Zimná kapacita lítium-iónovej batérie bude neskutočná, prečo sa lítium-iónová batéria „obáva“ nízkej teploty?

Awdur: Iflowpower - Mofani oa Seteishene sa Motlakase se nkehang

Lítium-iónové batérie od svojho vstupu na trh získali širokú škálu aplikácií so svojimi výhodami dlhej životnosti, veľkej špecifickej kapacity, bez pamäťového efektu. Nízka teplota lítium-iónovej batérie je nízka, silný útlm, slabý výkon pri zväčšení cyklu, zjavný fenomén lítia, deinterlaxujúca nerovnováha lítia atď. S neustálym rozširovaním aplikácie je však obmedzenie nízkoteplotného výkonu lítium-iónových batérií zreteľnejšie.

Podľa správ je vybíjacia kapacita lítium-iónovej batérie len asi 31,5% pri izbovej teplote pri -20 ° C. Prevádzková teplota tradičnej lítium-iónovej batérie medzi -20 - + 55 ° C.

Ale v oblasti letectva, elektrických vozidiel atď. môže batéria správne fungovať pri teplote -40 ° C. Preto je veľmi dôležité zlepšiť nízkoteplotné vlastnosti lítium-iónových batérií.

Faktory obmedzujúce výkon lítium-iónovej batérie pri nízkych teplotách ● V prostredí s nízkou teplotou sa viskozita elektrolytu zvyšuje, dokonca aj čiastočne stuhne, čo vedie k nízkej elektrickej vodivosti lítium-iónovej batérie. ● Kompatibilita medzi elektrolytom a zápornou elektródou a membránou sa v prostredí s nízkou teplotou zhoršuje. ● Záporná elektróda lítium-iónovej batérie v prostredí s nízkou teplotou je silne vyzrážaná a vyzrážané kovové lítium reaguje s elektrolytom a ukladanie produktu má za následok zvýšenie hrúbky rozhrania elektrolytu v pevnom stave (SEI).

● Lítium-iónová batéria v prostredí s nízkou teplotou sa zníži a impedancia prenosu náboja (RCT) sa výrazne zvýši. Diskusia o faktoroch výkonu pri nízkych teplotách ovplyvňujúcich lítium-iónové batérie ● Pohľad experta 1: Elektrolynové riešenie má dôležitý vplyv na výkon lítium-iónových batérií pri nízkych teplotách, zloženie a materiálové vlastnosti elektrolytu majú dôležitý vplyv na výkon batérie pri nízkej teplote. Problém s nízkou teplotou batérie je: viskozita elektrolytu sa zvýši, rýchlosť vedenia iónov je nízka, čo vedie k rýchlosti migrácie elektrónov vo vonkajšom okruhu, takže batéria je silne polarizovaná a kapacita nabíjania a vybíjania prudko klesá.

Najmä pri nízkoteplotnom nabíjaní môžu lítiové ióny ľahko vytvárať lítiové delegrany na povrchu zápornej elektródy, čo má za následok zlyhanie batérie. Nízkoteplotný výkon elektrolytu úzko súvisí s veľkosťou vlastnej vodivosti elektrolytu, prenos iónu elektrickej vodivosti je rýchly a pri nízkych teplotách je možné vyvinúť väčšiu kapacitu. Čím viac lítiových solí v elektrolyte, tým vyšší je počet migrácií, tým vyššia je vodivosť.

Vysoká elektrická vodivosť, čím rýchlejšia je iónová vodivosť, čím menšia polarizácia, tým lepší výkon batérie pri nízkej teplote. Preto je vyššia vodivosť nevyhnutnou podmienkou na dosiahnutie dobrého výkonu lítium-iónových batérií pri nízkych teplotách. Elektrická vodivosť elektrolytu súvisí so zložením elektrolytu a viskozita rozpúšťadla má zlepšiť dráhu elektrickej vodivosti elektrolytu.

Tekutosť rozpúšťadla je dobrá pri nízkej teplote rozpúšťadla je zárukou transportu iónov a membrána pevného elektrolytu tvorená elektrolytom v nízkoteplotnom elektrolyte je tiež kľúčom k vodivosti lítium-iónových a RSEI je hlavnou impedanciou lítium-iónovej batérie v prostredí s nízkou teplotou. ● Odborný názor 2: Obmedzený výkon lítium-iónovej batérie pri nízkych teplotách je prudký nárast difúznej impedancie LI + pri nízkej teplote, ale nie filmu SEI. Nízkoteplotné charakteristiky pozitívneho elektródového materiálu lítium-iónovej batérie ● 1, nízkoteplotná charakteristická vrstva štruktúry vrstvenej štruktúry pozitívneho elektródového materiálu má jednorozmerný lítium-iónový difúzny kanál a má štrukturálnu stabilitu trojrozmerného kanála, čo je najskoršia komerčná reklama.

Kladný materiál lítium-iónovej batérie. Medzi jeho reprezentatívne látky patria LiCoO2, Li (CO1-XNIX) O2 a Li (Ni, Co, Mn) O2 atď. Xie Xiaohua atď.

používať LiCoo2 / MCMB ako výskumné objekty, testujúce jeho charakteristiky nabíjania pri nízkych teplotách. Výsledky ukazujú, že keď teplota klesá, výstupná platforma klesá z 3,762 V (0 ° C) na 3.

207 V (-30 °C); Celková kapacita batérie je tiež znížená zo 78,98 mA · h (0 ° C) na 68,55 mA · h (-30 ° C).

● 2, nízkoteplotné charakteristiky pozitívneho materiálu spinelovej štruktúry spinelovej štruktúry LiMn2O4 pozitívneho materiálu, pretože tam nie je žiadny prvok Co, je tu nízka cena, netoxické výhody. Avšak Mn valenčný prevod a JaHN-Tellerov efekt Mn3 +, čo vedie k problémom, ako sú štrukturálne nestabilné a reverzibilné rozdiely. Peng Zhengshun, čo naznačuje, že elektrochemický výkon materiálov s kladnými elektródami LiMn2O4 je veľký a ako príklad sa používa RCT: RCT LIMN2O4 syntetizovaného vysokoteplotnou pevnou fázou je výrazne vyššia ako metóda sol gélu a tento jav je v lítiových iónoch implantovaných na difúzne koeficienty.

Dôvodom sú najmä rôzne syntetické metódy kryštalinity a morfológie produktu. ● 3, nízkoteplotné charakteristiky fosfátového systému kladného elektródového materiálu LIFEPO4 je hlavným telom súčasného kladného materiálu napájacej batérie vďaka vynikajúcej objemovej stabilite a bezpečnosti s ternárnym materiálom. Nízkoteplotná odolnosť fosforečnanu železa je spôsobená hlavne tým, že samotný materiál je izolant, elektrónová vodivosť je nízka, difúzia lítiových iónov je slabá, takže vnútorný odpor batérie sa zvyšuje, polarizácia je vysoká, nabíjanie a vybíjanie batérie je blokované, takže výkon pri nízkych teplotách nie je ideálny.

Valley Yidi atď., Pri štúdiu správania nabíjania a vybíjania LifePO4 pri nízkych teplotách je účinnosť Kulen 64% pri 96% a -20 ° C pri 55 ° C až 0 ° C a vybíjacie napätie je od 55 ° C 3,11 V.

2,62V dodávania do -20 °C. XING et al, objav, po pridaní nanokarbónových vodivých činidiel sa elektrochemické vlastnosti LiFePO4 znížili a zlepšila sa výkonnosť pri nízkych teplotách; vybíjacie napätie LiFePO4 po úprave 3.

40 V kleslo na 3,09 V pri -25 ° C, pokles bol len 9,12 %; a jeho účinnosť batérie bola 57.

3 %, viac ako 53,4 % nenanokarbónového elektrického činidla pri -25 °C. V poslednej dobe LIMNPO4 priťahuje záujem ľudí.

Štúdia zistila, že LIMNPO4 má vysoký potenciál (4,1 V), žiadne znečistenie, nízku cenu, veľkú špecifickú kapacitu (170 mAh / g) atď. Avšak kvôli nižšej iónovej vodivosti LIMNPO4 ako LiFePO4 sa často používa na nahradenie Mn za vzniku LiMn0.

8Fe0,2PO4 tuhý roztok pri skutočnom použití časti FE. Nízkoteplotné charakteristiky materiálu zápornej elektródy lítium-iónovej batérie sú vážnejšie v porovnaní s materiálom kladnej elektródy a zhoršenie nízkej teploty lítium-iónovej batérie je závažnejšie, hlavne z troch dôvodov: ● Nízkoteplotné vysoké zväčšenie nabitia a vybitia, polarizácia batérie je závažná, negatívny povrchový kov Lítium sa vo veľkej miere ukladá a reakčný produkt kovového lítia a elektrolytu vo všeobecnosti nemá elektrickú vodivosť; Ovplyvnené nízkou teplotou;.

Štúdium nízkoteplotných elektrolytických roztokov sa zaoberá účinkom prenosu Li + v lítium-iónovej batérii a jej iónová vodivosť a výkonnosť tvorby filmu SEI majú významný vplyv na výkonnosť batérie pri nízkej teplote. Zistilo sa, že nízkoteplotný elektrolytický roztok je veľmi špecifický, existujú tri hlavné ukazovatele: iónová vodivosť, elektrochemické okná a reaktivita elektród. Úroveň týchto troch indikátorov je do značnej miery závislá od materiálov zloženia: rozpúšťadlo, elektrolyt (lítna soľ), prísada.

Štúdium nízkoteplotného výkonu každej časti elektrolytu má preto veľký význam pre pochopenie a zlepšenie nízkoteplotného výkonu batérie. ● Nízkoteplotné charakteristiky elektrolytu na báze EC v porovnaní s reťazcovým uhličitanom, štruktúra cyklického karbonátu je blízka, pevná, má vysoký bod topenia a viskozitu. Avšak veľká polarita prstencovej štruktúry spôsobuje, že má často veľkú dielektrickú konštantu.

EC rozpúšťadlo má veľkú dielektrickú konštantu, vysokú iónovú vodivosť, perfektný výkon pri tvorbe filmu, účinne zabraňuje spoločnému vloženiu molekuly rozpúšťadla, takže je to nepostrádateľná poloha, takže väčšinou nízkoteplotné systémy elektrolytických roztokov sú veľké a potom zmiešané Nízka teplota topenia rozpúšťadla s malou molekulou. ● Lítiová soľ je dôležitým zložením elektrolytu. Lítiová soľ môže nielen zlepšiť iónovú vodivosť roztoku, ale aj znížiť difúznu vzdialenosť Li+ v roztoku.

Vo všeobecnosti platí, že čím väčšia je koncentrácia Li + v roztoku, tým väčšia je iónová vodivosť. Koncentrácia koncentrácie lítiových iónov v elektrolyte však nie je lineárne korelovaná, ale je to parabolická čiara. Je to preto, že koncentrácia lítiových iónov v rozpúšťadle závisí od disociácie lítnej soli v rozpúšťadle a od sily asociácie.

Štúdium nízkoteplotného elektrolytu okrem toho, že batéria sa skladá sama zo seba a procesné faktory v skutočnej prevádzke budú mať tiež významný vplyv na výkon batérie. ● (1) Proces prípravy YAQUB a kol., vplyv zaťaženia elektródy a hrúbky povlaku na LINI0.6CO 0.

Výkonnosť 2 mn0,2O2 / grafitovej batérie pri nízkych teplotách odhalila, že čím menšie je zaťaženie elektródy, tým menšia je tenšia vrstva povlaku, tým lepší výkon pri nízkych teplotách. ● (2) Stav nabitia a vybitia Petzl a spol. Vplyv stavu nabitia a vybitia pri nízkej teplote na životnosť batérie zistil, že keď hĺbka vybitia môže spôsobiť väčšiu stratu kapacity a znížiť obehovú životnosť.

(3) Povrchová plocha, otvor, hustota elektródy, zmáčavosť elektródy a elektrolytického roztoku a podobne, ktoré ovplyvňujú výkon lítium-iónovej batérie pri nízkych teplotách. Okrem toho nemožno ignorovať vplyv chýb materiálov a procesov na výkon batérie pri nízkych teplotách. Preto, aby sa zabezpečil výkon lítium-iónovej batérie pri nízkych teplotách, je potrebné urobiť nasledovné: ● (1) vytvorenie tenkého a hustého filmu SEI; ● (2) zaručuje, že Li + má veľký difúzny koeficient v účinnej látke; ● (3) ) Elektrolyt má pri nízkych teplotách vysokú iónovú vodivosť.

Štúdia môže navyše zvoliť aj iný prístup a pohľad sa upriami na iný druh lítium-iónovej batérie – plne pevnú lítium-iónovú batériu. V porovnaní s konvenčnými lítium-iónovými batériami sa očakáva, že všetky polovodičové lítium-iónové batérie, najmä plné pevné tenkovrstvové lítium-iónové batérie, úplne vyriešia problém s útlmom kapacity a problémy s bezpečnosťou cyklu používané pri nízkych teplotách batérie. Ako teda zaobchádzať s lítiovými batériami v zime? 1.

Nepoužívajte teplotu lítiovej batérie v prostredí s nízkou teplotou na efekt lítiovej batérie, čím nižšia je teplota lítiovej batérie, tým nižšia je aktivita lítiovej batérie, čo priamo vedie k výraznému zníženiu účinnosti nabíjania a vybíjania, čo je vo všeobecnosti práca lítiových batérií Teplota je medzi -20 stupňov -60 stupňov. Keď je teplota nižšia ako 0 ° C, dávajte pozor, aby ste nenabíjali vonku, môžete ju nabíjať, batériu môžeme vziať do miestnosti (poznámka, držte sa ďalej od horľaviny!!!), Keď je teplota nižšia ako -20 Pri ° C, batéria sa automaticky prepne do režimu spánku a nedá sa normálne používať. Chladný je teda najmä používateľ severu.

Neexistuje žiadna podmienka vnútorného nabíjania. Ak chcete naplno využiť zvyšok batérie, po zaparkovaní ihneď nabite slnko, zvýšte nabíjanie a vyhnite sa lítiu. 2, rozvíjať sprievodné zvyčajné zimné, keď je batéria príliš nízka, musíme vykonať včasné nabíjanie, vytvoriť si dobrý zvyk sprevádzať, pamätajte, nikdy nesledujte normálnu batériu, aby ste sa vrátili k zimnej batérii.

Zimná aktivita lítiovej batérie klesá, veľmi ľahko môže spôsobiť prebitie, mierne ovplyvniť životnosť batérie a spôsobiť haváriu horenia. Preto v zime venujte väčšiu pozornosť nabíjaniu plytko-plytkým spôsobom. Najmä je potrebné upozorniť na to, aby ste vozidlo dlho neparkovali, aby ste sa vyhli nadmernému nabitiu.

3, nezostávajte preč, nezabudnite dlho nabíjať, nerobte to pohodlne, dajte vozidlo na dlhú dobu do stavu nabitia a môžete. Keď je prostredie nabíjania v zime nižšie ako 0 °C, pri nabíjaní neodchádzajte príliš ďaleko, aby ste predišli núdzovým situáciám, včasnou manipuláciou. 4.

Pri nabíjaní používajte špeciálnu nabíjačku lítiovej batérie, ktorá je plná nekvalitných nabíjačiek, používanie nekvalitných nabíjačiek môže spôsobiť poškodenie batérie a dokonca aj požiar. Nekupujte lacné nezaručené produkty, nepoužívajte nabíjačky olovených batérií; ak ju vaša nabíjačka nemôže používať, prestaňte ju používať, nestrácajte. 5, venujte pozornosť životnosti batérie, včasnej zmene životnosti novej lítiovej batérie, rôznym typom životnosti batérie a každodennému spôsobu používania, životnosť batérie nie je rovnaká, ak je auto vypnuté alebo nekonečné Short, obráťte sa na personál údržby lítiovej batérie, aby ste počas krátkej doby zvládli opravu lítiovej batérie, kontaktujte personál údržby lítiovej batérie.

6, je tu dobrá elektrina na zimu, aby ste mohli vozidlo používať uprostred jari, ak nemáte batériu dlho dlho, nezabudnite nabiť 50% - 80% batérie, vybrať ju z auta a pravidelne nabíjať, asi jeden mesiac Nabíjanie. Poznámka: Batéria sa skladuje v suchom prostredí. 7.

Správne umiestnenie batérie Batériu neponárajte do vody ani ju nenavlhčite; neklaďte na seba viac ako 7 poschodí, ani neotočte smer batérie, lítium.