В чем причина емкости литиевого аккумулятора?

著者：Iflowpower – Lieferant von tragbaren Kraftwerken

По имеющимся данным, разрядная емкость литий-ионного аккумулятора составляет всего около 31,5% при комнатной температуре -20 °C. Рабочая температура традиционных литий-ионных аккумуляторов составляет от -20 до + 55 °C.

Однако в категории аэрокосмических электромобилей требуется, чтобы аккумулятор работал исправно при температуре -40 °C. Поэтому большое значение имеет улучшение низкотемпературных свойств литий-ионных аккумуляторов. В условиях низких температур вязкость электролита увеличивается, вплоть до частичного затвердевания, что приводит к низкой проводимости литий-ионного аккумулятора.

Совместимость электролита с отрицательным электродом и диафрагмой ухудшается в условиях низких температур. Отрицательный электрод литий-ионного аккумулятора в условиях низких температур подвергся сильному осаждению, а осажденный металлический литий вступил в реакцию с электролитом, в результате чего образовалось отложение продукта, приведшее к образованию слоя твердого электролита (SEI). Литий-ионные аккумуляторы в условиях низких температур снижают внутреннюю диффузионную систему активного вещества, сопротивление переносу заряда (RCT) значительно увеличивается.

Экспертная точка зрения 1: Раствор электролита влияет на низкотемпературные характеристики литий-ионных аккумуляторов, состав и свойства материализации электролита оказывают отрицательное влияние на низкотемпературные характеристики аккумулятора. Проблема на поверхности аккумулятора заключается в следующем: вязкость электролита становится большой, ионная проводимость медленной, что приводит к скорости миграции электронов внешней цепи, поэтому аккумулятор сильно поляризуется, а зарядная и разрядная емкость резко снижаются. Особенно при зарядке при низких температурах ионы лития могут легко образовывать литиевые делеграны на поверхности отрицательного электрода, что приводит к выходу аккумулятора из строя.

Эффективность работы электролита при низких температурах тесно связана с величиной собственной проводимости электролита, передача ионов электропроводности происходит быстро, и при низких температурах может быть достигнута большая емкость. Чем больше солей лития в электролите, тем больше число миграций, тем выше проводимость. Высокая электропроводность, чем выше ионная проводимость, тем меньше поляризация, тем лучше производительность аккумулятора при низкой температуре.

Таким образом, более высокая проводимость является необходимым условием для достижения хороших низкотемпературных характеристик литий-ионных аккумуляторов. Электропроводность электролита связана с составом электролита, а вязкость растворителя улучшает путь электропроводности электролита. Хорошая текучесть растворителя при низкой температуре является гарантией переноса ионов, а твердая электролитная мембрана, образованная электролитом при низкой температуре, также является ключом к влиянию на проводимость литий-ионов, а RSEI представляет собой низкое сопротивление литий-ионного аккумулятора в условиях низкой температуры.

Эксперт 2: Факторами, ограничивающими низкотемпературные характеристики литий-ионных аккумуляторов, являются низкие температуры, новое сопротивление диффузии Li+, но не пленка SEI. Слоистая структура имеет как одномерный литий-ионный диффузионный канал, так и трехмерную стабильность канальной структуры, и является первым коммерческим положительным материалом для литий-ионных аккумуляторов. Его типичными веществами являются LiCoO2, Li(CO1-XNIX)O2 и Li(Ni, Co, Mn)O2, например.