Зимой емкость литий-ионного аккумулятора станет невыгодной, почему литий-ионный аккумулятор «боится» низких температур?

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Umhlinzeki Wesiteshi Samandla Esiphathekayo

С момента выхода на рынок литий-ионные аккумуляторы получили широкую сферу применения благодаря таким преимуществам, как длительный срок службы, большая удельная емкость и отсутствие эффекта памяти. Низкая температура литий-ионного аккумулятора, сильное затухание, плохая производительность циклического увеличения, очевидный литиевый феномен, дисбаланс деинтерлейсинга лития и т. д. Однако с постоянным расширением сферы применения ограничение низкотемпературных характеристик литий-ионных аккумуляторов становится все более очевидным.

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 аэрокосмической отрасли, электромобилях и т. д. аккумулятор может исправно работать при температуре -40 °C. Поэтому большое значение имеет улучшение низкотемпературных свойств литий-ионных аккумуляторов.

Факторы, ограничивающие производительность литий-ионных аккумуляторов при низких температурах ● В условиях низких температур вязкость электролита увеличивается, даже частично затвердевая, что приводит к низкой электропроводности литий-ионного аккумулятора. ● Совместимость электролита с отрицательным электродом и диафрагмой ухудшается в условиях низких температур. ● Отрицательный электрод литий-ионного аккумулятора в условиях низких температур подвергается сильному осаждению, а осажденный металлический литий реагирует с электролитом, а осаждение продукта приводит к увеличению толщины твердотельного электролитного интерфейса (SEI).

● Литий-ионный аккумулятор в условиях низких температур снижается, а сопротивление переносу заряда (RCT) значительно увеличивается. Обсуждение факторов производительности при низких температурах, влияющих на литий-ионные аккумуляторы ● Экспертная точка зрения 1: Раствор электролита оказывает важное влияние на производительность литий-ионных аккумуляторов при низких температурах, состав и свойства материализации электролита оказывают важное влияние на производительность аккумулятора при низких температурах. Проблема при низкой температуре аккумулятора заключается в следующем: вязкость электролита становится большой, скорость ионной проводимости 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 в низкотемпературном электролите, также является ключом к проводимости ионов лития, а RSEI является основным импедансом литий-ионного аккумулятора в низкотемпературной среде. ● Мнение эксперта 2: Ограниченная производительность литий-ионных аккумуляторов при низких температурах обусловлена ​​резким увеличением импеданса диффузии LI+ при низкой температуре, но не пленкой SEI. Низкотемпературные характеристики материала положительного электрода литий-ионного аккумулятора ● 1, низкотемпературная характерная слоистая структура слоистого материала положительного электрода имеет как одномерный канал диффузии ионов лития, так и обладает структурной стабильностью трехмерного канала, что является самым ранним коммерческим продуктом.

Положительный материал литий-ионного аккумулятора. К его представителям относятся LiCoO2, Li(CO1-XNIX)O2 и Li(Ni, Co, Mn)O2 и т. д. Се Сяохуа и др.

использовать LiCoo2 / MCMB в качестве объектов исследования, проверяя его характеристики заряда при низких температурах. Результаты показывают, что при снижении температуры разрядная площадка падает с 3,762 В (0 °C) до 3.

207 В (-30 °C); общая емкость аккумулятора также снижена с 78,98 мА·ч (0 °C) до 68,55 мА·ч (-30 °C).

● 2, низкотемпературная характеристика положительного материала шпинельной структуры шпинельной структуры LiMn2O4 положительного материала, поскольку в нем нет элемента Co, есть низкая стоимость, нетоксичен преимущества. Однако валентность Mn и эффект Яна-Теллера для Mn3+ приводят к таким проблемам, как структурная нестабильность и обратимые различия. Пэн Чжэншунь, указывая на то, что электрохимические характеристики материалов положительного электрода LiMn2O4 велики, и в качестве примера приводит RCT: RCT LIMN2O4, синтезированного методом высокотемпературной твердой фазы, значительно выше, чем методом золь-гель, и это явление связано с коэффициентами диффузии имплантированных ионов лития.

Причина этого в основном кроется в различных методах синтеза, влияющих на кристалличность и морфологию продукта. ● 3, низкотемпературные характеристики положительного электродного материала фосфатной системы LIFEPO4 являются основным корпусом положительного материала аккумуляторной батареи текущей мощности благодаря превосходной объемной стабильности и безопасности, с тройным материалом. Низкотемпературная стойкость фосфата железа обусловлена ​​главным образом тем, что сам материал является изолятором, электронная проводимость низкая, диффузия ионов лития плохая, поэтому внутреннее сопротивление батареи увеличивается, поляризация высокая, заряд и разряд батареи блокируются, поэтому низкотемпературные характеристики не являются идеальными.

Валли Йиди и др. при изучении поведения заряда и разряда LifePO4 при низких температурах эффективность Кулена составляет 64% при 96% и -20°C при 55°C до 0°C, а напряжение разряда составляет от 55°C до 3,11В.

2,62 В при температуре до -20 °C. Син и др. обнаружили, что после добавления наноуглеродных проводящих агентов электрохимические свойства LiFePO4 ухудшаются, а низкотемпературные характеристики улучшаются; напряжение разряда LiFePO4 после модификации 3.

40 В упало до 3,09 В при -25 °C, снижение составило всего 9,12%; а его эффективность батареи составила 57.

3%, что выше 53,4% ненаноуглеродного электротехнического агента при -25 °C. В последнее время LIMNPO4 привлекает интерес людей.

Исследование показало, что LIMNPO4 имеет высокий потенциал (4,1 В), не загрязняет окружающую среду, низкую цену, большую удельную емкость (170 мАч/г) и т. д. Однако из-за более низкой ионной проводимости LIMNPO4, чем LiFePO4, его часто используют для замены Mn с образованием LiMn0.

Твердый раствор 8Fe0.2PO4 при фактическом использовании доли FE. Характеристики материала отрицательного электрода литий-ионного аккумулятора при низких температурах более серьезны по сравнению с материалом положительного электрода, а ухудшение состояния литий-ионного аккумулятора при низких температурах более серьезно, в основном по трем причинам: ● Низкотемпературный заряд и разряд с высоким усилением, поляризация аккумулятора сильная, на отрицательной поверхности в основном осаждается металлический литий, а продукт реакции металлического лития и электролита, как правило, не обладает электропроводностью; Подвержен воздействию низкой температуры;

Исследование низкотемпературных электролитических растворов направлено на изучение эффекта переноса Li+ в литий-ионном аккумуляторе, а его ионная проводимость и способность к образованию пленки SEI оказывают существенное влияние на низкотемпературные характеристики аккумулятора. Установлено, что низкотемпературный электролитический раствор весьма своеобразен, имеются три основных показателя: ионная проводимость, электрохимические окна и реакционная способность электрода. Уровень этих трех показателей во многом зависит от входящих в его состав материалов: растворителя, электролита (литиевой соли), присадки.

Поэтому изучение низкотемпературных характеристик каждой части электролита имеет большое значение для понимания и улучшения низкотемпературных характеристик аккумулятора. ● Электролит на основе EC имеет низкотемпературные характеристики по сравнению с цепочечным карбонатом, структура циклического карбоната близка, прочна, имеет высокую температуру плавления и вязкость. Однако большая полярность кольцевой структуры часто приводит к тому, что она имеет большую диэлектрическую проницаемость.

Растворитель EC имеет большую диэлектрическую проницаемость, высокую ионную проводимость, идеальную способность к образованию пленки, эффективно предотвращает совместное внедрение молекул растворителя, поэтому он является незаменимым, так как в основном низкотемпературные электролитические растворы имеют большую величину, а затем смешиваются с низкой температурой плавления растворителя с малыми молекулами. ● Литиевая соль является важным компонентом электролита. Литиевая соль может не только улучшить ионную проводимость раствора, но и уменьшить расстояние диффузии Li+ в растворе.

В общем случае, чем больше концентрация Li+ в растворе, тем больше ионная проводимость. Однако концентрация ионов лития в электролите не имеет линейной зависимости, а представляет собой параболическую линию. Это связано с тем, что концентрация ионов лития в растворителе зависит от диссоциации литиевой соли в растворителе и прочности ассоциации.

Изучение низкотемпературного электролита, за исключением того, что батарея состоит из самого себя, и факторы процесса в реальной эксплуатации также будут иметь значительное влияние на производительность батареи. ● (1) Процесс подготовки ЯКУБ и др., влияние нагрузки на электрод и толщины покрытия на LINI0.6CO 0.

Эксплуатационные характеристики графитовой батареи при низких температурах 2 mn0.2O2 показали, что чем меньше нагрузка на электрод, тем тоньше слой покрытия и тем лучше эксплуатационные характеристики при низких температурах. ● (2) Состояние заряда и разряда. Петцль и др., изучая влияние состояния заряда-разряда при низких температурах на срок службы аккумулятора, обнаружили, что глубина разряда может привести к большей потере емкости и сократить срок службы аккумулятора.

(3) Площадь поверхности, апертура, плотность электродов, смачиваемость электрода и электролитического раствора и т.п. влияют на низкотемпературные характеристики литий-ионного аккумулятора. Кроме того, нельзя игнорировать влияние дефектов материалов и процессов на низкотемпературные характеристики аккумулятора. Таким образом, для обеспечения низкотемпературной работы литий-ионного аккумулятора необходимо: ● (1) сформировать тонкую и плотную пленку SEI; ● (2) гарантировать, что Li+ имеет большой коэффициент диффузии в активном веществе; ● (3) ) Электролит имеет высокую ионную проводимость при низких температурах.

Кроме того, исследование может также использовать другой подход, и внимание будет обращено на другой вид литий-ионного аккумулятора — полностью твердотельный литий-ионный аккумулятор. По сравнению с обычными литий-ионными аккумуляторами, все твердотельные литий-ионные аккумуляторы, особенно полностью твердые тонкопленочные литий-ионные аккумуляторы, как ожидается, полностью решат проблему снижения емкости и безопасности циклов, используемых при низких температурах аккумуляторов. Как же обращаться с литиевыми аккумуляторами зимой? 1.

Не используйте литиевую батарею в условиях низких температур, так как чем ниже температура литиевой батареи, тем ниже ее активность, что напрямую приводит к значительному снижению эффективности заряда и разряда, что, как правило, является нормой работы литиевых батарей при температуре от -20 до -60 градусов. При температуре ниже 0 °C будьте осторожны и не заряжайте аккумулятор на открытом воздухе, вы можете заряжать его, занося аккумулятор в помещение (обратите внимание, держитесь подальше от легковоспламеняющихся предметов!!!), При температуре ниже -20 °C аккумулятор автоматически перейдет в спящий режим и не сможет использоваться в обычном режиме. Поэтому пользователю севера особенно холодно.

Условия зарядки в помещении отсутствуют. Чтобы в полной мере использовать оставшийся заряд аккумулятора, сразу после парковки заряжайте его на солнце, чтобы увеличить зарядку, и избегайте лития. 2, развивайте сопутствующую привычку зимой, когда аккумулятор слишком низкий, мы должны производить своевременную зарядку, развивать хорошую привычку сопровождения, помнить, никогда не следуйте обычной батарее, чтобы вернуться к зимнему заряду аккумулятора.

Зимой активность литиевых аккумуляторов снижается, что очень легко может привести к перезарядке, незначительному сокращению срока службы аккумулятора и стать причиной возгорания. Поэтому зимой уделяйте больше внимания зарядке пологим и поверхностным способом. Особо следует отметить, что не следует оставлять автомобиль на стоянке надолго, а также избегать перезарядки.

3. Не забывайте не заряжать автомобиль в течение длительного времени, не делайте это удобным, оставляйте автомобиль в состоянии зарядки на долгое время, и вы сможете. Если температура окружающей среды при зарядке зимой ниже 0 °C, во время зарядки не отходите слишком далеко, чтобы предотвратить чрезвычайные ситуации, своевременно выполняйте действия. 4.

При зарядке используйте специальное зарядное устройство для литиевых аккумуляторов. На рынке полно некачественных зарядных устройств. Использование некачественных зарядных устройств может привести к повреждению аккумулятора и даже стать причиной возгорания. Не покупайте дешевые товары без гарантии, не используйте зарядные устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов; если ваше зарядное устройство не выдерживает нагрузки, прекратите его использовать, не теряйте его. 5. Обратите внимание на срок службы батареи, своевременную замену литиевых батарей на новые, срок службы различных типов батарей, а также ежедневный способ использования, срок службы батареи не одинаков, если автомобиль выключен или бесконечно коротк, пожалуйста, свяжитесь со специалистом по техническому обслуживанию литиевых батарей, чтобы он взял на себя ремонт литиевых батарей. Во время короткого замыкания, пожалуйста, свяжитесь со специалистом по техническому обслуживанию литиевых батарей.

6. Зимой есть хорошее электричество, чтобы использовать автомобиль в середине весны, если у вас не очень длинный аккумулятор, не забудьте зарядить аккумулятор на 50% - 80%, вынуть его из автомобиля и регулярно заряжать, примерно один месяц зарядки. Примечание: аккумулятор следует хранить в сухом месте. 7.

Правильно размещайте аккумулятор. Не погружайте аккумулятор в воду и не допускайте попадания на него влаги. Не ставьте аккумуляторы друг на друга более чем на 7 этажей и не меняйте полярность установки аккумуляторов.