겨울철 리튬이온 배터리 용량이 가장 부족해질 텐데, 리튬이온 배터리가 저온을 &39;두려워&39;하는 이유는 무엇일까?

著者：Iflowpower – Lieferant von tragbaren Kraftwerken

리튬 이온 배터리는 출시 이후 수명이 길고, 비용량이 크며, 메모리 효과가 없다는 장점으로 인해 광범위한 분야에 적용되고 있습니다. 리튬이온 전지의 저온도가 낮고, 감쇠가 심하고, 사이클 증폭 성능이 나쁘고, 리튬 현상이 뚜렷하며, 리튬 탈리 불균형 등이 나타난다. 그러나 응용 분야가 지속적으로 확장됨에 따라 리튬 이온 배터리의 저온 성능에 대한 제약이 더욱 분명해졌습니다.

보고에 따르면, 리튬 이온 배터리의 방전 용량은 -20°C의 실온에서 약 31.5%에 불과합니다. 기존 리튬 이온 배터리의 작동 온도는 -20 ~ +55 ° C입니다.

하지만 항공우주, 전기 자동차 등의 분야에서는 배터리가 -40℃에서도 제대로 작동할 수 있습니다. 따라서 리튬 이온 배터리의 저온 특성을 개선하는 것은 매우 중요합니다.

리튬이온 배터리의 저온 성능을 제한하는 요인 ● 저온 환경에서는 전해질의 점도가 증가하고, 일부만 응고되어 리튬이온 배터리의 전기 전도도가 낮아집니다. ● 저온환경에서는 전해액과 음극 및 격막의 적합성이 저하됩니다. ● 리튬이온전지의 음극은 저온환경에서 심하게 침전되고, 침전된 금속리튬이 전해질과 반응하여 생성물의 침전으로 고체 전해질 계면(SEI) 두께가 증가하게 된다.

● 리튬이온 배터리는 저온 환경에서는 성능이 저하되고, 전하 전달 임피던스(RCT)가 현저히 증가합니다. 리튬이온전지의 저온성능에 영향을 미치는 저온성능 요인에 대한 논의 ● 전문가 관점 1: 전해액은 리튬이온전지의 저온성능에 중요한 영향을 미치며, 전해액의 조성 및 구현 특성은 전지의 저온성능에 중요한 영향을 미친다. 배터리 저온 문제는 다음과 같습니다. 전해질의 점도가 커지고, 이온 전도 속도가 느려지고, 외부 회로의 전자 이동 속도가 느려져 배터리가 심하게 분극되고, 충방전 용량이 급격히 감소합니다.

특히 저온 충전 시 리튬 이온은 음극 표면에 리튬 델레그레인을 쉽게 형성하여 배터리 고장을 일으킬 수 있습니다. 전해질의 저온 성능은 전해질 자체의 전도도 크기와 밀접한 관련이 있으며, 이온의 전기 전도도가 빠르고 저온에서 더 큰 용량을 발휘할 수 있습니다. 전해질에 리튬염이 많을수록, 이동 횟수가 많아지고 전도도가 높아집니다.

전기 전도도가 높고, 이온 전도도가 빠르고, 분극이 작을수록 저온에서 배터리 성능이 좋아집니다. 따라서, 더 높은 전도도는 리튬 이온 배터리의 우수한 저온 성능을 달성하는 데 필요한 조건입니다. 전해질의 전기 전도도는 전해질의 구성과 관련이 있으며, 용매의 점도는 전해질의 전기 전도도 경로를 개선하는 데 필요합니다.

용매의 유동성은 저온에서 좋은 용매이며, 이는 이온 전달의 보장이며, 저온 전해질에서 전해질에 의해 형성되는 고체 전해질 막도 리튬 이온 전도의 핵심이며, RSEI는 저온 환경에서 리튬 이온 배터리의 주요 임피던스입니다. ● 전문가 의견 2: 리튬이온 배터리 저온 성능 제한은 저온에서 LI+ 확산 임피던스가 급격히 증가하지만 SEI 필름은 그렇지 않다는 것입니다. 리튬이온전지 양극재료의 저온특성 ● 1, 층상구조 양극재료의 저온특성 층상구조는 1차원 리튬이온 확산채널과 3차원 채널의 구조적 안정성을 모두 가지고 있어 상용화된 것이 가장 빠른 층상구조 양극재료입니다.

리튬 이온 배터리 양극 물질. 대표적인 물질로는 LiCoO2, Li(CO1-XNIX)O2, Li(Ni, Co, Mn)O2 등이 있다. 셰샤오화(謝小華) 등

LiCoo2/MCMB를 연구 대상으로 사용하여 저온 충전 특성을 테스트합니다. 결과는 온도가 감소함에 따라 방전 플랫폼이 3.762V(0°C)에서 3으로 떨어지는 것을 보여줍니다.

207V(-30°C)이며 배터리 전체 용량도 78.98mA·h(0°C)에서 68.55mA·h(-30°C)로 감소했습니다.

● 2, 스피넬 구조의 양극재인 스피넬 구조 LiMn2O4 양극재의 저온 특성은 Co 원소가 없기 때문에 비용이 저렴하고 독성이 없는 장점이 있습니다. 그러나 Mn 원자가 기어와 Mn3+의 JaHN-Teller 효과로 인해 구조적으로 불안정하고 가역적인 차이가 발생하는 문제가 발생한다. 펑정순(Peng Zhengshun)은 LiMn2O4 양극재의 전기화학적 성능이 크다는 것을 지적하며, RCT를 예로 들었습니다. 고온 고체상으로 합성된 LIMN2O4의 RCT는 졸겔 방법보다 상당히 높았는데, 이러한 현상은 리튬 이온이 주입될 때 확산 계수에 의한 것입니다.

그 이유는 주로 제품의 결정성과 형태에 대한 합성 방법이 다르기 때문입니다. ● 3, 인산염계 양극소재 LIFEPO4의 저온특성은 우수한 체적안정성과 안전성으로 현재 전력전지 양극소재의 주체이며, 3원소재와 병용이 가능합니다. 인산철의 저온 저항성은 주로 재료 자체가 절연체이고, 전자 전도도가 낮고, 리튬 이온 확산이 불량하여 배터리의 내부 저항이 증가하고, 분극이 높고, 배터리 충전 및 방전이 차단되어 저온 성능이 이상적이지 않기 때문입니다.

Valley Yidi 등은 저온에서 LifePO4의 충전 및 방전 거동을 연구할 때 55°C에서 0°C까지 쿨렌 효율은 96%, -20°C에서 64%이고, 방전 전압은 55°C에서 3.11V입니다.

-20 ° C까지 2.62V를 전달합니다. XING 등은 나노카본 전도성제를 첨가한 후, LiFePO4의 전기화학적 특성이 감소하고 저온 성능이 향상되는 것을 발견하였으며, 개질 후 LiFePO4의 방전 전압이 3배 증가하였다.

-25°C에서 40V는 3.09V로 떨어졌고 감소율은 9.12%에 불과했습니다. 배터리 효율은 57이었습니다.

3%, -25℃에서 비나노카본 전기제조제의 53.4%보다 높습니다. 최근 LIMNPO4가 사람들의 관심을 끌고 있습니다.

연구 결과, LIMNPO4는 높은 전위(4.1V)와 무공해, 낮은 가격, 큰 비용량(170mAh/g) 등의 특성을 가지고 있는 것으로 나타났습니다. 그러나 LIMNPO4의 이온 전도도가 LiFePO4보다 낮기 때문에 종종 Mn을 대체하여 LiMn0를 형성하는 데 사용됩니다.

FE 부분의 실제 사용에서는 8Fe0.2PO4 고용체가 사용됩니다. 리튬이온 전지의 음극재의 저온 특성은 양극재에 비해 더 심각하고, 리튬이온 전지의 저온 열화가 더 심합니다.주로 세 가지 이유가 있습니다: ● 저온 고배율 충방전, 전지 분극이 심하고, 음극 표면 금속 리튬이 대량으로 증착되고, 금속 리튬과 전해질의 반응 생성물은 일반적으로 전기 전도성이 없습니다. 저온의 영향을 받습니다.

저온 전해 용액에 대한 연구는 리튬 이온 배터리에서 Li+를 전달하는 효과에 관한 것이며, 이온 전도도와 SEI 필름 형성 성능은 배터리의 저온 성능에 상당한 영향을 미칩니다. 저온 전해 용액은 매우 특수한 것으로 결정되며, 이온 전도도, 전기화학적 창, 전극 반응성이라는 세 가지 주요 지표가 있습니다. 이 세 가지 지표의 수준은 주로 용매, 전해질(리튬염), 첨가제 등 구성 물질에 따라 달라집니다.

따라서 전해질 각 부분의 저온 성능에 대한 연구는 배터리의 저온 성능을 이해하고 개선하는 데 매우 중요합니다. ● EC계 전해질은 사슬형 탄산염에 비해 저온 특성이 우수하고, 환상 탄산염 구조가 치밀하고 견고하며, 융점과 점도가 높습니다. 그러나 고리형 구조의 큰 극성으로 인해 유전율이 커지는 경우가 많습니다.

EC 용매는 유전율이 크고, 이온 전도도가 높으며, 필름 형성 성능이 완벽하며, 용매 분자의 공동 삽입을 효과적으로 방지하므로 없어서는 안 될 위치입니다. 따라서 대부분 저온 전해 용액 시스템에서 크고, 낮은 융점의 소분자 용매와 혼합됩니다. ● 리튬염은 전해질의 중요한 구성성분입니다. 리튬염은 용액의 이온 전도도를 향상시킬 뿐만 아니라, 용액 내 Li+의 확산 거리를 단축시킬 수도 있습니다.

일반적으로 용액 내 Li+ 농도가 클수록 이온 전도도가 커집니다. 그러나 전해질에서 리튬 이온 농도는 선형적으로 상관관계가 없고, 포물선 형태를 띱니다. 이는 용매 속의 리튬 이온 농도가 용매 속의 리튬염의 해리와 결합 강도에 따라 달라지기 때문입니다.

저온 전해액에 대한 연구는 배터리가 그 자체로 구성되어 있다는 점과 실제 작동에서의 공정 요인 역시 배터리 성능에 상당한 영향을 미칠 것입니다. ● (1) 제조공정 YAQUB et al, 전극하중과 코팅두께가 LINI0.6CO 0에 미치는 영향.

2 mn0.2O2/흑연 전지 저온 성능은 전극 부하가 작을수록, 코팅층이 얇을수록 저온 성능이 우수함을 보여주었습니다. ● (2) 충방전 상태 Petzl 등은 저온 충방전 상태가 배터리 사이클 수명에 미치는 영향을 조사한 결과 방전 심도가 깊을수록 용량 손실이 커지고 사이클 수명이 짧아질 수 있음을 밝혔다.

(3) 리튬 이온 전지의 저온 성능에는 표면적, 조리개, 전극 밀도, 전극과 전해액의 젖음성 등이 영향을 미칩니다. 또한, 재료 및 공정상의 결함이 배터리의 저온 성능에 미치는 영향도 무시할 수 없습니다. 따라서 리튬이온전지의 저온성능을 확보하기 위해서는 다음과 같은 사항이 필요하다. ● (1) 얇고 치밀한 SEI막을 형성한다. ● (2) 활물질 내에서 Li + 가 큰 확산계수를 갖도록 보장한다. ● (3) 전해질은 저온에서 높은 이온전도도를 갖는다.

또한, 연구는 또 다른 접근 방식을 취할 수 있으며, 관심은 또 다른 종류의 리튬 이온 배터리, 즉 완전 고체 리튬 이온 배터리로 옮겨갈 수 있습니다. 기존의 리튬 이온 배터리와 비교해 전고체 리튬 이온 배터리, 특히 완전 고체 박막 리튬 이온 배터리는 배터리 저온에서 발생하는 용량 감소 문제와 사이클 안전 문제를 완전히 해결할 것으로 기대됩니다. 그렇다면 겨울에는 리튬 배터리를 어떻게 관리해야 할까요? 1.

리튬 배터리의 온도는 저온 환경에서 사용하면 안 됩니다. 리튬 배터리의 온도가 낮을수록 리튬 배터리의 활동성이 낮아져 충전 및 방전 효율이 크게 감소합니다. 일반적으로 리튬 배터리의 작동 온도는 -20도 -60도 사이입니다. 온도가 0°C 미만일 경우 실외에서 충전하지 않도록 주의하세요. 충전은 가능하지만, 배터리를 실내에 두고 사용할 수는 있습니다(주의: 가연성 물질은 피하세요!!!). 온도가 -20°C 미만일 경우 배터리는 자동으로 절전 모드로 전환되어 정상적으로 사용할 수 없습니다. 그래서 북쪽의 사용자는 특히 차갑습니다.

실내 충전 조건이 없습니다. 배터리의 나머지 부분을 최대한 활용하려면 주차 직후 바로 태양 전지를 충전하여 충전량을 늘리고 리튬은 피하세요. 2. 겨울철 배터리가 너무 약해지면 적절한 시기에 충전을 해야 하며, 겨울철 배터리 충전 습관을 키워야 합니다. 정상적인 배터리가 겨울 배터리 전력으로 돌아가는 일이 없도록 주의하세요.

겨울철 리튬 배터리의 활동이 감소하면 과충전이 발생하기 쉽고, 배터리 수명에 미치는 영향이 미미하며, 연소 사고가 발생할 수도 있습니다. 따라서 겨울에는 얕게 충전하는 데 더욱 주의하세요. 특히 주의해야 할 점은 장시간 차량을 주차하지 말고, 과도한 충전을 피하는 것입니다.

3, 멀리 떨어져 있지 말고 장시간 충전하지 않도록 주의하며, 편리하게 사용하지 말고, 차량을 장시간 충전 상태로 두면 됩니다. 겨울철 충전 환경이 0°C 이하일 경우, 충전 시 너무 멀리 떨어지지 않도록 주의하여 긴급 상황을 방지하고 시기적절하게 처리하십시오. 4.

충전 시에는 리튬 배터리 전용 충전기를 사용하십시오. 품질이 떨어지는 충전기가 많이 판매되고 있으며, 품질이 떨어지는 충전기를 사용하면 배터리가 손상될 수 있으며, 심지어 화재가 발생할 수도 있습니다. 가격이 싸고 보증이 없는 제품은 사지 말고, 납산 배터리 충전기를 사용하지 마세요. 충전기에서 사용할 수 없다면 사용을 중단하고 잃어버리지 마세요. 5. 배터리 수명에 주의하세요. 새로운 리튬 배터리의 수명은 시기적절하게 변경되며, 배터리의 종류와 수명에 따라 일상적인 사용 방법에도 차이가 있습니다. 배터리의 수명은 같지 않습니다. 차량의 전원이 꺼지거나 무한정 단락이 발생하면 리튬 배터리 유지 관리 담당자에게 연락하여 리튬 배터리 수리 담당자를 처리하세요. 단락이 발생하면 리튬 배터리 유지 관리 담당자에게 연락하세요.

6, 겨울철 전기가 좋으므로 봄 중반에 차량을 사용하려면 배터리가 오래 가지 않을 경우 배터리의 50%~80%를 충전하고 차량에서 배터리를 분리하여 정기적으로 충전해야 하며 충전량은 약 1개월입니다. 참고: 배터리는 건조한 환경에 보관하세요. 7.

배터리를 올바르게 놓으세요. 배터리를 물에 담그거나, 배터리에 습기를 주지 마세요. 7층 이상 쌓아 놓거나, 배터리 방향을 바꾸지 마세요. 리튬.