Le batterie al litio come uno dei più riusciti accumulatore di energia chimica, la sua impronta non solo su tutti i prodotti di elettronica di consumo, ma anche per espandere il terreno per entrare nel campo dei veicoli elettrici, ma tale eccellenti prestazioni di batterie al litio, ma poi molto sensibile alla temperatura, bassa temperatura batteria agli ioni di litio può causare una riduzione delle prestazioni, e anche portare alle batterie agli ioni di litio non può essere utilizzato, ma comporta una bassa temperatura dendriti di litio ricaricabili, al fine di migliorare le prestazioni alle basse temperature di batterie al litio, tutti i ricercatori hanno fatto una serie di misure, come tecnologia elettrolita amorfo Marta Kasprzyk et Warsaw University of Technology, che ha proposto l'utilizzo della soluzione elettrolitica ad una temperatura di -60 °.] C per espandere, gruppo etile elettrolita Shanghai University professor XIA Yao proposti materiale speciale batteria temperatura è ulteriormente ridotto a -75 °.] C, ovviamente, non tutti i ricercatori si stanno concentrando l'attenzione sullo studio di elettrolita, Guangsheng Zhang et al University of Pennsylvania di progettare una batteria incorporata Ni lastra riscaldata dalla batteria -40 ℃ ritorna alla normale solo 112S necessarie, aumenta notevolmente la facilità d'uso di una batteria agli ioni di litio è bassa.
Migliorare critico prestazioni a bassa temperatura delle batterie agli ioni di litio che migliorano le prestazioni di elettrolita bassa temperatura, convenzionale commerciale batteria agli ioni di litio elettrolita rapido aumento della viscosità a basse temperature, un brusco calo della conducibilità elettrica, abbiamo un commerciale comune litio-ione elettrolito LB303 per esempio, la conducibilità ionica a temperatura ambiente di circa 10ms / cm, a -40 °.] C, tuttavia, conducibilità scende bruscamente a 0.02ms / cm, un grave impatto sulle prestazioni di scarico a bassa temperatura delle batterie agli ioni di litio, batterie al litio quindi migliorare la bassa temperatura la chiave è quello di migliorare le prestazioni delle prestazioni a bassa temperatura dell'elettrolito.
Come migliorare le prestazioni a bassa temperatura della batteria agli ioni di litio elettrolita, l'University of Wisconsin di Milwaukee Janak Kafle che non abbiamo bisogno di aggiungere additivi speciali nel elettrolita, semplicemente regolando il rapporto della soluzione elettrolitica, la soluzione elettrolitica può migliorare significativamente la prestazioni a bassa temperatura. studi Janàk Kafle mostrano ciclico solvente a base di carbonato può ridurre proprietà a basse temperature dell'elettrolita, e il solvente è possibile migliorare una prestazione a bassa temperatura lineare dell'elettrolita.
Noi mostriamo di seguito mostra alcuni struttura molecolare comune del solvente, la batteria agli ioni di litio e alcuni indicatori fisici e chimici di base, possiamo vedere dalla figura solvente comune è una struttura ciclica CE, CE può contribuire a formare una migliore stabilità dell'anodo pellicola SEI, quindi vogliamo aggiungere qualche soluzione elettrolitica CE, ma le caratteristiche di un elevato punto di fusione del CE (38 ℃) e alta viscosità comporterà bassa conducibilità a bassa temperatura quando l'elettrolita eccessiva CE aggiunto, Effetti di elettrolita le prestazioni a bassa temperatura. solvente lineare, ad esempio DMC, EMC, ecc avente una viscosità relativamente bassa e buona stabilità elettrochimica, e quindi per migliorare le prestazioni a bassa temperatura dell'elettrolita batteria agli ioni di litio, di solito utilizzare una varietà di solvente misto modo di migliorare le prestazioni a bassa temperatura dell'elettrolita, ad esempio, il brevetto laboratorio idrogetto MC intelligente come ottimizzando il rapporto tra solvente elettrolita, si espanderà l'uso dello spazio dei fornitori potere batterie di formato SAFT DD (9 Ah) per un intervallo di temperatura di -50-40 ℃ (-40 ℃, energia specifica C / 10 è ancora a 95Wh / kg), in modo che sia possibile soddisfare le esigenze di esecuzione missione Mars.
Per studiare l'effetto di diversi solventi nel rapporto delle proprietà a bassa temperatura della soluzione elettrolitica, University of Wisconsin, disegno Milwaukee Janàk Kafle di diverse formulazioni della soluzione elettrolitica (mostrate nella tabella seguente, batterie di test elettrodo negativo NCM111 (0.93mAh / cm2) elettrodo positivo / Grafite cellula del tasto, il sistema di prova è di 25 ℃, 1C dopo la carica completa, a bassa temperatura per 2 ore, in modo che la scarica della batteria raggiunge 5C equilibrio termico), dai risultati del test, la capacità di scarico a bassa temperatura della batteria dipende dal rapporto del solvente della soluzione elettrolitica, quando la proporzione del solvente ciclico supera il 40%, la capacità di scarico dell'elettrolita alle basse temperature è marcatamente ridotta verificato.
La figura seguente mostra il rapporto differente aggiunta capacità di scarica della batteria CE elettrolita a basse temperature, possiamo chiaramente vedere dalla figura, la capacità di scarica della batteria a bassa temperatura con rapporto aumentante aggiunta di un solvente ciclico significativamente CE ridotto.
La figura seguente mostra l'influenza della proporzione di brevi catene di differenti solventi per la capacità di scarico a bassa temperatura della cella (tutto l'esperimento a causa del rapporto aggiunta di CE è piccola, solo il 20-30%, così poco effetto sulle prestazioni della batteria di CE bassa temperatura, la scarica insieme a ispezione), si può notare dalla figura, con un aumento di catene corte solvente, a bassa temperatura capacità di scarica della batteria mostrato notevole miglioramento. questa realtà non nostra conoscenza generale di CE e DMC come quando disciolto punti 3 ℃ e 38 ℃, non diminuisce notevolmente il punto della soluzione elettrolitica di fusione, suggerendo che ci devono essere altri fattori che influenzano le prestazioni a bassa temperatura dell'elettrolito.
Per i fattori chiave che influenzano le prestazioni di analisi di elettroliti a bassa temperatura, abbiamo bisogno di tornare nella prima tabella di questo articolo, si nota che l'elettrolita non può che rilasciare l'elettrolita 11 # 12 # -20 ℃ a circa 80% della capacità L'unica differenza tra i due elettroliti è che l'additivo VC al 2% viene aggiunto all'elettrolito 12 #, mentre l'additivo VC al 2% non modifica in modo significativo la conduttività dell'elettrolita e, cosa più importante, questo Alcuni dei VC subiranno una decomposizione riduttiva durante la formazione delle cellule, pertanto possiamo dedurre che il fattore chiave che porta a prestazioni migliori a bassa temperatura dell'elettrolito 12 # è la formazione di un film SEI migliore.
La seguente tabella confronta il rapporto C. 9, 10 e 12, il film SEI formato dalla soluzione elettrolitica, O, F e P elementi, possiamo notare dalla tabella che il film in diversi SEI differenza massima differente F elemento, il contenuto dell'elemento F del film SEI formata nella soluzione elettrolitica # 9 al 70%, mentre il contenuto dell'elemento F e la soluzione elettrolitica 10 # 12 # SEI pellicola formata solo nel 10% e 16%, e È noto che più LiF significano minore resistenza alla diffusione Li + e quindi migliori prestazioni di scarica.
Troviamo che l'analisi di cui sopra, l'attenzione è stata temperatura contraddittorio e basso della soluzione elettrolitica, trasferito alla composizione elettrodo negativo sulla pellicola SEI. Batterie agli ioni di litio pellicola SEI durante la conversione chimica, il componente elettrolita decomposizione sulla superficie dell'elettrodo negativo risultante struttura porosa. la porosità e la densità della pellicola SEI ha un effetto significativo sulle prestazioni della batteria, la porosità dell'elettrodo negativo è troppo elevata per impedire ulteriore reazione nella superficie soluzione elettrolitica, e la densità sarà troppo elevata per produrre significativa diffusione di Li + in cui ostruzione. tabella seguente mostra l'impedenza del film SEI formato da vari elettroliti differenti a 25 °.] C e -20 ℃ diversi risultati adatti, si nota dalla tabella quando la temperatura diminuisce Rs ohm variazione di impedenza è relativamente piccolo, e li + nel SEI pellicola di diffusione della resistenza R ed un grande scambio di carica variazione dell'impedenza RCTE verifica, indicando che l'elettrolita ione conducibilità diminuzione non una delle principali cause di ridotte prestazioni a bassa temperatura della batteria, i veri fattori chiave diminuire le prestazioni a bassa temperatura della batteria Nell'interfaccia diffusione e aumenti dell'impedenza di scambio di carica.
Facile vedere dalla precedente analisi, l'influenza della soluzione elettrolitica e prestazioni a bassa temperatura della batteria agli ioni di litio è bassa e nessun grande immaginato, la composizione elettrodo negativo e struttura del film SEI è molto più importante per l'effetto di prestazioni della batteria a bassa temperatura, buona il film SEI dovrebbe contenere più LiF, Li + diffusione in modo da ridurre l'impedenza nel film SEI. solvente più in generale lineare, il DMC e EMC esempio, solventi meno ciclici, possono migliorare efficacemente il CE es prestazioni a bassa temperatura della batteria agli ioni di litio, al fine di formare meglio una pellicola stabile SEI, abbiamo bisogno di aggiungere piccole quantità di CE e PC.
