تتأثر كثيرا أداء يثيوم أيون ظروف درجة حرارة البطارية المحيطة، في درجات حرارة منخفضة، لي + حركية نشرها الظروف تتدهور، مما أدى إلى تدهور الأداء، وانخفاض على سبيل المثال NMC / 18650 الجرافيت في -10 ℃ 1C القدرة على التصريف بنسبة 20٪، انخفاض بنسبة 30٪ في القدرة على التصريف في 1C -20 ℃. تؤثر على انخفاض في درجات الحرارة من بطارية ليثيوم أيون بشكل رئيسي على معدل انتشار لي +، لي +، على سبيل المثال، تباطؤ معدل الانتشار في درجة حرارة منخفضة، وإذا كان المسؤول الحالي كبير جدا قد لا يؤدي إلى كامل لي جزءا لا يتجزأ في القطب السالب، وبالتالي تشكيل طبقة الطلاء على سطح لي، مما أدى إلى قدرة بطارية ليثيوم أيون والانخفاض السريع وصولا الى انتاج القضايا الأمنية، وهي نفس درجات الحرارة المنخفضة القدرة معدل التصريف من بطاريات ليثيوم أيون أيضا تتأثر كثيرا.
لتحسين الأداء المطلوب من بطارية ليثيوم أيون على الخصائص الديناميكية له عند درجات حرارة مختلفة من دراسة متعمقة، يقتصر تقليديا لظروف محدودة دراستها، من الصعب للبطارية ليثيوم أيون لهذا النظام مغلق وعملية رد فعلها في الوقت الحقيقي البحوث في السنوات الأخيرة مع التقدم في تكنولوجيا الكشف عن الموقع، وخاصة لتطوير أكثر حساسية الحيود ليثيوم الموقع النيوترون يوفر أداة قوية جدا لدراسة آلية رد الفعل الداخلية للبطاريات ليثيوم أيون بالنسبة لنا.
مؤخرا، جامعة VeronikaZinth التقنية في ميونيخ، ألمانيا، كريستيان فون Lüders آخرون الموقع حيود النيوترونات بطاريات ليثيوم أيون تمت دراستها خلال التفريغ ليست موحدة داخل الجرافيت مرحلة تغيير سلبية، تكشف عن معدل التصريف مختلفة و التأثير النسبي في درجة الحرارة المحيطة على درجة حرارة الجرافيت مادة القطب السالب.
في التجربة فيرونيكازينث تستخدم التجاري نمك / الجرافيت 18650 البطارية ككائن البحث، سعة البطارية حوالي 1950mAh / ز في 25 ℃. الرقم السفلي يظهر التغير في مرحلة القطب السلبية في C / 2 تصريف معدل في درجة حرارة الغرفة.من نمط حيود النيوترونات كما يمكن أن يرى، فإن المرحلة الرئيسية من القطب السالب الجرافيت هو LiC6، وكمية صغيرة من LiC12، عندما يتم شحن البطارية بالكامل، نسبة الإدراج الليثيوم إلى الجرافيت هو 91٪ أثناء التفريغ، مع هبوط لي، انخفضت نسبة LiC6 تدريجيا وارتفعت نسبة LiC12 تدريجيا.عندما بلغ عمق التفريغ حوالي 40٪، وذروة حيود من LiC12 انتقلت تدريجيا نحو اتجاه أصغر، والمرحلتين الأخرى مع انخفاض محتوى لي ظهرت، و Li1-XC18 و Li1-XC54 يظهر الرسم البياني السفلي ب تغيير المرحلة السلبية عندما يكون معدل التصريف هو 1C كما يتبين من الرسم البياني ب، والمحتوى لي في القطب السالب مرتفع نسبيا بسبب انخفاض قدرة التفريغ من الخلية السفلى، وبالتالي فإن حيود LiC12 ذروة لا يتحول الكثير إلى اليسار من البيانات المذكورة أعلاه يمكن أن ينظر إليه، تحت مختلف C / 2 و 1 C معدل تفريغها بالكامل، وقد ظهرت الأنود الجرافيت مجموعة متنوعة من ظاهرة المرحلة المختلطة.
يظهر الرسم البياني أدناه تغير المرحلة من القطب السالب الجرافيت أثناء عملية التفريغ بأكملها.كما يمكن أن يرى من الرسم البياني، أثناء عملية التفريغ، وتركيز LiC6 يقلل تدريجيا إلى LiC12، ومن ثم تبدأ مراحل أخرى أقل لي من هذا الرقم لاحظنا أيضا معدل التصريف على الجرافيت المرحلة القطب السالب في معدل 1C، وينبغي أن يكون تركيز LiC12 السلبية دائما أقل من نسبة C / 2، في حين أن تركيز منخفض لي Li1-XC18 و Li1-XC54 ، كما ظهر في وقت سابق في 1 C التفريغ، وهذا يدل على أن هناك عدم التجانس كبير وتدرج تركيز الليثيوم في القطب السالب الجرافيت خلال التفريغ السريع للتيار كبير.
بشكل عام، هذه غير الإتساق في القطب، من قبل يستريح مناسبة، بحيث تنتشر لى فى الجرافيت، للحد من عدم تماثله. ويوضح الشكل التالي نهاية التفريغ، يتم ترك البطارية أثناء مرحلة تغيير سلبي، يمكن أن يكون رؤية تغيير في عملية مرحلة الراحة لا يزال كبيرا جدا، خاصة بعد يستريح معدل التصريف 1C للبطارية. أكبر التغييرات حدثت بشكل رئيسي خلال 10min السابقة، تغييرات كبيرة في عملية هي 20min (C / 2 معدل) و40min ( معدل 1C) ينتهي. معدل التصريف 1C للبطارية في ذروة الحيود السلبية في د = 3.4731، والمقابلة مجمع LiC18-LiC36 الأنود أو LiC26-LiC36، أو اختلاط مرحلتين، في حين أن انخفاض معدل التفريغ C / 2 تساي بطارية الحيود قمة حول د = 3.4340، والمقابلة مجمع LiC36-LiC72 الأنود وLiC54-LiC85.
أدناه يبين الأنود الجرافيت بأسعار صرف مختلفة FIG مرحلة تغيير، يمكن أن ينظر إليه من هذا الرقم، عند سرعة قذف لي + لي + VE أقل من سرعة انتشار في فد الجرافيت (معدل التصريف صغيرة)، ثم الجرافيت الأنود ينبغي دائما أن تكون متوازنة، لذلك ينبغي مراعاة نمط حيود في مرحلة واحدة حيود ذروة مرحلتين تتعايش، في حالة إذا هاء أكبر من فد، داخل جزيئات الغرافيت تشكيل التدرج تركيز لى الداخلية من تشكيل الجسيمات الغنية الأساسية الليثيوم، والسكن الخارجي تتكون من الليثيوم الخالية من الدهون، والتي لوحظت في وقت واحد لتلبية، وفقط بعد راحة كافية لتختفي ينظر في التجارب المذكورة أعلاه، في C / 2 معدل و1C، القطب السالب هو الجرافيت مراحل مختلفة تتعايش، وثبت معدل الامتزاز + لي هي أعلى من معدل انتشار لي + في الجرافيت، وبالتالي يحتاج إلى بعض الوقت بعد مساند التفريغ في حالة توازن داخل الجسيمات.
-20 ℃ أدناه يبين معدل التفريغ C / 10 من مرحلة تغيير سلبي، يمكن أن ينظر في وقت التفريغ ظهر 0.71Ah في أربع مراحل مختلفة (LiC6، LiC12، Li1-XC18 وLi1-XC54) الذي أظهرت التفاوت في الأنود الجرافيت في درجات الحرارة المنخفضة هو أكثر خطورة من درجة الحرارة العادية، في حين أن قدرة البطارية في انخفاض درجة الحرارة اختبار 1505.8mAh (عملية التفريغ C / 10 تضم ثابت الجهد، والقدرة على أداء ثابت الجارية فقط فقط 1209.6mAh / ز ) كان أقل بكثير من 2002.6mAh (C في درجة حرارة الغرفة / 30 زائد ثابت معدل التصريف) قدرة الجهد المستمر.
بعد يستريح في الصورة السفلية يدل على تصريف منخفضة خلال مرحلة تغيير سلبي الجرافيت، يمكن أن ينظر إليه من هذا الرقم، في درجة حرارة منخفضة نظرا لتدهور الأوضاع الديناميكية، كان التغيير مرحلة من القطب الموجب الجرافيت أبطأ بشكل ملحوظ في درجة حرارة الغرفة، من FIG. ويمكن رؤية باقي حتى بعد 11H، والجرافيت الأنود الداخلي لا تزال لم تصل التوازن. إذا بطاريات ليثيوم أيون المستخدمة في درجات الحرارة المنخفضة دون رفوف الكافي، قد يتسبب في فقدان قدرة بطارية ليثيوم أيون وغيرها من المشاكل.
ويتأثر أداء بطارية ليثيوم أيون إلى حد كبير بسبب الظروف الديناميكية، تظهر كلتا الدراستين كان VeronikaZinth C / 2 معدل التصريف 1C، تجاوزت نسبة انتشار لى فى الجرافيت، وبالتالي فإن عملية التفريغ وجرافيت يتم إنشاء لي تركيز التدرج داخل القطب السالب، ويولد كانت وافر من القطب السالب مرحلة الجرافيت، يجب أن يكون بعد فترة من الراحة لضمان التوازن في الأنود الجرافيت. في درجة حرارة منخفضة، والليثيوم أيون الشروط الحركية تتدهور، وبالتالي فإن عملية التفريغ ينبغي تمديد الأنود الجرافيت والاختلالات أكثر جدية، تخصيص وقت وفقا لذلك بعد التفريغ، وذلك لضمان التوازن داخل الأنود الجرافيت.
