크게 리튬 이온 전지 주변 온도 조건의 성능에 영향을 저온에서 리튬 + 확산 동역학 조건 성능 저하 발생 저하, -10 ℃ 1C 방전 용량 예컨대 NMC / 18650 흑연은 20 % 감소시켰다 1C -20 ℃에서의 방전 용량의 30 % 감소한다. 주로 리튬 이온, 리튬 이온의 확산 속도가 리튬 이온 전지의 저온 성능에 영향을 미치는, 예를 들어, 낮은 온도에서의 확산 속도가 느린 속도는, 충전 전류는 완전한 리 초래하지 않을 수 너무 크면 따라서 보안 문제도 크게 영향을받는 리튬 이온 배터리 같은 저온 방전 속도 능력을 제조하는 리튬 이온 전지의 용량 및 다운 급감 결과, 리튬의 표면에 도금층을 형성하는, 음극에 포함.
심층 연구의 다른 온도에서의 동적 특성에 리튬 이온 전지에 요구되는 성능을 향상시키기 위해, 종래에는 실시간 내의이 폐쇄 형 시스템의 리튬 이온 전지와, 반응 공정에 제한 조건 어려운 공부 한정 최근 몇 년 동안, 현장 감지 기술, 특히 민감한 현장 중성자 회절 기술의 개발과 함께, 우리는 리튬 이온 배터리의 내부 반응 메커니즘을 연구하기위한 매우 강력한 도구를 제공합니다.
최근 독일 뮌헨의 VeronikaZinth 공대 크리스찬 폰 뤼 더스 등 방전 동안 연구되어왔다 시츄 중성자 회절 리튬 이온 배터리는, 다른 토출량 공개 흑연 음극 상 변화 내에없는 균일하고 흑연의 온도에 대한 주변 온도는 물체에 부정적인 영향을 미친다.
25 ℃에서, 조사 대상으로서 상업적 NMC / 18650 흑연을 사용 VeronikaZinth 실험. 상기 전지의 용량 C는 1950mAh / g에 관한 것이다.도 음의 위상의 C / 2 토출량의 변화와 같은 실온에서 한번에. 중성자 회절 패턴으로부터 에 배터리의 완전 충전 상태에서 볼 수 있으며, 음극의 흑연의 주요 단계는 LiC6가 있으며 LiC12 소량, 이때 리튬 비가 리 탈출증, 방전 과정에서 91 % 그라파이트이었다 방전 LiC6 비가 점차 비율이 서서히 LiC12 증가, 감소시킨다. 약 40 %의 깊이의 회절 피크 LiC12 이동 방향을 향해 서서히 작게하고, 2 상, 식 Li1-XC18 다른 하부 리 컨텐츠의 출현 및 식 Li1-XC54.도 B는 1C 방전 속도로 인해 배터리 방전 1C에서 저 용량으로도 b로부터 알 수있는 음극의 위상 변화이고, 음극 따라서 리튬 함량이 상대적으로 높고, 따라서 회절 LiC12 다수의 피크가 좌측으로 이동되지는 완전히 방전 C / 2 레이트와 다른 상기 데이터로부터 알 수 있으며,도 1c, 흑연 음극 상 복수의 현상을 혼합 하였다 나타났다.
아래 그림은 방전 단계 동안에 흑연 음극 전체의 변화를 나타내고, 배출 공정에서,도에서 알 수 LiC12으로 감소하는 농도 LiC6는 다른 위상의 Li 후 낮은 농도가 시작된 증가. 또한 1C 레이트, 도면 위상의 토출량의 흑연 악영향에서 유의 한 농도 LiC12 양극은 C / 2 레이트보다 항상 낮게해야하는 동안 리튬이 Li1-XC18 및 식 Li1-XC54 저농도 또한 이전에 발생할 때 표시 1C 방전 높은 전류에서 급격한 방전 리튬의 농도 구배 큰 메모리 흑연 애노드 불균일있다.
리 흑연 확산되도록 전극 일반 이러한 불균일성에 적합한 놓아, 불균일성을 줄이기 위해. 다음 그림은 배출 단부를 도시 배터리 음극 상 변화 동안 방치 될 수 휴지 단계 프로세스의 변화는, 특히 전지 1C 레이트 방전 휴식 후에, 여전히 매우 큰 참조. 가장 큰 변화는 지난 10 분 동안 주로 발생하는 과정에서 큰 변화는 20 분 (C / 2 레이트) 및 40 분 ( 1C 레이트)를 종료한다. 전지의 1C 방전 속도 D = 3.4731, 상응하는 화합물 LiC18-LiC36 양극 또는 LiC26-LiC36 또는 두 단계의 혼합에 음의 회절 피크에서 낮은 C / 2 방전율 반면 D = 3.4340, 상응하는 화합물 LiC36-LiC72 양극과 LiC54-LiC85 주위 영 배터리 회절 피크.
이하 다른 방전율도 위상 변화에 흑연 애노드를 나타내고, 압출 리 + 리 + 속도가 흑연 Vd를의 확산 속도 (작은 레이트 방전)보다 후 흑연 Ve를 도면으로부터 알 수있는 양극은 항상 균형을 이루어야하므로 Vd를보다 흑연 입자의 내부에 부유 입자 형성의 리 내부의 농도 구배를 형성하는 큰 쉬게 경우, 회절 패턴의 경우에는, 단일 단계의 회절 피크 2 개 상 공존 관찰되어야 리튬 코어, C / 2 레이트 (1C)에서 만나는 동시에 관찰 만 충분한 나머지는 상기 실험에서 본 사라진 후 하였다 모두 희박 리튬 형성된 외측 하우징은, 상기 부극은 흑연 다양한 단계 입증 + 리 탈착 속도는 흑연에 리튬 이온의 확산 속도보다 높은 공존하고 방전이 입자 내부에 달려 평형 후 따라서 약간의 시간을 필요로한다.
-20 ℃ 이하 네거티브 위상 변화의 C / 10 방전 속도를 나타낸다는 0.71Ah 네 개의 상이한 위상 (LiC6, LiC12, 식 Li1-XC18 및 XC54이 Li1-) 등장 방전시에 볼 수있는 저온 시험 1505.8mAh (C / 10 방전 과정에서 배터리 용량만을 선택 1209.6mAh / g의 정전압, 정전류 방전 용량을 포함하면서 저온에서 흑연 애노드에서 불균일 하였다가 정상 온도보다 더 심각 ) 2002.6mAh (실온 / 30 플러스 정전압 레이트 방전) 용량 C보다 훨씬 낮았다.
하부 그림에서 휴식하는 흑연 음극 상 변화 동안 저 방전을 표시 한 후, 인해 동적 상태의 악화에 저온, 도면에서 볼 수있는, 그래파이트 애노드의 위상 변화도부터 실온에서 훨씬 느렸다. 나머지도 11H 후 내측 흑연 애노드 여전히 평형에 도달하지 않는 것으로 할 수있다. 적절한 선반없이 낮은 온도에서 사용되는 리튬 이온 전지, 리튬 이온 전지의 용량 감소 등의 문제를 일으킬 수있는 경우.
리튬 이온 전지의 성능은 크게 두 연구 VeronikaZinth C / 2 방전율 (1C)이었다 쇼, 동적 조건에 의해 영향을 흑연에서의 리튬 확산 속도를 초과하고, 따라서 방전 과정 흑연 것 리튬 농도 구배 음극 내부에서 발생하고, 음극의 복수의 흑연 위상이었다 생성되어, 그래파이트 애노드의 균형을 보장하기 위해 나머지 기간 이후 여야한다. 저온 운동 상태 악화 리튬 이온 때문에 방전 과정에서 흑연 애노드 내의 균형 확보하기 위해서 시간 방치 흑연 음극과 심각한 불균형, 따라서 방전 후에 확장되어야한다.
