Dôvody a riešenia nízkej kapacity lítiových batérií v zime
Dôvody, prečo sa kapacita lítiových batérií v zime znižuje
1. Zvyšuje sa viskozita elektrolytu
Elektrolyt lítiových batérií sa skladá z uhličitanových organických rozpúšťadiel a rozpustenej látky hexafluorofosfátu lítneho. V podmienkach nízkej teploty sa zvyšuje viskozita elektrolytu a rýchlosť difúzie lítiových iónov v elektrolyte sa spomaľuje, čo vedie k zníženiu výkonu batérie.
2. Zhoršuje sa kompatibilita medzi elektrolytom, zápornou elektródou a separátorom: V prostredí s nízkou teplotou sa zhoršuje kompatibilita medzi elektrolytom, zápornou elektródou a separátorom, čo ovplyvní prenos lítiových iónov a výkon batérie.
2. Znížená reverzibilita účinných látok
V podmienkach nízkych teplôt sa znižuje reverzibilita aktívneho materiálu lítiových batérií, čo znamená, že sa znižuje účinnosť batérie pri nabíjaní a vybíjaní, čo má za následok zníženie kapacity batérie.
3. Systém vnútornej difúzie aktívneho materiálu je znížený: V prostredí s nízkou teplotou je systém vnútornej difúzie aktívneho materiálu lítium-iónových batérií znížený a výrazne sa zvyšuje odpor prenosu náboja (Rct). To znamená, že sa zvyšuje odpor voči pohybu lítiových iónov vo vnútri aktívneho materiálu, čo má za následok zníženie kapacity batérie.
4. Zvyšuje sa odpor oddeľovača batérie
Separátor lítiových batérií bude pri nízkych teplotách pevnejší, čo spôsobí prechod lítiových iónov cez separátor, čo tiež ovplyvní výkon batérie.
5. Znižuje sa tepelná stabilita komponentov batérie
V prostredí s nízkou teplotou sa tepelná stabilita komponentov batérie znižuje a vnútorná teplota batérie sa pravdepodobnejšie zvýši. Príliš vysoké teploty môžu negatívne ovplyvniť výkon batérie.
6. Lítium sa zráža zo zápornej elektródy: V prostredí s nízkou teplotou sa lítium vážne zráža zo zápornej elektródy lítium-iónových batérií a vyzrážané kovové lítium reaguje s elektrolytom a usadzovanie produktu spôsobuje hrúbku pevnej látky. elektrolytické rozhranie (SEI) zvýšiť. To ovplyvňuje transport lítiových iónov a výkon batérie.
7. Zvýšenie disperznej impedancie lítium-iónových batérií pri nízkych teplotách: Toto je jeden z dôležitých faktorov ovplyvňujúcich výkon lítium-iónových batérií pri nízkych teplotách. Pri nízkych teplotách sa zvyšuje disperzný odpor lítiových iónov v elektrolyte, čo spôsobuje spomalenie prenosovej rýchlosti lítiových iónov, čo ovplyvňuje kapacitu batérie.
Riešenia
1. Zlepšite výkon elektrolytu pri nízkych teplotách Zlepšením zloženia a zloženia elektrolytu a znížením jeho viskozity pri nízkych teplotách možno zvýšiť rýchlosť difúzie lítiových iónov v elektrolyte, čím sa zlepší výkon batérie. Napríklad je možné použiť nové organické rozpúšťadlá alebo aditíva na zníženie viskozity elektrolytu.
2. Optimalizujte štruktúru a zloženie účinných látok
Zmenou štruktúry a zloženia aktívneho materiálu sa môže zlepšiť jeho reverzibilita pri nízkych teplotách. Môžu sa napríklad použiť nové typy povlakov aktívneho materiálu alebo sa môže zmeniť veľkosť a tvar častíc aktívneho materiálu.
3. Zlepšite materiál a štruktúru membrány
Použitie nových membránových materiálov a štruktúr môže zlepšiť jej mäkkosť a priedušnosť pri nízkych teplotách, znížiť odolnosť lítiových iónov prechádzajúcich cez separátor, čím sa zlepší výkon batérie. Môžete napríklad použiť poréznu membránu alebo kompozitnú membránu.
4. Posilnite riadenie teploty batérie
Posilnením tepelného manažmentu batérie je možné udržiavať vnútornú teplotu batérie stabilnú a je možné zabrániť vplyvu prehriatia na výkon batérie. Napríklad k batérii možno pridať zariadenie na odvádzanie tepla alebo je možné optimalizovať dizajn batériovej jednotky na odvádzanie tepla. Okrem toho je možné pomocou inteligentných stratégií riadenia nabíjania a vybíjania upraviť aj prevádzkovú teplotu batérie. Napríklad počas procesu nabíjania sa veľkosť a čas prúdu riadi, aby sa zabránilo príliš vysokej teplote batérie; počas procesu vybíjania sa práca včas zastaví, aby sa znížila teplota batérie. Tieto opatrenia môžu pomôcť udržať teplotu vo vnútri batérie stabilnú a zlepšiť výkon batérie.
