Ang kapasidad ng baterya ng lithium-ion sa taglamig ay magiging unfarest, bakit ang baterya ng lithium ion ay "natatakot" sa mababang temperatura?

著者：Iflowpower – Dodavatel přenosných elektráren

Mula nang pumasok sa merkado, ang mga baterya ng lithium-ion ay nakakuha ng malawak na hanay ng mga aplikasyon na may mga pakinabang ng mahabang buhay, malaking tiyak na kapasidad, walang epekto sa memorya. Ang mababang temperatura ng baterya ng lithium-ion ay mababa, malubhang attenuation, mahinang pagganap ng pag-magnify ng cycle, halatang lithium phenomenon, deinterlaxing lithium imbalance, atbp. Gayunpaman, sa patuloy na pagpapalawak ng application, ang paghihigpit sa pagganap ng mababang temperatura ng mga baterya ng lithium-ion ay mas malinaw.

Ayon sa mga ulat, ang discharge capacity ng lithium-ion na baterya ay halos 31.5% lamang sa temperatura ng kuwarto sa -20 ° C. Tradisyunal na temperatura ng pagpapatakbo ng baterya ng lithium-ion sa pagitan ng -20 - + 55 ° C.

Ngunit sa larangan ng aerospace, mga de-koryenteng sasakyan, atbp., ang baterya ay maaaring gumana nang maayos sa -40 ° C. Samakatuwid, ito ay may malaking kahalagahan upang mapabuti ang mababang temperatura ng mga katangian ng mga baterya ng lithium ion.

Mga salik na humadlang sa pagganap ng mababang temperatura ng baterya ng lithium-ion ● Sa mga kapaligirang mababa ang temperatura, tumataas ang lagkit ng electrolyte, kahit na bahagyang tumigas, na nagreresulta sa mababang conductivity ng kuryente ng baterya ng lithium ion. ● Ang pagiging tugma sa pagitan ng electrolyte at negatibong electrode at ang diaphragm ay lumalala sa mababang temperatura na kapaligiran. ● Ang negatibong electrode ng lithium-ion na baterya sa ilalim ng mababang temperatura na kapaligiran ay malubhang namuo, at ang namuo na metal lithium ay nire-react sa electrolyte, at ang pag-deposito ng produkto ay nagreresulta sa pagtaas ng kapal ng solid state electrolyte interface (SEI).

● Lithium ion na baterya sa ilalim ng mababang temperatura na kapaligiran ay binabaan, at ang charge transfer impedance (RCT) ay tumaas nang malaki. Pagtalakay sa mga kadahilanan sa pagganap ng mababang temperatura na nakakaapekto sa mga baterya ng lithium ion ● Pananaw ng eksperto 1: Ang solusyon sa electrolyne ay may mahalagang epekto sa pagganap ng mababang temperatura ng mga baterya ng lithium ion, ang mga katangian ng komposisyon at materyalisasyon ng electrolyte ay may mahalagang epekto sa pagganap ng mababang temperatura ng baterya. Ang problema sa mababang temperatura ng baterya ay: ang lagkit ng electrolyte ay magiging malaki, ang bilis ng pagpapadaloy ng ion ay mabagal, na nagreresulta sa bilis ng paglipat ng elektron ng panlabas na circuit, kaya ang baterya ay malubhang polarized, at ang kapasidad ng pagsingil at paglabas ay may matalim na pagbaba.

Lalo na kapag nagcha-charge sa mababang temperatura, ang mga lithium ions ay madaling makabuo ng mga lithium delegranes sa ibabaw ng negatibong elektrod, na nagreresulta sa pagkabigo ng baterya. Ang pagganap ng mababang temperatura ng electrolyte ay malapit na nauugnay sa laki ng sariling kondaktibiti ng electrolyte, ang transmission ion ng electrical conductivity ay mabilis, at mas maraming kapasidad ang maaaring ibigay sa mababang temperatura. Ang mas maraming lithium salts sa electrolyte, mas maraming bilang ng mga migrasyon, mas mataas ang conductivity.

Mataas na electrical conductivity, mas mabilis ang ion conductivity, mas maliit ang polarization, mas maganda ang performance ng baterya sa mababang temperatura. Samakatuwid, ang mas mataas na kondaktibiti ay isang kinakailangang kondisyon para sa pagkamit ng mahusay na pagganap ng mababang temperatura ng mga baterya ng lithium ion. Ang electrical conductivity ng electrolyte ay nauugnay sa komposisyon ng electrolyte, at ang lagkit ng solvent ay upang mapabuti ang pathway ng electrolyte electrical conductivity.

Ang pagkalikido ng solvent ay mabuti sa isang mababang temperatura ng solvent ay ang garantiya ng transportasyon ng ion, at ang solidong electrolyte membrane na nabuo ng electrolyte sa mababang temperatura ng electrolyte ay isa ring susi sa pagpapadaloy ng lithium ion, at ang RSEI ay ang pangunahing impedance ng baterya ng lithium ion sa isang mababang temperatura na kapaligiran. ● Opinyon ng eksperto 2: Ang limitadong pagganap ng mababang temperatura ng baterya ng lithium-ion ay isang matinding pagtaas sa LI + diffusion impedance sa ilalim ng mababang temperatura, ngunit hindi SEI film. Mga katangian ng mababang temperatura ng positibong materyal ng elektrod ng baterya ng lithium ion ● 1, ang mababang temperatura na katangian ng istraktura ng layer ng layered na istraktura positibong elektrod na materyal ay may parehong one-dimensional na channel ng pagsasabog ng lithium ion, at may katatagan ng istruktura ng three-dimensional na channel, na siyang pinakamaagang komersyal na komersyal.

Lithium ion baterya positibong materyal. Kabilang sa mga kinatawan nitong sangkap ang LiCoO2, Li (CO1-XNIX) O2 at Li (Ni, Co, Mn) O2, atbp. Xie Xiaohua, atbp.

gamitin ang LiCoo2 / MCMB bilang mga bagay sa pagsasaliksik, na sinusuri ang mababang temperatura na mga katangian ng singil nito. Ipinapakita ng mga resulta na habang bumababa ang temperatura, bumababa ang discharge platform mula 3.762V (0 ° C) hanggang 3.

207V (-30 ° C); ang kabuuang kapasidad ng baterya nito ay nababawasan din mula 78.98mA · h (0 ° C) hanggang 68.55mA · h (-30 ° C).

● 2, ang mababang temperatura na katangian ng positibong materyal ng spinel istraktura spinel istraktura LiMn2O4 positibong materyal, dahil walang Co elemento, mayroong isang mababang gastos, non-nakakalason bentahe. Gayunpaman, ang Mn valence gear at ang JaHN-Teller effect ng Mn3 +, na nagreresulta sa mga problema tulad ng hindi matatag na istruktura at nababaligtad na mga pagkakaiba. Peng Zhengshun, na nagpapahiwatig na ang electrochemical performance ng LiMn2O4 positive electrode materials ay malaki, at ang RCT ay ginagamit bilang isang halimbawa: ang RCT ng LIMN2O4 na na-synthesize ng high temperature solid phase ay makabuluhang mas mataas kaysa sa sol gel method, at ang phenomenon na ito ay nasa lithium ion Nakatanim sa diffusion coefficients.

Ang dahilan ay higit sa lahat dahil sa iba&39;t ibang sintetikong pamamaraan para sa crystallinity at morpolohiya ng produkto. ● 3, ang mababang temperatura ng mga katangian ng pospeyt sistema positibong elektrod materyal LIFEPO4 ay ang pangunahing katawan ng kasalukuyang kapangyarihan baterya positibong materyal dahil sa mahusay na lakas ng tunog katatagan at kaligtasan, na may ternary materyal. Ang mababang temperatura ng resistensya ng iron phosphate ay higit sa lahat dahil ang materyal mismo ay ang insulator, ang kondaktibiti ng elektron ay mababa, ang pagsasabog ng lithium ion ay mahina, upang ang panloob na paglaban ng baterya ay tumaas, ang polariseysyon ay mataas, ang singil at paglabas ng baterya ay naharang, kaya ang mababang temperatura Pagganap ay hindi perpekto.

Valley Yidi, atbp., kapag pinag-aaralan ang pag-uugali ng pag-charge at discharge ng LifePO4 sa mababang temperatura, ang kahusayan ng Kulen ay 64% sa 96% at -20 ° C sa 55 ° C hanggang 0 ° C, at ang boltahe ng discharge ay mula sa 55 ° C 3.11V.

2.62V ng paghahatid sa -20 ° C. XING et al, pagtuklas, pagkatapos ng pagdaragdag ng nanocarbon conductive agent, ang electrochemical properties ng LiFePO4 ay nabawasan, at ang mababang pagganap ng temperatura ay napabuti; ang discharge boltahe ng LiFePO4 pagkatapos ng pagbabago 3.

Ang 40 V ay nahulog sa 3.09V sa -25 ° C, ang pagbaba ay 9.12% lamang; at ang kahusayan ng baterya nito ay 57.

3%, mas mataas sa 53.4% ​​​​ng non-nanocarbon electrical agent sa -25 ° C. Kamakailan, ang LIMNPO4 ay umakit ng mga interesadong interes ng mga tao.

Natuklasan ng pag-aaral na ang LIMNPO4 ay may mataas na potensyal (4.1V), walang polusyon, mababang presyo, malaking tiyak na kapasidad (170mAh / g), atbp. Gayunpaman, dahil sa mas mababang ion conductivity ng LIMNPO4 kaysa sa LiFePO4, madalas itong ginagamit upang palitan ang Mn upang bumuo ng isang LiMn0.

8Fe0.2PO4 solidong solusyon sa aktwal na paggamit ng bahagi ng FE. Ang mababang temperatura na mga katangian ng negatibong elektrod na materyal ng baterya ng lithium-ion ay mas seryoso na nauugnay sa positibong materyal ng elektrod, at ang mababang temperatura ng pagkasira ng baterya ng lithium ion ay mas malala, pangunahin sa tatlong dahilan: ● Mababang temperatura mataas na magnification charge at discharge, ang polarization ng baterya ay malubha, negatibong ibabaw ng metal Lithium ay higit na nakadeposito, at ang reaksyon ng produkto ng metal lithium at ang electrolyte sa pangkalahatan ay walang electrolyte; Apektado ng mababang temperatura;.

Ang pag-aaral ng mababang temperatura na mga electrolytic solution ay nagsasagawa ng epekto ng paglilipat ng Li + sa isang lithium ion na baterya, at ang ionic conductivity nito at ang pagganap ng SEI film formation ay may malaking epekto sa pagganap ng mababang temperatura ng baterya. Ito ay tinutukoy na ang mababang temperatura electrolytic solusyon ay napaka-partikular, mayroong tatlong pangunahing tagapagpahiwatig: ionic kondaktibiti, electrochemical bintana, at elektrod reaktibiti. Ang antas ng tatlong tagapagpahiwatig na ito ay higit na nakasalalay sa mga komposisyon na materyales nito: solvent, electrolyte (lithium salt), additive.

Samakatuwid, ang pag-aaral ng pagganap ng mababang temperatura ng bawat bahagi ng electrolyte, ay may malaking kahalagahan para sa pag-unawa at pagpapabuti ng pagganap ng mababang temperatura ng baterya. ● EC-based electrolyte mababang temperatura na mga katangian kumpara sa chain carbonate, ang cyclic carbonate na istraktura ay malapit, malakas, may mataas na punto ng pagkatunaw at lagkit. Gayunpaman, ang malaking polarity ng annular na istraktura ay ginagawa itong madalas na may malaking dielectric na pare-pareho.

Ang EC solvent ay may malaking dielectric constant, mataas na ion conductivity, perpektong film formation performance, epektibong pinipigilan ang solvent molecule mula sa pagiging co-insert, kaya ito ay isang kailangang-kailangan na posisyon, upang ang karamihan sa mga low temperature electrolytic solution system ay malaki, at pagkatapos ay halo-halong Mababang punto ng pagkatunaw ng maliit na molekula na solvent. ● Lithium salt ay isang mahalagang komposisyon ng electrolyte. Ang lithium salt ay hindi lamang maaaring mapabuti ang ionic conductivity ng solusyon, ngunit bawasan din ang diffusion distance ng Li + sa solusyon.

Sa pangkalahatan, mas malaki ang konsentrasyon ng Li + sa solusyon, mas malaki ang conductivity ng ion. Gayunpaman, ang konsentrasyon ng konsentrasyon ng lithium ion sa electrolyte ay hindi linearly na nakakaugnay, ngunit isang parabolic na linya. Ito ay dahil, ang konsentrasyon ng lithium ion sa solvent ay nakasalalay sa dissociation ng lithium salt sa solvent at ang lakas ng asosasyon.

Ang pag-aaral ng mababang temperatura ng electrolyte maliban na ang baterya ay binubuo ng sarili nito, at ang mga salik ng proseso sa aktwal na operasyon ay magkakaroon din ng malaking epekto sa pagganap ng baterya. ● (1) Proseso ng Paghahanda YAQUB et al, ang epekto ng pagkarga ng electrode at kapal ng coating sa LINI0.6CO 0.

2 mn0.2O2 / graphite baterya mababang temperatura pagganap nagsiwalat na ang mas maliit ang electrode load ay mas maliit, ang mas kaunting coating layer ay thinner Mas mahusay ang mababang temperatura pagganap. ● (2) Charge at discharge status Petzl et al, ang epekto ng mababang temperatura na charge-discharge status sa buhay ng baterya ay natagpuan na kapag ang lalim ng discharge ay maaaring magdulot ng mas malaking pagkawala ng kapasidad, at bawasan ang buhay ng sirkulasyon.

(3) Ang surface area, ang aperture, ang electrode density, ang wettability ng electrode at ang electrolytic solution, at iba pa, na nakakaapekto sa mababang temperatura ng pagganap ng lithium ion na baterya. Bilang karagdagan, ang epekto ng mga depekto ng mga materyales at proseso sa mababang temperatura ng pagganap ng baterya ay hindi maaaring balewalain. Samakatuwid, upang matiyak ang mababang temperatura ng pagganap ng baterya ng lithium-ion, kailangang gawin ang mga sumusunod: ● (1) pagbuo ng manipis at siksik na SEI film; ● (2) ginagarantiyahan na ang Li + ay may malaking diffusion coefficient sa aktibong substance; ● (3) ) Ang electrolyte ay may mataas na ion conductivity sa mababang temperatura.

Bilang karagdagan, ang pag-aaral ay maaari ding kumuha ng isa pang diskarte, at ang mata ay nabaling sa isa pang uri ng lithium-ion na baterya - buong solidong lithium ion na baterya. Kung ikukumpara sa mga ordinaryong lithium-ion na baterya, ang lahat ng solid-state na lithium ion na baterya, lalo na ang full solid thin film lithium ion na baterya, ay inaasahang ganap na malulutas ang problema sa pagpapalambing ng kapasidad at mga isyu sa kaligtasan ng pag-ikot na ginagamit sa mababang temperatura ng baterya. Kaya paano mo tinatrato ang mga baterya ng lithium sa taglamig? 1.

Huwag gamitin ang temperatura ng baterya ng lithium sa mababang temperatura na kapaligiran para sa epekto ng baterya ng lithium, mas mababa ang temperatura ng baterya ng lithium, mas mababa ang aktibidad ng baterya ng lithium, na direktang humahantong sa isang makabuluhang pagbawas sa kahusayan sa pagsingil at paglabas, na sa pangkalahatan, ang gawain ng mga baterya ng lithium Ang temperatura ay nasa pagitan ng -20 degrees -60 degrees. Kapag ang temperatura ay mas mababa sa 0 ° C, mag-ingat na huwag mag-charge sa labas, maaari mo itong i-charge, maaari naming kunin ang baterya sa silid (tandaan, lumayo sa nasusunog!!!), Kapag ang temperatura ay nasa ibaba -20 At ° C, ang baterya ay awtomatikong papasok sa estado ng pagtulog at hindi magagamit nang normal. Kaya lalong malamig ang gumagamit ng norte.

Walang kondisyon sa panloob na pagsingil. Upang lubos na magamit ang natitirang bahagi ng baterya, agad na singilin ang araw pagkatapos ng paradahan, upang dagdagan ang pag-charge, at iwasan ang lithium. 2, bumuo ng kasamang nakagawian na taglamig, kapag ang baterya ay masyadong mababa, kailangan nating gumawa ng napapanahong pagsingil, bumuo ng isang magandang ugali ng kasama, tandaan, huwag sundin ang normal na baterya upang bumalik sa lakas ng baterya ng taglamig.

Bumababa ang aktibidad ng baterya ng lithium sa taglamig, napakadaling magdulot ng sobrang singil, bahagyang nakakaapekto sa buhay ng baterya, at nag-trigger ng aksidente sa pagkasunog. Samakatuwid, bigyang pansin ang pagsingil sa isang mababaw-mababaw na paraan sa taglamig. Lalo na kailangang ituro, huwag iparada ang sasakyan ng mahabang panahon, iwasan ang over charge.

3, huwag lumayo sa tandaan na huwag singilin nang mahabang panahon, huwag gawin itong maginhawa, ilagay ang sasakyan sa mahabang panahon sa estado ng pagsingil, at magagawa mo. Kapag ang kapaligiran sa pag-charge sa taglamig ay mas mababa sa 0 ° C, kapag nagcha-charge, huwag umalis ng masyadong malayo, upang maiwasan ang mga emerhensiya, napapanahong paghawak. 4.

Kapag nagcha-charge, gumamit ng espesyal na market ng charger ng lithium na baterya na puno ng mababang charger, gamit ang mga mababang charger, maaaring magdulot ng pagkasira ng baterya, at maging sanhi ng sunog. Huwag bumili ng mababang presyo na hindi garantisadong mga produkto, huwag gumamit ng mga charger ng baterya ng lead-acid; kung hindi magamit ng charger mo, itigil mo na ang paggamit mo, wag mawawala. 5, bigyang-pansin ang buhay ng baterya, napapanahong pagbabago sa bagong buhay ng baterya ng lithium, iba&39;t ibang uri ng buhay ng baterya, kasama ang pang-araw-araw na paraan ng paggamit, ang buhay ng baterya ay hindi pantay, kung ang kotse ay pinatay o walang katapusang Short, mangyaring makipag-ugnay sa mga tauhan ng pagpapanatili ng baterya ng lithium upang mahawakan ang taong nag-aayos ng baterya ng lithium sa panahon ng maikling, mangyaring makipag-ugnay sa mga tauhan ng pagpapanatili ng baterya ng lithium.

6, may magandang kuryente para sa taglamig, para magamit ang sasakyan sa kalagitnaan ng tagsibol, kung wala kang baterya na mahaba, tatandaan mong singilin ang 50% - 80% ng baterya, at alisin ito sa kotse, at gumawa ng regular na pag-charge, mga isang buwan na Pagsingil. Tandaan: Ang baterya ay naka-imbak sa isang tuyo na kapaligiran. 7.

Ilagay nang tama ang baterya Huwag isawsaw ang baterya sa tubig, o gawing basa ang baterya; huwag mag-stack ng higit sa 7 palapag, o baligtarin ang direksyon ng baterya, lithium.