De capaciteit van lithium-ionbatterijen in de winter zal het hoogst zijn. Waarom is de lithium-ionbatterij bang voor lage temperaturen?

著者：Iflowpower – Dodavatel přenosných elektráren

Sinds hun introductie op de markt hebben lithium-ionbatterijen een breed scala aan toepassingen gekregen vanwege de voordelen van een lange levensduur, een grote specifieke capaciteit en het ontbreken van geheugeneffect. De temperatuur van de lithium-ionbatterij is laag, er is sprake van ernstige demping, slechte cyclusvergrotingsprestaties, er is sprake van een duidelijk lithiumfenomeen, er is sprake van een onevenwicht tussen de lithiumcellen, enzovoort. Met de voortdurende uitbreiding van de toepassingen worden de beperkingen van de prestaties van lithium-ionbatterijen bij lage temperaturen echter duidelijker.

Volgens rapporten bedraagt ​​de ontlaadcapaciteit van de lithium-ionbatterij bij kamertemperatuur van -20 °C slechts ongeveer 31,5%. Traditionele lithium-ionbatterijen hebben een bedrijfstemperatuur tussen -20 - + 55 °C.

Maar in de lucht- en ruimtevaart, elektrische voertuigen, etc. kan de batterij goed functioneren bij -40 °C. Daarom is het van groot belang om de eigenschappen van lithium-ionbatterijen bij lage temperaturen te verbeteren.

Factoren die de prestaties van lithium-ionbatterijen bij lage temperaturen beperken ● In omgevingen met lage temperaturen neemt de viscositeit van de elektrolyt toe, zelfs gedeeltelijk gestold, wat resulteert in een lage elektrische geleidbaarheid van de lithium-ionbatterij. ● De compatibiliteit tussen de elektrolyt en de negatieve elektrode en het membraan verslechtert in een omgeving met lage temperaturen. ● De negatieve elektrode van de lithium-ionbatterij slaat bij lage temperaturen sterk neer en het neergeslagen metaal lithium reageert met de elektrolyt. De productafzetting resulteert in een toename van de dikte van de vaste-toestand-elektrolytinterface (SEI).

● De lithium-ionbatterij wordt in een omgeving met lage temperaturen verlaagd en de ladingsoverdrachtsimpedantie (RCT) wordt aanzienlijk verhoogd. Discussie over prestatiefactoren bij lage temperaturen die van invloed zijn op lithium-ionbatterijen ● Deskundig perspectief 1: Elektrolytoplossing heeft een belangrijke impact op de prestaties van lithium-ionbatterijen bij lage temperaturen. De samenstelling en materialisatie-eigenschappen van de elektrolyt hebben een belangrijke impact op de prestaties van de batterij bij lage temperaturen. Het probleem bij een lage batterijtemperatuur is dat de viscositeit van de elektrolyt te hoog wordt, de ionengeleidingssnelheid laag is, wat resulteert in een elektronenmigratiesnelheid van het externe circuit, waardoor de batterij ernstig gepolariseerd raakt en de laad- en ontlaadcapaciteit sterk afneemt.

Vooral bij het opladen bij lage temperaturen kunnen lithiumionen gemakkelijk lithiumdelegranen vormen op het oppervlak van de negatieve elektrode, wat kan leiden tot een defect van de batterij. De prestaties van de elektrolyt bij lage temperaturen hangen nauw samen met de grootte van de eigen geleidbaarheid van de elektrolyt. De transmissie van de elektrische geleidbaarheid is snel en er kan meer capaciteit worden uitgeoefend bij lage temperaturen. Hoe meer lithiumzouten er in de elektrolyt zitten, hoe meer migraties er plaatsvinden en hoe hoger de geleidbaarheid.

Hoge elektrische geleidbaarheid: hoe sneller de ionengeleidbaarheid, hoe kleiner de polarisatie, hoe beter de prestaties van de batterij bij lage temperaturen. Daarom is een hogere geleidbaarheid een noodzakelijke voorwaarde voor het bereiken van goede prestaties bij lage temperaturen van lithium-ionbatterijen. De elektrische geleidbaarheid van de elektrolyt hangt af van de samenstelling van de elektrolyt. De viscositeit van het oplosmiddel moet het pad van de elektrische geleiding van de elektrolyt verbeteren.

De vloeibaarheid van het oplosmiddel is goed bij een lage temperatuur van het oplosmiddel en garandeert ionentransport. Het vaste elektrolytmembraan dat door de elektrolyt in de elektrolyt met lage temperatuur wordt gevormd, is ook een sleutel tot de geleiding van lithiumionen. De RSEI is de belangrijkste impedantie van de lithiumionbatterij in een omgeving met lage temperaturen. ● Deskundigenoordeel 2: Beperkte prestaties van lithium-ionbatterijen bij lage temperaturen worden veroorzaakt door een sterke toename van de LI + diffusie-impedantie bij lage temperaturen, maar niet door SEI-film. Lage temperatuurkarakteristieken van het positieve elektrodemateriaal van de lithium-ionbatterij ● 1. De laagstructuur met lage temperatuurkarakteristieken van het gelaagde positieve elektrodemateriaal heeft zowel een eendimensionaal lithium-iondiffusiekanaal als de structurele stabiliteit van het driedimensionale kanaal, wat de vroegste commerciële commerciële is.

Positief materiaal van lithium-ionbatterij. De representatieve stoffen zijn onder andere LiCoO2, Li (CO1-XNIX) O2 en Li (Ni, Co, Mn) O2, enz. Xie Xiaohua, enz.

gebruiken LiCoo2/MCMB als onderzoeksobjecten en testen de ladingskarakteristieken bij lage temperaturen. Uit de resultaten blijkt dat naarmate de temperatuur daalt, het ontladingsplatform daalt van 3,762 V (0 °C) naar 3.

207V (-30°C); de totale batterijcapaciteit is ook verlaagd van 78,98mA·h (0°C) naar 68,55mA·h (-30°C).

● 2, de lage temperatuurkarakteristiek van het positieve materiaal van de spinelstructuur spinelstructuur LiMn2O4 positief materiaal, omdat er geen Co-element is, zijn er lage kosten, niet-toxische voordelen. De Mn-valentieverhouding en het JaHN-Teller-effect van Mn3+ kunnen echter leiden tot problemen zoals structurele instabiele en omkeerbare verschillen. Peng Zhengshun geeft aan dat de elektrochemische prestaties van LiMn2O4 positieve elektrodematerialen groot zijn, en de RCT wordt als voorbeeld gebruikt: de RCT van LIMN2O4 gesynthetiseerd door vaste fase bij hoge temperatuur is aanzienlijk hoger dan de sol-gelmethode, en dit fenomeen is in lithiumion geïmplanteerd op diffusiecoëfficiënten.

De reden hiervoor zijn voornamelijk de verschillende synthetische methoden voor de kristalliniteit en morfologie van het product. ● 3. De lage temperatuureigenschappen van het positieve elektrodemateriaal van het fosfaatsysteem LIFEPO4 vormen het hoofdbestanddeel van het positieve materiaal van de huidige vermogensbatterij vanwege de uitstekende volumestabiliteit en veiligheid, met het ternaire materiaal. De lage temperatuurbestendigheid van ijzerfosfaat komt voornamelijk doordat het materiaal zelf de isolator is, de elektronengeleiding laag is, de lithiumionendiffusie slecht is, waardoor de interne weerstand van de batterij toeneemt, de polarisatie hoog is, het opladen en ontladen van de batterij wordt geblokkeerd, en de prestaties bij lage temperaturen dus niet ideaal zijn.

Valley Yidi, enz., bij het bestuderen van het laad- en ontlaadgedrag van LifePO4 bij lage temperaturen, is de Kulen-efficiëntie 64% bij 96% en -20 ° C bij 55 ° C tot 0 ° C, en de ontlaadspanning is van 55 ° C 3,11V.

2,62V voor levering tot -20 °C. XING et al, ontdekking, na toevoeging van nanokoolstof geleidende middelen, namen de elektrochemische eigenschappen van LiFePO4 af en verbeterden de prestaties bij lage temperaturen; de ontladingsspanning van LiFePO4 na modificatie 3.

40 V daalde tot 3,09 V bij -25 ° C, de afname bedroeg slechts 9,12%; en de batterij-efficiëntie bedroeg 57.

3%, hoger dan 53,4% van het niet-nanokoolstof elektrische middel bij -25 ° C. LIMNPO4 heeft de laatste tijd veel belangstelling van mensen gewekt.

Uit het onderzoek bleek dat LIMNPO4 een hoog potentieel (4,1 V), geen vervuiling, een lage prijs, een grote specifieke capaciteit (170 mAh/g), enz. heeft. Omdat LIMNPO4 echter een lagere ionengeleiding heeft dan LiFePO4, wordt het vaak gebruikt ter vervanging van Mn om een ​​LiMn0 te vormen.

8Fe0.2PO4 vaste oplossing bij het daadwerkelijke gebruik van het FE-gedeelte. De lage temperatuurkarakteristieken van het negatieve elektrodemateriaal van de lithium-ionbatterij zijn ernstiger in vergelijking met het positieve elektrodemateriaal, en de verslechtering van de lithium-ionbatterij bij lage temperatuur is ernstiger, voornamelijk om drie redenen: ● Lage temperatuur met hoge vergroting, laden en ontladen, batterijpolarisatie is ernstig, negatief oppervlaktemetaal Lithium wordt grotendeels afgezet, en het reactieproduct van metaallithium en de elektrolyt heeft over het algemeen geen elektrische geleidbaarheid; Beïnvloed door de lage temperatuur;.

Bij onderzoek naar elektrolytische oplossingen bij lage temperaturen wordt gekeken naar het effect van het overbrengen van Li + in een lithium-ionbatterij. De ionische geleidbaarheid en de SEI-filmvormingsprestaties hebben een aanzienlijk effect op de prestaties van de batterij bij lage temperaturen. Er is vastgesteld dat de elektrolytische oplossing bij lage temperatuur zeer specifiek is. Er zijn drie hoofdindicatoren: ionische geleidbaarheid, elektrochemische vensters en elektrode-reactiviteit. Het niveau van deze drie indicatoren hangt grotendeels af van de samenstelling van het materiaal: oplosmiddel, elektrolyt (lithiumzout) en additief.

Daarom is het bestuderen van de prestaties van elk onderdeel van de elektrolyt bij lage temperaturen van groot belang voor het begrijpen en verbeteren van de prestaties van de batterij bij lage temperaturen. ● EC-gebaseerde elektrolyt heeft lage temperatuureigenschappen vergeleken met ketencarbonaat. De cyclische carbonaatstructuur is dicht, sterk en heeft een hoog smeltpunt en viscositeit. De grote polariteit van de ringvormige structuur zorgt er echter vaak voor dat deze een grote diëlektrische constante heeft.

EC-oplosmiddelen hebben een grote diëlektrische constante, een hoge ionengeleiding, een perfecte filmvormingsprestatie en voorkomen effectief dat het oplosmiddelmolecuul wordt meegeïnjecteerd. Dit is een onmisbare positie, zodat de meeste elektrolytische oplossingssystemen bij lage temperaturen groot zijn en vervolgens worden gemengd. Het lage smeltpunt van het kleine molecuuloplosmiddel. ● Lithiumzout is een belangrijk bestanddeel van elektrolyt. Het lithiumzout kan niet alleen de ionische geleidbaarheid van de oplossing verbeteren, maar ook de diffusie-afstand van Li + in de oplossing verkleinen.

Over het algemeen geldt: hoe hoger de Li + -concentratie in de oplossing, hoe groter de ionengeleiding. De concentratie van de lithiumionenconcentratie in de elektrolyt is echter niet lineair gecorreleerd, maar vertoont een parabolische lijn. Dit komt doordat de concentratie lithiumionen in het oplosmiddel afhankelijk is van de dissociatie van het lithiumzout in het oplosmiddel en de sterkte van de associatie.

De studie van elektrolyt bij lage temperaturen, behalve dat de batterij uit zichzelf bestaat, en de procesfactoren in de werkelijke werking zullen ook een aanzienlijke impact hebben op de prestaties van de batterij. ● (1) Voorbereidingsproces YAQUB et al, de impact van elektrodebelasting en coatingdikte op LINI0.6CO 0.

2 mn0.2O2 / grafietbatterij lage temperatuur prestaties lieten zien dat hoe kleiner de elektrodebelasting, hoe minder coatinglaag dunner is. Hoe beter de lage temperatuur prestaties. ● (2) Laad- en ontlaadstatus Petzl et al., de impact van de laad-ontlaadstatus bij lage temperaturen op de levensduur van de batterij, ontdekten dat de diepte van de ontlading een groter capaciteitsverlies kan veroorzaken en de circulatielevensduur kan verkorten.

(3) Het oppervlak, de opening, de elektrodedichtheid, de bevochtigbaarheid van de elektrode en de elektrolytische oplossing, en dergelijke, die van invloed zijn op de prestaties van de lithium-ionbatterij bij lage temperaturen. Bovendien mag de impact van materiaal- en procesfouten op de prestaties van de batterij bij lage temperaturen niet worden genegeerd. Om de prestaties van de lithium-ionbatterij bij lage temperaturen te garanderen, is het daarom noodzakelijk om het volgende te doen: ● (1) een dunne en dichte SEI-film te vormen; ● (2) te garanderen dat Li + een grote diffusiecoëfficiënt in de actieve stof heeft; ● (3) De elektrolyt heeft een hoge ionengeleiding bij lage temperaturen.

Daarnaast kan het onderzoek ook een andere benadering hanteren, en dan wordt gekeken naar een ander type lithium-ionbatterij: de volledig vaste lithium-ionbatterij. Vergeleken met conventionele lithium-ionbatterijen wordt verwacht dat alle vaste lithium-ionbatterijen, en met name de volledig vaste dunnefilmlithium-ionbatterijen, het capaciteitsverminderingsprobleem en de problemen met de cyclusveiligheid die optreden bij lage batterijtemperaturen, volledig oplossen. Hoe behandel je lithium-batterijen in de winter? 1.

Gebruik de lithium-ionbatterij niet in een omgeving met lage temperaturen, want hoe lager de temperatuur van de lithium-ionbatterij, hoe lager de activiteit van de lithium-ionbatterij, wat direct leidt tot een aanzienlijke vermindering van de laad- en ontlaadefficiëntie, wat over het algemeen het werk van lithium-ionbatterijen is. De temperatuur ligt tussen -20 graden en -60 graden. Wanneer de temperatuur lager is dan 0°C, moet u erop letten dat u het apparaat niet buitenshuis oplaadt. U kunt de batterij opladen door deze in de kamer te plaatsen (let op, blijf uit de buurt van ontvlambare stoffen!!!). Wanneer de temperatuur lager is dan -20°C, gaat de batterij automatisch in de slaapstand en kan deze niet normaal worden gebruikt. De gebruiker van het noorden heeft het dus extra koud.

Er is geen mogelijkheid om binnen op te laden. Om de rest van de batterij volledig te benutten, laadt u de batterij direct na het parkeren op in de zon, verhoogt u de laadsnelheid en vermijdt u lithium. 2. Ontwikkel de bijbehorende gewoonte voor de winter. Wanneer de batterij te leeg is, moeten we deze tijdig opladen. Ontwikkel een goede gewoonte om deze bij te houden. Vergeet niet dat u nooit de normale batterij moet volgen om terug te keren naar de winterbatterij.

De activiteit van lithium-ionbatterijen in de winter neemt af, waardoor overbelasting gemakkelijk kan optreden, de levensduur van de batterij licht kan worden beïnvloed en er een verbrandingsongeluk kan optreden. Besteed daarom in de winter extra aandacht aan het ondiep opladen. Er moet vooral op worden gewezen dat u het voertuig niet te lang moet parkeren en dat u overladen moet vermijden.

3. Blijf niet weg van het onthouden om niet te lang op te laden, maak het niet gemakkelijk, zet het voertuig voor een lange tijd in de laadtoestand, en je kunt. Wanneer de laadomgeving in de winter onder de 0 °C is, moet u tijdens het opladen niet te ver weg gaan om noodsituaties te voorkomen en tijdig te handelen. 4.

Gebruik bij het opladen een speciale lader voor lithium-ionbatterijen. Er zitten veel inferieure laders op de markt. Het gebruik van inferieure laders kan schade aan de batterij veroorzaken en zelfs brand veroorzaken. Koop geen goedkope producten zonder garantie, gebruik geen loodzuuracculaders, en als uw lader niet werkt, stop er dan mee en verlies hem niet. 5. Let op de levensduur van de batterij, de tijdige vervanging van een nieuwe lithium-batterij, de levensduur van verschillende soorten batterijen en het dagelijks gebruik. De levensduur van de batterij is niet gelijk. Als de auto is uitgeschakeld of eindeloos kort is, neem dan contact op met het onderhoudspersoneel voor lithium-batterijen om de reparateur van de lithium-batterij te helpen. Neem tijdens de korte periode contact op met het onderhoudspersoneel voor lithium-batterijen.

6. Er is voldoende elektriciteit voor de winter, zodat u het voertuig ook in de lente kunt gebruiken. Als u niet over een lange accu beschikt, moet u eraan denken om de accu voor 50% - 80% op te laden. Haal de accu uit de auto en laad hem regelmatig op, ongeveer een maand. Let op: De batterij wordt in een droge omgeving bewaard. 7.

Plaats de batterij op de juiste manier. Dompel de batterij niet onder in water en maak de batterij niet vochtig. Stapel de batterij niet hoger dan 7 verdiepingen en draai de batterijrichting niet om.