Кышкы литий-иондук батарейканын сыйымдуулугу начар болуп калат, эмне үчүн литий-иондук батарейка төмөн температурадан "коркуйт"?

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Umhlinzeki Wesiteshi Samandla Esiphathekayo

Рынокко киргенден бери, литий-иондук батарейкалар узак мөөнөттүү, чоң өзгөчө кубаттуулук, эстутум эффектиси сыяктуу артыкчылыктары менен кеңири колдонууга ээ болду. Литий-иондук батарейканын төмөнкү температурасы төмөн, катуу алсыратуу, начар циклдин чоңойтуу көрсөткүчү, айкын литий көрүнүшү, литий дисбалансынын бузулушу ж.б. Бирок, колдонуунун үзгүлтүксүз кеңейиши менен литий-иондук батарейкалардын төмөнкү температуралык көрсөткүчтөрүн чектөө айкыныраак.

Маалыматтарга ылайык, литий-иондук батареянын разряд кубаттуулугу -20 ° C бөлмө температурасында болжол менен 31,5% ды түзөт. Салттуу литий-иондук батареянын иштөө температурасы -20 - + 55 ° C.

Бирок аэрокосмостук, электрдик унаалар ж. Ошондуктан литий-иондук батарейкалардын төмөнкү температуралык касиеттерин жакшыртуу чоң мааниге ээ.

Литий-иондук батарейканын төмөнкү температурада иштөөсүн чектеген факторлор ● Төмөн температурада чөйрөдө электролиттин илешкектүүлүгү жогорулайт, атүгүл жарым-жартылай катып калат, натыйжада литий-иондук батареянын электр өткөрүмдүүлүгү төмөн болот. ● Электролит менен терс электрод менен диафрагманын ортосундагы шайкештик төмөн температура чөйрөсүндө начарлайт. ● төмөн температура чөйрөдө астында литий-иондук батареянын терс электрод катуу чөктүрүлөт, жана чөктүрүлгөн металл литий электролит менен реакцияга жатат, ал эми продукт тундурма катуу абалдагы электролит Interface (SEI) жоондугу жогорулатууга алып келет.

● Төмөн температурада литий-иондук батарейка төмөндөйт, ал эми заряд өткөрүү импедансы (RCT) кыйла жогорулайт. Литий-иондук батарейкаларга таасир этүүчү төмөнкү температуранын иштешинин факторлору боюнча талкуу ● Эксперттин көз карашы 1: Электролиндик эритме литий-иондук батарейкалардын төмөнкү температуралык көрсөткүчтөрүнө маанилүү таасир этет, электролиттин курамы жана материализациясы касиеттери батареянын төмөн температурасынын иштешине маанилүү таасир этет. Батареянын төмөнкү температурасынын көйгөйү: электролиттин илешкектүүлүгү чоң болуп, ион өткөрүү ылдамдыгы жай, натыйжада тышкы чынжырдын электрон миграциясынын ылдамдыгы пайда болот, ошондуктан батареянын поляризациясы катуу болуп, заряд жана разряд кубаттуулугу кескин төмөндөйт.

Айрыкча, төмөнкү температурада заряддоодо литий иондору терс электроддун бетинде литий делеграндарын оңой пайда кылып, батареянын иштебей калышына алып келиши мүмкүн. Электролиттин төмөнкү температуралык көрсөткүчтөрү электролиттин өздүк өткөргүчтүгүнүн өлчөмү менен тыгыз байланышта, электр өткөргүчтүгү ионунун өтүшү тез жана төмөн температурада көбүрөөк кубаттуулукка ээ болушу мүмкүн. Электролитте литий туздары канчалык көп болсо, миграциянын саны ошончолук көп болсо, өткөргүчтүк ошончолук жогору болот.

Жогорку электр өткөргүчтүгү, тез ион өткөргүчтүгү, кичинекей поляризация, төмөн температурада батареянын иштеши жакшы. Демек, жогорку өткөрүмдүүлүк литий-иондук батарейкалардын жакшы төмөн температура көрсөткүчүнө жетишүү үчүн зарыл шарт болуп саналат. Электролиттин электр өткөргүчтүгү электролиттин курамына байланыштуу, ал эми эриткичтин илешкектүүлүгү электролиттин электр өткөрүмдүүлүгүнүн жолун жакшыртуу болуп саналат.

Эриткичтин суюктугу эриткичтин төмөнкү температурасында жакшы, ион ташуунун кепилдиги болуп саналат, ал эми төмөнкү температурадагы электролитте электролит тарабынан түзүлгөн катуу электролит мембранасы да литий ионунун өткөрүмдүүлүгүнүн ачкычы болуп саналат, ал эми RSEI литий-иондук батареянын негизги импедансы болуп саналат. ● Эксперттин пикири 2: Чектелген литий-иондук батарейканын төмөнкү температуралык көрсөткүчү төмөн температуранын астында LI + диффузиялык импеданстын кескин өсүшү, бирок SEI пленкасы эмес. Литий-иондук батареянын оң электрод материалынын төмөнкү температуралык мүнөздөмөлөрү ● 1, катмарлуу түзүлүшү оң электрод материалдын төмөн температура мүнөздүү катмар структурасы бир өлчөмдүү литий-иондук диффузиялык каналга ээ жана эң алгачкы коммерциялык коммерциялык үч өлчөмдүү каналдын структуралык туруктуулугуна ээ.

Литий-иондук батарейканын оң материалы. Анын өкүлү заттарга LiCoO2, Li (CO1-XNIX) O2 жана Li (Ni, Co, Mn) O2 ж.б. Си Сяохуа ж.б.

LiCoo2 / MCMBди изилдөө объектилери катары колдонуу, анын төмөнкү температуралык заряддын мүнөздөмөлөрүн текшерүү. Натыйжалар көрсөткөндөй, температура төмөндөгөн сайын разряд платформасы 3,762V (0°C) дан 3кө чейин төмөндөйт.

207V (-30°С); анын батарейканын жалпы сыйымдуулугу да 78,98мА · ч (0 ° C) 68,55mA · ч (-30 ° C) чейин кыскарган.

● 2, шпинел түзүлүшү шпинел түзүмү LiMn2O4 оң материалдын оң материалдын төмөнкү температура мүнөздөмөсү, эч кандай Co элементи бар, анткени, бир аз баасы, уулуу эмес артыкчылыктары бар. Бирок, Mn валенттүү тиштүү жана JaHN-Теллер эффектиси Mn3+, натыйжада структуралык туруксуз жана кайра кайтарылуучу айырмачылыктар сыяктуу көйгөйлөр пайда болот. Peng Zhengshun, LiMn2O4 оң электрод материалдарынын электрохимиялык көрсөткүчтөрү чоң экенин көрсөтүп, RCT мисал катары колдонулат: жогорку температурада катуу фаза менен синтезделген LIMN2O4 RCT sol gel ыкмасына караганда бир кыйла жогору жана бул кубулуш литий ионунда жайгашкан диффузиялык коэффициенттерге имплантацияланган.

Мунун себеби негизинен продуктунун кристаллдуулугу жана морфологиясы үчүн ар кандай синтетикалык ыкмалар менен шартталган. ● 3, phosphate системасы оң электрод материалдык LIFEPO4 төмөн температура мүнөздөмөлөрү үчтүк материал менен, мыкты көлөмү туруктуулугуна жана коопсуздугуна байланыштуу учурдагы электр батареясы оң материалдын негизги орган болуп саналат. Темир фосфатынын төмөнкү температурага туруктуулугу, негизинен, материалдын өзү изолятор, электрон өткөрүмдүүлүгү төмөн, литий ионунун диффузиясы начар, ошондуктан батареянын ички каршылыгы жогорулайт, поляризациясы жогору, батареянын заряды жана разряды бөгөттөлгөн, ошондуктан төмөн температура Performance идеалдуу эмес.

Valley Yidi ж.б., LifePO4 зарядынын жана разрядынын төмөнкү температурада жүрүм-турумун изилдеп жатканда, Кулен эффективдүүлүгү 96% 64% жана -20 ° C 55 ° C 0 ° C, ал эми разряд чыңалуу 55 ° C 3.11V.

-20 ° C чейин жеткирүү 2,62V. XING ж.б., ачылыш, нанокарбон өткөрүүчү агенттер кошулгандан кийин, LiFePO4 электрохимиялык касиеттери азайып, төмөн температура көрсөткүчтөрү жакшырган; модификациядан кийин LiFePO4 разряддык чыңалуусу 3.

40 V -25 ° C боюнча 3,09V чейин түшүп, төмөндөшү гана 9,12% түздү; жана анын батареянын эффективдүүлүгү 57 болду.

3%, -25 ° C боюнча нанокөмүртек эмес электрдик агенттин 53,4% дан жогору. Жакында LIMNPO4 элдин кызыгуусун жаратты.

Изилдөө көрсөткөндөй, LIMNPO4 жогорку потенциалга ээ (4.1V), булгануусу жок, баасы төмөн, өзгөчө кубаттуулугу чоң (170мАч / г) ж.б. Бирок, LiFePO4 караганда LIMNPO4 ион өткөрүмдүүлүгү төмөн болгондуктан, ал LiMn0 түзүш үчүн Mn ордуна колдонулат.

FE бөлүгүн иш жүзүндө колдонууда 8Fe0.2PO4 катуу чечим. Литий-иондук батарейканын терс электроддук материалынын төмөнкү температуралык мүнөздөмөлөрү оң электрод материалына салыштырмалуу олуттуураак жана литий-иондук батареянын төмөн температурадагы начарлашы кыйла оор, негизинен үч себеп: ● Төмөн температурада чоңойтуу заряды жана разряды, батареянын поляризациясы катуу, терс беттик металл Литий негизинен депозиттелет, жана металлдын реакциясынын продуктусу негизинен электроддук жана электроддук реакцияга ээ эмес; Төмөн температуранын таасири;.

Төмөн температурадагы электролиттик эритмелерди изилдөө литий-иондук батарейкада Li + өткөрүп берүү эффектин өзүнө алат жана анын иондук өткөргүчтүгү жана SEI пленкасынын пайда болушу батареянын төмөнкү температуралык көрсөткүчтөрүнө олуттуу таасирин тийгизет. Төмөн температурадагы электролиттик эритме өтө өзгөчө экени аныкталган, үч негизги көрсөткүчү бар: иондук өткөрүмдүүлүк, электрохимиялык терезелер жана электроддун реактивдүүлүгү. Бул үч көрсөткүчтүн деңгээли негизинен анын курамына жараша болот: эриткич, электролит (литий тузу), кошумча.

Ошондуктан, электролиттин ар бир бөлүгүнүн төмөнкү температуралык көрсөткүчтөрүн изилдөө, батарейканын төмөнкү температуралык көрсөткүчтөрүн түшүнүү жана жакшыртуу үчүн чоң мааниге ээ. ● чынжыр карбонат салыштырмалуу EC негизделген электролит төмөн температура мүнөздөмөлөрү, циклдик карбонат түзүлүшү жакын, күчтүү, жогорку эрүү чекити жана илешкектүүлүгү бар. Бирок, шакекче түзүлүштүн чоң полярдуулугу аны көп учурда чоң диэлектрдик өткөрүмдүүлүккө ээ кылат.

EC эриткич ири диэлектрдик туруктуу, жогорку ион өткөрүмдүүлүк, кемчиликсиз пленка түзүү көрсөткүчтөрү бар, натыйжалуу эриткичтин молекуласынын биргелешип киргизилишине жол бербейт, ошондуктан ал алмаштырылгыс позиция болуп саналат, ошондуктан, негизинен, төмөнкү температурадагы электролиттик эритме системалары чоң, андан кийин аралаштырылган. ● Литий тузу электролиттин маанилүү курамы болуп саналат. Литий тузу эритменин иондук өткөрүмдүүлүгүн гана жакшыртпастан, ошондой эле эритмедеги Li+ диффузиялык аралыгын азайтат.

Жалпысынан, эритмедеги Li+ концентрациясы канчалык чоң болсо, ион өткөрүмдүүлүк ошончолук чоң болот. Бирок электролиттеги литий ионунун концентрациясынын концентрациясы сызыктуу корреляцияланбайт, бирок параболикалык сызык. Себеби, эриткичтеги литий ионунун концентрациясы эриткичтеги литий тузунун диссоциацияланышына жана бирикменин күчтүүлүгүнө жараша болот.

Төмөн температурадагы электролиттин изилдөөсү аккумулятордун өзүнөн турат жана иш жүзүндө иштөөдөгү процесс факторлору да батареянын иштешине олуттуу таасирин тийгизет. ● (1) Даярдоо процесси YAQUB ж.

2 mn0.2O2 / графит батарейкасынын төмөнкү температуралык көрсөткүчү электроддун жүгү азыраак болсо, каптоо катмары жукараак экенин көрсөттү. ● (2) Заряддоо жана разряд абалы Petzl ж.б., төмөнкү температурадагы заряд-разряддын абалынын батареянын циклинин иштөөсүнө тийгизген таасири разряддын тереңдиги кубаттуулукту жоготууга жана кан айлануу мөөнөтүн кыскартууга алып келерин аныкташкан.

(3) Литий-иондук батареянын төмөнкү температуралык көрсөткүчтөрүнө таасир этүүчү беттин аянты, диафрагма, электроддун тыгыздыгы, электроддун жана электролиттик эритменин нымдуулугу жана ушул сыяктуулар. Мындан тышкары, аккумулятордун төмөнкү температурада иштөөсүнө материалдардын жана процесстердин кемчиликтеринин таасирин эске албай коюуга болбойт. Ошондуктан, литий-иондук батарейканын төмөнкү температурада иштешин камсыз кылуу үчүн төмөнкүлөрдү аткаруу зарыл: ● (1) ичке жана тыгыз SEI пленкасын түзүү; ● (2) Li+ активдүү заттын чоң диффузиялык коэффициентине ээ экендигине кепилдик берет; ● (3) ) Электролит төмөн температурада жогорку ион өткөрүмдүүлүккө ээ.

Мындан тышкары, изилдөө дагы бир ыкманы колдоно алат, жана көз литий-иондук батареянын башка түрүнө бурулган - толук катуу литий-иондук батарея. Кадимки литий-иондук батарейкаларга салыштырмалуу, бардык катуу абалдагы литий-иондук батарейкалар, өзгөчө толук катуу ичке пленкадагы литий-иондук батарейкалар, батареянын төмөн температурасында колдонулган кубаттуулуктун начарлашы көйгөйүн жана цикл коопсуздук маселелерин толугу менен чечет деп күтүлүүдө. Ошентип, кышында литий батарейкаларга кантип мамиле кылуу керек? 1.

Литий батарейкасынын температурасын төмөн температурада литий батареянын таасири үчүн колдонбоңуз, литий батареясынын температурасы канчалык төмөн болсо, литий батареясынын активдүүлүгү ошончолук төмөн, бул түздөн-түз заряддын жана разряддын натыйжалуулугун олуттуу төмөндөтүүгө алып келет, бул жалпысынан, литий батареяларынын иши Температура -20 градус -60 градустун ортосунда. Температура 0°Сден төмөн болгондо, сыртта заряддоодон этият болуңуз, аны кубаттап алсаңыз болот, батареяны бөлмөгө алсак болот (эскертиңиз, күйүүчү жерден алыс болуңуз!!!), Температура -20 градустан төмөн болгондо, батарейка автоматтык түрдө уйку абалына өтөт жана аны кадимкидей колдонууга болбойт. Ошондуктан түндүк колдонуучу өзгөчө суук.

Үйдө заряддоо шарты жок. Батареянын калган бөлүгүн толук пайдалануу үчүн токтогондон кийин дароо күндү заряддаңыз, кубаттоону көбөйтүү жана литийден алыс болуңуз. 2, көнүмүш кышты иштеп чыгуу, батарейка өтө аз болгондо, биз өз убагында кубаттап, коштоп жүрүүнү жакшы адатка айлантып, кышкы батареянын кубаттуулугуна кайтуу үчүн кадимки батарейканы эч качан ээрчпөө керек.

Кышкы литий батарейканын активдүүлүгү төмөндөйт, ашыкча зарядка алып келүү оңой, батареянын иштөө мөөнөтүнө бир аз таасир этет жана күйүү кырсыгына алып келет. Андыктан кышында тайыз-тайыз түрдө заряддоого көбүрөөк көңүл буруңуз. Өзгөчө белгилеп кетүү керек, унааны көпкө токтотпоңуз, ашыкча заряддан качыңыз.

3, узак убакыт бою кубаттоо үчүн эмес, эсимде калбагыла, аны ыңгайлуу кылбагыла, унааны көп убакытка зарядка абалына коюңуз, жана сиз жасай аласыз. Кышында кубаттоо чөйрөсү 0 ° C төмөн болгондо, кубаттоодо, өзгөчө кырдаалдардын алдын алуу үчүн, өз убагында иштетүү үчүн өтө алыс кетпеңиз. 4.

Заряддоодо литий батарейканын атайын заряддоочу рыногуна толгон начар заряддагычтарды колдонуңуз, начар заряддагычтарды колдонуу батареяны бузуп, атүгүл өрткө алып келиши мүмкүн. Арзан баада гарантияланбаган продукцияларды сатып албаңыз, коргошун-кислоталуу аккумуляторлорду заряддоочу түзүлүштөрдү колдонбоңуз; заряддагычыңыз аны колдоно албаса, аны колдонууну токтотуңуз, жоготпоңуз. 5, батареянын иштөө мөөнөтүн, жаңы литий батареянын иштөө мөөнөтүн өз убагында өзгөртүүгө, батареянын иштөө мөөнөтүнүн ар кандай түрлөрүнө, плюс күнүмдүк колдонуу жолуна көңүл буруңуз, батарейканын өмүрү бирдей эмес, эгерде унаа өчүрүлүп же чексиз Кыска болсо, литий батареясын тейлөөчү персонал менен байланышыңыз.

6, кышкыга жакшы электр энергиясы бар, жаздын ортосунда унааны колдонуу үчүн, эгер сизде аккумулятор узакка созулбаса, батареянын 50% - 80% ын заряддап, аны унаадан алып чыгып, үзгүлтүксүз заряддоону унутпаңыз, бир айга жакын заряддаңыз. Эскертүү: Батарея кургак чөйрөдө сакталат. 7.

Батареяны туура жайгаштырыңыз Батарейканы сууга салбаңыз же батарейканы нымдуу кылбаңыз; 7 кабаттан ашпаңыз же батареянын багытын, литийди которбоңуз.