สาเหตุความจุแบตเตอรี่ลิเธียมคืออะไร?

Tác giả ：Iflowpower – Добављач преносних електрана

ตามรายงาน ความจุการคายประจุของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนอยู่ที่ประมาณ 31.5% เท่านั้นที่อุณหภูมิห้องที่ -20 ¡ã C. อุณหภูมิการทำงานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบดั้งเดิมอยู่ระหว่าง -20 ~ + 55 ¡ã C.

แต่ในประเภทของอากาศยาน ยานยนต์ไฟฟ้า จำเป็นต้องใช้แบตเตอรี่ทำงานอย่างถูกต้องที่อุณหภูมิ -40 ¡ã C. ดังนั้นการปรับปรุงคุณสมบัติอุณหภูมิต่ำของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ ความหนืดของอิเล็กโทรไลต์จะเพิ่มขึ้น แม้จะแข็งตัวเพียงบางส่วนก็ตาม ส่งผลให้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีสภาพนำไฟฟ้าต่ำ

ความเข้ากันได้ระหว่างอิเล็กโทรไลต์และอิเล็กโทรดลบและไดอะแฟรมจะลดลงในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ อิเล็กโทรดเชิงลบของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนภายใต้สภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำจะตกตะกอนอย่างรุนแรง และลิเธียมโลหะที่ตกตะกอนจะเกิดปฏิกิริยากับอิเล็กโทรไลต์ และผลิตภัณฑ์ที่ตกตะกอนทำให้เกิดความหนาของอินเทอร์เฟซอิเล็กโทรไลต์ของแข็ง (SEI) แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนภายใต้สภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำจะลดระบบการแพร่กระจายภายในของสารออกฤทธิ์ และค่าอิมพีแดนซ์การถ่ายโอนประจุ (RCT) จะเพิ่มขึ้นอย่างมาก

มุมมองของผู้เชี่ยวชาญ 1: สารละลายอิเล็กโทรไลต์ส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิต่ำของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน องค์ประกอบและคุณสมบัติของวัสดุอิเล็กโทรไลต์ส่งผลเชิงลบต่อประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิต่ำของแบตเตอรี่ ปัญหาที่พื้นผิวของแบตเตอรี่มีอยู่ดังนี้: ความหนืดของอิเล็กโทรไลต์จะมีค่ามากขึ้น การนำไอออนจะช้า ส่งผลให้ความเร็วในการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนของวงจรภายนอกลดลง ดังนั้น แบตเตอรี่จึงมีขั้วอย่างรุนแรง และความจุในการชาร์จและคายประจุจะลดลงอย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อทำการชาร์จที่อุณหภูมิต่ำ ไอออนลิเธียมสามารถสร้างลิเธียมเดอเลเกรนบนพื้นผิวของขั้วลบได้อย่างง่ายดาย ส่งผลให้แบตเตอรี่เสียหายได้

ประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิต่ำของอิเล็กโทรไลต์นั้นมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับขนาดของสภาพการนำไฟฟ้าของอิเล็กโทรไลต์เอง ไอออนส่งผ่านของสภาพการนำไฟฟ้านั้นรวดเร็ว และสามารถใช้ความจุได้มากขึ้นที่อุณหภูมิต่ำ ยิ่งเกลือลิเธียมในอิเล็กโทรไลต์มากเท่าไร จำนวนการโยกย้ายก็จะมากขึ้น และมีค่าการนำไฟฟ้าสูงขึ้นเท่านั้น ค่าการนำไฟฟ้าสูง ยิ่งค่าการนำไอออนเร็วเท่าไหร่ โพลาไรเซชันยิ่งเล็กเท่านั้น ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ในอุณหภูมิต่ำก็จะดีขึ้นเท่านั้น

ดังนั้น ค่าการนำไฟฟ้าที่สูงขึ้นจึงเป็นเงื่อนไขที่จำเป็นในการบรรลุประสิทธิภาพที่ดีในอุณหภูมิต่ำของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ค่าการนำไฟฟ้าของอิเล็กโทรไลต์มีความสัมพันธ์กับองค์ประกอบของอิเล็กโทรไลต์ และความหนืดของตัวทำละลายจะช่วยปรับปรุงเส้นทางการนำไฟฟ้าของอิเล็กโทรไลต์ ความสามารถในการไหลของตัวทำละลายจะดีที่อุณหภูมิต่ำของตัวทำละลายเป็นการรับประกันการขนส่งไอออน และเมมเบรนอิเล็กโทรไลต์ของแข็งที่สร้างขึ้นโดยอิเล็กโทรไลต์ในอุณหภูมิต่ำยังเป็นกุญแจสำคัญในการส่งผลกระทบต่อการนำไฟฟ้าของลิเธียมไอออน และ RSEI คืออิมพีแดนซ์แน่นของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ

ผู้เชี่ยวชาญ 2: ปัจจัยที่จำกัดประสิทธิภาพอุณหภูมิต่ำของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ได้แก่ อุณหภูมิต่ำ อิมพีแดนซ์การแพร่กระจายของ Li + ใหม่ แต่ไม่ใช่ฟิล์ม SEI โครงสร้างแบบหลายชั้นมีทั้งช่องแพร่กระจายลิเธียมไอออนแบบมิติเดียวที่มีความเสถียรของโครงสร้างช่องสามมิติ และเป็นวัสดุบวกสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเชิงพาณิชย์ตัวแรก สารตัวแทน ได้แก่ LiCoO2, Li (CO1-XNIX) O2 และ Li (Ni, Co, Mn) O2