Důvody a řešení nízké kapacity lithiových baterií v zimě
Důvody, proč se kapacita lithiových baterií v zimě snižuje
1. Zvyšuje se viskozita elektrolytu
Elektrolyt lithiových baterií se skládá z uhličitanových organických rozpouštědel a rozpuštěného hexafluorofosfátu lithného. Za podmínek nízké teploty se zvyšuje viskozita elektrolytu a rychlost difúze lithných iontů v elektrolytu se zpomaluje, což má za následek snížení výkonu baterie.
2. Kompatibilita mezi elektrolytem, zápornou elektrodou a separátorem se zhoršuje: V prostředí s nízkou teplotou se zhoršuje kompatibilita mezi elektrolytem, zápornou elektrodou a separátorem, což ovlivní přenos iontů lithia a výkon baterie.
2. Snížená reverzibilita účinných látek
Za podmínek nízké teploty se snižuje reverzibilita aktivního materiálu lithiových baterií, což znamená, že se snižuje účinnost baterie při nabíjení a vybíjení, což má za následek snížení kapacity baterie.
3. Vnitřní difúzní systém aktivního materiálu je snížen: V prostředí s nízkou teplotou se snižuje vnitřní difúzní systém aktivního materiálu lithium-iontových baterií a výrazně se zvyšuje odpor přenosu náboje (Rct). To znamená, že se zvyšuje odpor vůči pohybu iontů lithia uvnitř aktivního materiálu, což má za následek snížení kapacity baterie.
4. Zvyšuje se odpor oddělovače baterie
Separátor lithiových baterií bude při nízkých teplotách tužší, což způsobí, že odpor iontů lithia projde separátorem, což také ovlivní výkon baterie.
5. Snižuje se tepelná stabilita součástí baterie
V prostředí s nízkou teplotou klesá tepelná stabilita součástí baterie a je pravděpodobnější, že se zvýší vnitřní teplota baterie. Příliš vysoké teploty mohou negativně ovlivnit výkon baterie.
6. Lithium se vysráží ze záporné elektrody: V prostředí s nízkou teplotou se lithium vážně vysráží ze záporné elektrody lithium-iontových baterií a vysrážené kovové lithium reaguje s elektrolytem a usazování produktu způsobí tloušťku pevné látky. elektrolytického rozhraní (SEI) zvýšit. To ovlivňuje transport iontů lithia a výkon baterie.
7. Zvýšení disperzní impedance lithium-iontových lithium-iontových baterií při nízkých teplotách: Toto je jeden z důležitých faktorů ovlivňujících nízkoteplotní výkon lithium-iontových baterií. Při nízkých teplotách se zvyšuje disperzní odpor iontů lithia v elektrolytu, což způsobuje zpomalení přenosové rychlosti iontů lithia, což má vliv na kapacitu baterie.
Řešení
1. Zlepšete výkon elektrolytu při nízkých teplotách Zlepšením složení a složení elektrolytu a snížením jeho viskozity za podmínek nízké teploty lze zvýšit rychlost difúze iontů lithia v elektrolytu, čímž se zlepší výkon baterie. Například lze použít nová organická rozpouštědla nebo aditiva ke snížení viskozity elektrolytu.
2. Optimalizujte strukturu a složení účinných látek
Změnou struktury a složení aktivního materiálu lze zlepšit jeho reverzibilitu za podmínek nízké teploty. Lze například použít nové typy povlaků aktivního materiálu nebo lze změnit velikost a tvar částic aktivního materiálu.
3. Zlepšit materiál a strukturu membrány
Použití nových membránových materiálů a struktur může zlepšit její měkkost a prodyšnost za podmínek nízkých teplot, snížit odpor lithiových iontů procházejících separátorem, a tím zlepšit výkon baterie. Můžete například použít porézní membránu nebo kompozitní membránu.
4. Posílení tepelného managementu baterie
Posílením tepelného managementu baterie může být vnitřní teplota baterie udržována stabilní a lze se vyhnout vlivu přehřátí na výkon baterie. Například může být k bateriovému bloku přidáno zařízení pro odvod tepla nebo může být optimalizován návrh tepelného rozptylu bateriového bloku. Kromě toho lze provozní teplotu baterie upravit také pomocí inteligentních strategií řízení nabíjení a vybíjení. Například během nabíjecího procesu se velikost a doba proudu řídí, aby se zabránilo příliš vysoké teplotě baterie; během procesu vybíjení se práce včas zastaví, aby se snížila teplota baterie. Tato opatření mohou pomoci udržet teplotu uvnitř baterie stabilní a zlepšit výkon baterie.
