सबसे सफल रासायनिक ऊर्जा भंडारण बैटरी में से एक के रूप में लिथियम-आयन बैटरियों, अपने पदचिह्न केवल सभी उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स उत्पादों खत्म नहीं हुआ है, लेकिन यह भी मिट्टी बिजली के वाहनों के क्षेत्र में तोड़ विस्तार करने के लिए है, लेकिन लिथियम आयन बैटरी के इस तरह के उत्कृष्ट प्रदर्शन, लेकिन फिर बहुत तापमान के प्रति संवेदनशील, कम तापमान लिथियम आयन बैटरी प्रदर्शन में ख़राबी हो सकता है, और यहां तक कि नहीं किया जा सकता लिथियम आयन बैटरी के लिए नेतृत्व, लेकिन, लिथियम आयन बैटरी की कम तापमान के प्रदर्शन में सुधार करने के लिए एक कम तापमान रिचार्जेबल लिथियम डेन्ड्राइट में परिणाम होगा, सभी शोधकर्ताओं, जैसे उपायों की एक किस्म बनाया अनाकार इलेक्ट्रोलाइट प्रौद्योगिकी मार्ता Kasprzyk एट प्रौद्योगिकी के वारसॉ विश्वविद्यालय, जो -60 डिग्री के तापमान पर इलेक्ट्रोलाइट समाधान के उपयोग का प्रस्ताव।] सी विस्तार करने के लिए, एथिल समूह इलेक्ट्रोलाइट शंघाई विश्वविद्यालय के प्रोफ़ेसर ज़िया याओ प्रस्तावित बैटरी विशेष सामग्री तापमान आगे -75 डिग्री तक कम हो जाता है।] सी, ज़ाहिर है, नहीं सभी शोधकर्ताओं इलेक्ट्रोलाइट के अध्ययन पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं, Guangsheng झांग एट अल पेन्सिलवेनिया विश्वविद्यालय डिजाइन करने के लिए निर्मित एक बैटरी से बैटरी नी गर्म चादर -40 ℃ सामान्य केवल आवश्यक 112s के लिए रिटर्न, बहुत एक लिथियम आयन बैटरी के उपयोग में आसानी बढ़ जाती है कम है।
लिथियम आयन बैटरी है कि कम तापमान इलेक्ट्रोलाइट, कम तापमान पर चिपचिपापन में पारंपरिक वाणिज्यिक लिथियम आयन बैटरी इलेक्ट्रोलाइट तेजी से वृद्धि, विद्युत चालकता में भारी गिरावट आई के प्रदर्शन को बढ़ाने के महत्वपूर्ण कम तापमान प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए, हम एक आम वाणिज्यिक लिथियम आयन बैटरी इलेक्ट्रोलाइट LB303 है उदाहरण के लिए, के बारे में 10ms / cm कमरे के तापमान पर आयनिक चालकता, -40 डिग्री पर।] सी, तथापि, चालकता तेजी से करने के लिए 0.02mS / सेमी, लिथियम आयन बैटरी, की कम तापमान मुक्ति प्रदर्शन पर गंभीर प्रभाव लिथियम आयन बैटरी इस प्रकार कम तापमान में सुधार चला जाता है कुंजी इलेक्ट्रोलाइट की कम तापमान प्रदर्शन के प्रदर्शन में सुधार करने के लिए है।
लिथियम आयन बैटरी इलेक्ट्रोलाइट की कम तापमान के प्रदर्शन में सुधार करने के लिए कैसे, विस्कॉन्सिन मिल्वौकी जनक Kafle विश्वविद्यालय है कि हम इलेक्ट्रोलाइट में विशेष additives जोड़ने के लिए, केवल इलेक्ट्रोलाइट समाधान के अनुपात का समायोजन करके की जरूरत नहीं है, इलेक्ट्रोलाइट समाधान बहुत सुधार हो सकता कम तापमान प्रदर्शन। जनक Kafle पढ़ाई चक्रीय कार्बोनेट आधारित विलायक इलेक्ट्रोलाइट की कम तापमान गुण को कम कर सकते दिखाने के लिए, और विलायक इलेक्ट्रोलाइट की एक रेखीय कम तापमान के प्रदर्शन में सुधार करने के लिए संभव है।
हम नीचे दिखाने के विलायक, लिथियम आयन बैटरी और कुछ मूलभूत भौतिक और रासायनिक संकेतक के कुछ सामान्य आणविक संरचना से पता चलता है, हम आंकड़ा से देख सकते हैं एक आम विलायक एक चक्रीय संरचना चुनाव आयोग, चुनाव आयोग एनोड का एक बेहतर स्थिरता के रूप में मदद कर सकते हैं एसईआई फिल्म है, इसलिए हम कुछ और चुनाव आयोग इलेक्ट्रोलाइट समाधान जोड़ना चाहते हैं, लेकिन चुनाव आयोग (38 ℃) और उच्च चिपचिपाहट के एक उच्च गलनांक की विशेषताओं कम तापमान पर कम चालकता में परिणाम होगा जब इलेक्ट्रोलाइट अत्यधिक चुनाव आयोग जोड़ा, इलेक्ट्रोलाइट का प्रभाव कम तापमान प्रदर्शन। रैखिक विलायक, उदा डीएमसी, ईएमसी, आदि एक अपेक्षाकृत कम चिपचिपापन और अच्छा विद्युत रासायनिक स्थिरता, और इसलिए लिथियम आयन बैटरी इलेक्ट्रोलाइट की कम तापमान के प्रदर्शन में सुधार करने के लिए हो रही है, हम आम तौर पर मिश्रित विलायक की एक किस्म का उपयोग इलेक्ट्रोलाइट की कम तापमान के प्रदर्शन में सुधार उदाहरण के लिए, के माध्यम से अमेरिकी जेट प्रोपल्सन प्रयोगशाला एम सी स्मार्ट जैसे इलेक्ट्रोलाइट विलायक के अनुपात को अनुकूलित करके, बिजली आपूर्तिकर्ता एस ए एफ टी डीडी आकार बैटरी (9Ah) के स्थान का उपयोग -50-40 के तापमान रेंज के लिए विस्तार होगा ℃, (-40 ℃, विशिष्ट ऊर्जा सी / 10 अभी भी 95Wh / किग्रा पर निर्भर है) इतना है कि यह मंगल अभियान प्रदर्शन की जरूरतों को पूरा करने के लिए संभव है।
इलेक्ट्रोलाइट समाधान के कम तापमान गुण के अनुपात में विभिन्न सॉल्वैंट्स के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए, विस्कॉन्सिन, इलेक्ट्रोलाइट समाधान के विभिन्न योगों (निम्न तालिका में दिखाया गया है, नकारात्मक इलेक्ट्रोड परीक्षण बैटरी NCM111 (0.93mAh / सेमी 2) सकारात्मक इलेक्ट्रोड / ग्रेफाइट की मिल्वौकी जनक Kafle डिजाइन विश्वविद्यालय बटन सेल, परीक्षा प्रणाली 25 ℃, 1C पूरा चार्ज के बाद 2 एच के लिए एक कम तापमान पर है, तो यह है कि बैटरी निर्वहन सौर संतुलन 5C तक पहुँच जाता है), परीक्षण के परिणाम से, बैटरी की कम तापमान मुक्ति क्षमता इलेक्ट्रोलाइट समाधान के विलायक के अनुपात पर निर्भर है, जब चक्रीय विलायक के अनुपात में 40% से अधिक है, कम तापमान पर इलेक्ट्रोलाइट मुक्ति क्षमता स्पष्ट रूप से कम हो जाता है हुई।
निम्न चित्र कम तापमान पर अलग अलावा अनुपात चुनाव आयोग इलेक्ट्रोलाइट बैटरी डिस्चार्ज क्षमता से पता चलता है, हम बहुत स्पष्ट रूप से आंकड़ा है, मुक्ति एक चक्रीय की बढ़ती अलावा अनुपात काफी विलायक चुनाव आयोग के साथ कम तापमान पर बैटरी की क्षमता से देखा जा सकता है कम कर दिया।
निम्न चित्र छोटे, केवल 20-30%, चुनाव आयोग कम तापमान की बैटरी के प्रदर्शन पर बहुत कम प्रभाव है, मुक्ति चुनाव आयोग के अलावा अनुपात की वजह से (सेल की कम तापमान मुक्ति क्षमता प्रयोग भर के लिए विभिन्न सॉल्वैंट्स के लघु श्रृंखला के अनुपात के प्रभाव से पता चलता निरीक्षण में एक साथ), हम कम जंजीरों में वृद्धि के साथ आंकड़े से उल्लेख किया जा सकता विलायक, बैटरी की कम तापमान मुक्ति क्षमता उल्लेखनीय सुधार देखा गया। यह नहीं करता है वास्तव में चुनाव आयोग और डीएमसी के बारे में हमारी सामान्य समझ के रूप में जब 3 ℃ और 38 ℃ अंक पिघलने, काफी, इलेक्ट्रोलाइट समाधान का गलनांक कमी नहीं करता सुझाव है कि वहाँ इलेक्ट्रोलाइट की कम तापमान प्रदर्शन को प्रभावित अन्य कारकों होना चाहिए।
इलेक्ट्रोलाइट के निम्न-तापमान प्रदर्शन को प्रभावित करने वाले प्रमुख कारकों का विश्लेषण करने के लिए, हमें इस पेपर की पहली तालिका में लौटने की आवश्यकता है। हम ध्यान देते हैं कि इलेक्ट्रोलाइट 11 # केवल 80% इलेक्ट्रोलाइट 12 # -20 डिग्री सेल्सियस पर निर्वहन कर सकता है। दो इलेक्ट्रोलाइट्स के बीच एकमात्र अंतर यह है कि 2% वीसी योजक इलेक्ट्रोलाइट 12 # में जोड़ा जाता है, जबकि 2% वीसी योजक इलेक्ट्रोलाइट चालकता में महत्वपूर्ण रूप से परिवर्तन नहीं करता है, और इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि, कुछ वीसी कोशिका गठन के दौरान अपर्याप्त अपघटन से गुजरेंगे। इसलिए, हम अनुमान लगा सकते हैं कि इलेक्ट्रोलाइट 12 # के बेहतर निम्न-तापमान प्रदर्शन के कारण प्रमुख कारक बेहतर एसईआई फिल्म का गठन है।
नीचे दी गई तालिका इलेक्ट्रोलाइट्स 9, 10, और 12 में बनाई गई एसईआई फिल्मों में सी, ओ, एफ, और पी तत्वों के अनुपात की तुलना करती है। तालिका से, हम ध्यान दे सकते हैं कि इन विभिन्न एसईआई फिल्मों के बीच सबसे बड़ा अंतर एफ में है। तत्व, इलेक्ट्रोलाइट 9 # में गठित एसईआई फिल्म में एफ तत्व की सामग्री लगभग 70% है, जबकि इलेक्ट्रोलाइट 10 # और 12 # में बनाई गई एसईआई फिल्म में एफ तत्व सामग्री केवल 10% और 16% है, और हम यह ज्ञात है कि अधिक लीफ का अर्थ है छोटे ली + प्रसार प्रतिरोध और इसलिए बेहतर निर्वहन प्रदर्शन।
हम रासायनिक रूपांतरण के दौरान लगता है कि उपरोक्त विश्लेषण, ध्यान इलेक्ट्रोलाइट समाधान के विरोधाभासी और निम्न तापमान, एसईआई फिल्म पर नकारात्मक इलेक्ट्रोड रचना के लिए स्थानांतरित कर दिया गया है। एसईआई फिल्म लिथियम आयन बैटरी, इलेक्ट्रोलाइट घटक नकारात्मक इलेक्ट्रोड सतह पर सड़ते झरझरा संरचना जिसके परिणामस्वरूप। सरंध्रता और एसईआई फिल्म का घनत्व बैटरी के प्रदर्शन पर एक महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है, नकारात्मक इलेक्ट्रोड की सरंध्रता इलेक्ट्रोलाइट समाधान सतह में आगे प्रतिक्रिया को रोकने के लिए बहुत अधिक है, और घनत्व भी ली + के महत्वपूर्ण प्रसार के उत्पादन के लिए अधिक होगा, जिसमें बाधा। निम्न तालिका 25 डिग्री पर कई अलग अलग इलेक्ट्रोलाइट्स की गठन एसईआई फिल्म के प्रतिबाधा को दर्शाता है।] सी और -20 ℃ विभिन्न फिटिंग परिणाम, हम तालिका जब तापमान कम हो जाता है रुपये ओम प्रतिबाधा भिन्नता से ध्यान दें अपेक्षाकृत छोटा है, और एसईआई फिल्म प्रसार प्रतिरोध आर में ली + और एक बहुत बड़ी प्रभारी विनिमय Rcte प्रतिबाधा परिवर्तन, तब होता है यह दर्शाता है कि इलेक्ट्रोलाइट आयन चालकता कमी नहीं बैटरी की कम कम तापमान प्रदर्शन का एक प्रमुख कारण है, वास्तविक महत्वपूर्ण कारकों बैटरी की कम तापमान प्रदर्शन में कमी इंटरफेसियल प्रभारी विनिमय और प्रसार प्रतिबाधा बढ़ाने के लिए है।
उपरोक्त विश्लेषण से देखने के लिए आसान, इलेक्ट्रोलाइट समाधान और लिथियम आयन बैटरी के कम तापमान प्रदर्शन के प्रभाव कम है और कोई बड़ी कल्पना, नकारात्मक इलेक्ट्रोड संरचना और एसईआई फिल्म की संरचना, अच्छा कम तापमान बैटरी प्रदर्शन के प्रभाव के लिए और अधिक महत्वपूर्ण है एसईआई फिल्म अधिक आम तौर पर रैखिक विलायक अधिक lif, ली + प्रसार शामिल इतनी के रूप में एसईआई फिल्म में प्रतिबाधा कम करने के लिए करना चाहिए।, डीएमसी और ईएमसी उदाहरण के लिए, कम चक्रीय सॉल्वैंट्स, प्रभावी रूप से चुनाव आयोग में सुधार कर सकते उदा लिथियम आयन बैटरी की कम तापमान प्रदर्शन, ताकि एक स्थिर एसईआई फिल्म बेहतर बनाने के लिए, हम चुनाव आयोग और पीसी की थोड़ी मात्रा जोड़ने की जरूरत है।
