Nguyên nhân nào gây ra dung lượng pin lithium?

著者：Iflowpower – Lieferant von tragbaren Kraftwerken

Theo báo cáo, khả năng xả của pin lithium-ion chỉ đạt khoảng 31,5% ở nhiệt độ phòng là -20 độ C. Nhiệt độ hoạt động của pin lithium-ion truyền thống là từ -20 ~ + 55 ¡ã C.

Nhưng trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, xe điện yêu cầu pin phải hoạt động bình thường ở nhiệt độ -40 độ C. Do đó, việc cải thiện tính chất nhiệt độ thấp của pin lithium ion có ý nghĩa rất quan trọng. Trong môi trường nhiệt độ thấp, độ nhớt của chất điện phân tăng lên, thậm chí đông cứng một phần, dẫn đến độ dẫn điện của pin lithium ion thấp.

Khả năng tương thích giữa chất điện phân, điện cực âm và màng ngăn bị giảm sút trong môi trường nhiệt độ thấp. Điện cực âm của pin lithium ion trong môi trường nhiệt độ thấp bị kết tủa nghiêm trọng, kim loại lithium kết tủa phản ứng với chất điện phân, sản phẩm lắng đọng tạo thành lớp giao diện chất điện phân rắn (SEI). Pin lithium-ion trong môi trường nhiệt độ thấp làm giảm hệ thống khuếch tán bên trong của hoạt chất, trở kháng truyền điện tích (RCT) tăng lên đáng kể.

Quan điểm chuyên gia 1: Dung dịch điện phân ảnh hưởng đến hiệu suất nhiệt độ thấp của pin lithium ion, thành phần và tính chất vật liệu của chất điện phân có tác động tiêu cực đến hiệu suất nhiệt độ thấp của pin. Vấn đề ở bề mặt pin là: độ nhớt của chất điện phân sẽ lớn, độ dẫn ion chậm, dẫn đến tốc độ di chuyển electron của mạch ngoài, do đó pin bị phân cực nghiêm trọng, khả năng sạc và xả giảm mạnh. Đặc biệt khi sạc ở nhiệt độ thấp, các ion lithium có thể dễ dàng hình thành các ion delegran lithium trên bề mặt điện cực âm, dẫn đến hỏng pin.

Hiệu suất ở nhiệt độ thấp của chất điện phân có liên quan chặt chẽ đến độ dẫn điện riêng của chất điện phân, tốc độ truyền ion của độ dẫn điện nhanh và có thể phát huy nhiều công suất hơn ở nhiệt độ thấp. Càng nhiều muối lithium trong chất điện phân, số lượng di chuyển càng nhiều, độ dẫn điện càng cao. Độ dẫn điện cao, độ dẫn ion càng nhanh, độ phân cực càng nhỏ, hiệu suất của pin ở nhiệt độ thấp càng tốt.

Do đó, độ dẫn điện cao hơn là điều kiện cần thiết để đạt được hiệu suất nhiệt độ thấp tốt của pin lithium ion. Độ dẫn điện của chất điện phân liên quan đến thành phần của chất điện phân và độ nhớt của dung môi giúp cải thiện đường dẫn điện của chất điện phân. Tính lưu động của dung môi tốt ở nhiệt độ thấp của dung môi là sự đảm bảo cho quá trình vận chuyển ion và màng chất điện phân rắn hình thành bởi chất điện phân ở nhiệt độ thấp cũng là chìa khóa ảnh hưởng đến độ dẫn ion lithium và RSEI là trở kháng chặt chẽ của pin lithium ion trong môi trường nhiệt độ thấp.

Chuyên gia 2: Các yếu tố hạn chế hiệu suất nhiệt độ thấp của pin lithium ion là nhiệt độ thấp, trở kháng khuếch tán Li+ mới, nhưng không phải màng SEI. Cấu trúc phân lớp này có kênh khuếch tán ion lithium một chiều, có cấu trúc kênh ba chiều ổn định và là vật liệu dương cho pin ion lithium thương mại đầu tiên. Các chất đại diện của nó bao gồm LiCoO2, Li (CO1-XNIX) O2 và Li (Ni, Co, Mn) O2, e.