粘度は電解質の電気伝導性の経路を改善します。 溶媒の低温での流動性が良好であることは、イオン輸送の保証であり、低温での電解質によって形成される固体電解質膜もリチウムイオン伝導性に影響を与える鍵であり、RSEI は低温環境におけるリチウムイオン電池のタイトインピーダンスです。

専門家2: リチウムイオン電池の低温性能を制限する要因は、低温、新しいLi+拡散インピーダンスであり、SEIフィルムではありません。 この層状構造は、1次元のリチウムイオン拡散チャネルと3次元のチャネル構造の安定性を兼ね備えており、初の市販リチウムイオン電池正極材料です。 代表的な物質としては、LiCoO2、Li (CO1-XNIX) O2、Li (Ni, Co, Mn) O2 などがあります。