Miért csökken a lítium akkumulátor kapacitása télen?
Sep 03, 2023
A lítium-ion akkumulátorokat a piacra lépésük óta széles körben használják hosszú élettartamuk, nagy fajlagos kapacitásuk és memóriahatásuk hiánya miatt. A lítium-ion akkumulátorok alacsony hőmérsékletű használata olyan problémákkal jár, mint az alacsony kapacitás, erős csillapítás, gyenge ciklusteljesítmény, nyilvánvaló lítium kiválás és kiegyensúlyozatlan lítium deinterkaláció. Az alkalmazási területek folyamatos bővülésével azonban egyre nyilvánvalóbbá váltak a lítium-ion akkumulátorok alacsony hőmérsékletű gyenge teljesítményéből adódó korlátok.
A jelentések szerint a lítium-ion akkumulátorok kisütési kapacitása -20 fokon csak körülbelül 31,5 százaléka a szobahőmérsékleten lévőnek. A hagyományos lítium-ion akkumulátorok üzemi hőmérséklete -20 és plusz 55 fok között van. A repülőgépiparban, a hadiiparban, az elektromos járművekben és más területeken azonban az akkumulátoroknak -40 fokon kell normálisan működniük. Ezért nagy jelentősége van a lítium-ion akkumulátorok alacsony hőmérsékletű tulajdonságainak javításának.
A lítium-ion akkumulátorok alacsony hőmérsékletű teljesítményét korlátozó tényezők
Alacsony hőmérsékletű környezetben az elektrolit viszkozitása megnő, sőt részben megszilárdul, aminek következtében a lítium-ion akkumulátor vezetőképessége csökken.
Alacsony hőmérsékletű környezetben az elektrolit, a negatív elektróda és a szeparátor közötti kompatibilitás megromlik.
Alacsony hőmérsékletű környezetben a lítium-ion akkumulátor negatív elektródájáról komolyan kicsapódik a lítium, és a kivált fémlítium reakcióba lép az elektrolittal, terméklerakódása pedig a szilárd elektrolit határfelület (SEI) vastagságának növekedéséhez vezet. .
Alacsony hőmérsékletű környezetben a lítium-ion akkumulátorok diffúziós rendszere az aktív anyagban csökken, és a töltésátviteli ellenállás (Rct) jelentősen megnő.
Beszélgetés a Li-ion akkumulátorok alacsony hőmérsékletű teljesítményét befolyásoló meghatározó tényezőkről
1. szakértői vélemény: Az elektrolitnak van legnagyobb hatása a lítium-ion akkumulátorok alacsony hőmérsékletű teljesítményére, az elektrolit összetétele, valamint fizikai és kémiai tulajdonságai pedig jelentős hatással vannak az akkumulátor alacsony hőmérsékletű teljesítményére. A probléma, amellyel az akkumulátorciklus alacsony hőmérsékleten szembesül, a következő: az elektrolit viszkozitása nő, az ionvezetési sebesség lelassul, és a külső áramkör elektronvándorlási sebessége nem egyezik meg. Ezért az akkumulátor erősen polarizálódik, és a töltési és kisütési kapacitás meredeken csökken. Különösen alacsony hőmérsékleten történő töltéskor a lítium-ionok könnyen lítium-dendriteket képezhetnek a negatív elektróda felületén, ami az akkumulátor meghibásodásához vezethet.
Az elektrolit alacsony hőmérsékletű teljesítménye szorosan összefügg magának az elektrolitnak a vezetőképességével. A nagy vezetőképességű elektrolit gyorsabban tudja átadni az ionokat, és nagyobb kapacitást tud kifejteni alacsony hőmérsékleten. Minél több disszociált lítium só van az elektrolitban, annál nagyobb a migrációs szám és annál nagyobb a vezetőképesség. Minél nagyobb a vezetőképesség, annál gyorsabb az ionvezetési sebesség, annál kisebb a polarizáció, és annál jobb az akkumulátor teljesítménye alacsony hőmérsékleten. Ezért a nagyobb vezetőképesség szükséges feltétele a lítium-ion akkumulátorok alacsony hőmérsékletű jó teljesítményének.
Az elektrolit vezetőképessége összefügg az elektrolit összetételével, és az oldószer viszkozitásának csökkentése az egyik módja az elektrolit vezetőképességének növelésének. Oldószer Az oldószer jó folyékonysága alacsony hőmérsékleten az iontranszport garanciája, és az elektrolit által a negatív elektródán alacsony hőmérsékleten kialakuló szilárd elektrolitfilm a lítium-ionok vezetésének kulcsa is, az RSEI pedig a fő impedancia. lítium-ion akkumulátorok alacsony hőmérsékletű környezetben.
2. szakértő: A lítium-ion akkumulátorok alacsony hőmérsékletű teljesítményét korlátozó fő tényező az erősen megnövekedett Li plusz diffúziós ellenállás alacsony hőmérsékleten, nem pedig a SEI film.
A lítium-ion akkumulátorok katódanyagainak alacsony hőmérsékletű jellemzői
A réteges katód anyagok alacsony hőmérsékletű tulajdonságai
A réteges szerkezet, amely nemcsak az egydimenziós lítium-ion diffúziós csatorna összehasonlíthatatlan sebességével rendelkezik, hanem a háromdimenziós csatorna szerkezeti stabilitásával is rendelkezik, a legkorábbi kereskedelmi forgalomban kapható lítium-ion akkumulátor katódanyag. Jellemző anyagai a LiCoO2, Li(Co1-xNix)O2 és Li(Ni, Co, Mn)O2 és így tovább.