بطاريات ليثيوم أيون منذ دخول السوق، مع مدى الحياة، ونسب عالية السعة، أي تأثير الذاكرة وغيرها من المزايا، والوصول إلى مجموعة واسعة من التطبيقات. بطاريات ليثيوم أيون لدرجات الحرارة المنخفضة هناك قدرة منخفضة، وتسوس شديد، وضعف الأداء معدل التداول، تحليل واضح لهذه الظاهرة من الليثيوم ، deintercalating مشاكل اختلال التوازن الليثيوم. مع مجالات التطبيق التوسع، وانخفاض في درجات الحرارة من بطارية ليثيوم أيون هو أكثر وضوحا أقل شأنا.
وتفيد التقارير أن٪ فقط نحو 31.5 في درجة حرارة الغرفة كانت -20 ℃ القدرة على التصريف من بطاريات ليثيوم أيون. التقليدية ليثيوم أيون درجة حرارة التشغيل الحرارة ما بين -20 ~ + 55 ℃. ومع ذلك، في الفضاء، والعسكرية، وغيرها من المجالات من السيارات الكهربائية، يتطلب يمكن أن تعمل البطارية بشكل طبيعي عند -40 درجة مئوية. لذلك ، فإن تحسين خصائص درجات الحرارة المنخفضة لبطاريات الليثيوم أيون له أهمية كبيرة.
العوامل التي تحد من الأداء المنخفض لدرجات حرارة بطاريات الليثيوم أيون
1) بيئة درجة حرارة منخفضة، واللزوجة من الزيادات حل كهربائيا، وحتى عزز جزئيا، والتوصيل الكهربائي للبطارية ليثيوم أيون النقصان.
2) ضعف التوافق بين بالكهرباء والقطب السالب في درجة حرارة منخفضة، والفاصل.
3) وردت القطب السالب للبطارية ليثيوم أيون عند أدنى مستوى ترسب درجة حرارة الليثيوم بيئة شديدة، ومعدن الليثيوم عجلت مع الحل كهربائيا، والمنتج الذي يؤدي إلى ترسب واجهة الكهارل الصلبة (SEI) زيادة سمك.
4) والمادة الفعالة في نظام بطارية ليثيوم أيون يقلل من انتشار للبيئة منخفضة الحرارة الداخلية، تهمة مقاومة نقل (فريق الكتيبة القتالية لل) زيادة كبيرة.
مناقشة حول العوامل الحاسمة التي تؤثر على أداء درجات الحرارة المنخفضة لبطاريات أيونات الليثيوم
اختصاصي: الحد الأقصى لانخفاض في درجات الحرارة بطارية تأثير بالكهرباء ليثيوم أيون، ومقاومة للRSEI بطارية ليثيوم أيون الرئيسية في بيئة منخفضة الحرارة.
الخبير 2: العامل الرئيسي الذي يحد من أداء درجات الحرارة المنخفضة لبطاريات الليثيوم أيون هو الزيادة الحادة في لي في درجات الحرارة المنخفضة. +مقاومة الانتشار ، وليس فيلم SEI.
خصائص درجة حرارة منخفضة من مواد الكاثود لبطاريات أيونات الليثيوم
1. خصائص درجة حرارة منخفضة من المواد الكاثود هيكل الطبقات
بنية الطبقات، وكلاهما له قدرة معدل يثيوم أيون مسار نشر الأبعاد لا مثيل لها، ولها الاستقرار الهيكلي للمسار ثلاثي الأبعاد، هي الأولى التجارية ليثيوم أيون بطارية مادة الكاثود LiCoO مادة تمثيلية 2لى (كو 1-xني x)O2ولي (ني ، كو ، مينيسوتا) O 2وهلم جرا.
شيه شياو هوا وآخرين مع LiCoO 2/ MCMB هو كائن البحث ، ويتم اختبار خصائص الشحن والتفريغ منخفضة درجة الحرارة.
وأظهرت النتائج أنه، كما يقلل من درجة الحرارة، وانخفضت منصة التفريغ من 3.762V (0 ℃) إلى 3.207V (-30 ℃)؛ انخفض إجمالي الطاقة البطارية من 78.98mA · ح (0 ℃) ل68.55mA · ح (-30 ℃).
2. خصائص درجة حرارة منخفضة من مادة الكاثود بنية الإسبنيل
هيكل الإسبنيل LiMn 2O4المادة الإلكترود الموجبة ، لأنها لا تحتوي على عنصر Co ، لها مميزات منخفضة التكلفة ولا سمية ، ومع ذلك ، فإن حالة التكافؤ Mn متغيرة و Mn 3+تأثير Jahn-Teller يؤدي إلى عدم الاستقرار الهيكلي وسوء انعكاس هذا المكون. Peng Zhengshun et al. ، طرق تحضير مختلفة لـ LiMn 2O4إن الخواص الكهروكيميائية لمواد القطب الموجب لها تأثير كبير ، مع الأخذ في Rct كمثال: تم تصنيع LiMn بواسطة طريقة المرحلة الصلبة ذات درجة الحرارة العالية 2O4من الواضح أن Rct هو أعلى من الذي توليفه طريقة sol-gel ، وتنعكس هذه الظاهرة أيضًا في معامل انتشار أيون الليثيوم ، ويرجع السبب الرئيسي في ذلك إلى تأثير طرق التوليف المختلفة على تبلور ومورفولوجيا المنتج.
3. خصائص درجة حرارة منخفضة من مواد الكاثود نظام الفوسفات
LiFePO 4نظرًا لاستقرار وسلامة الحجم ، مع المواد الثلاثية ، فقد أصبحت المادة الرئيسية لمواد الكاثود ذات طاقة البطارية الحالية ، وقد درس Gu Yijie وآخرون LiFePO في درجة حرارة منخفضة. 4تم العثور على سلوك التفريغ من الشحن لخفض كفاءة الكولومبية من 100٪ عند 55 درجة مئوية إلى 96٪ عند 0 درجة مئوية و 64٪ عند -20 درجة مئوية ، وانخفض جهد التفريغ من 3.11 فولت عند درجة حرارة 55 درجة مئوية إلى -20 درجة مئوية. 2.62V يستخدم Xing وآخرون الكربون النانوي في LiFePO 4التعديل ، وجدت أنه بعد إضافة عامل موصل نانو الكربون ، LiFePO 4الأداء الكهروكيميائي أقل حساسية لدرجة الحرارة ويتم تحسين أداء درجات الحرارة المنخفضة ؛ LiFePO بعد التعديل 4ينخفض جهد التفريغ من 3.40 فولت عند 25 درجة مئوية إلى 3.09 فولت عند -25 درجة مئوية ، وهو انخفاض بنسبة 9.12٪ فقط ؛ وكفاءته الخلوية تبلغ 57.3٪ عند -25 درجة مئوية ، وهو أعلى من 53.4 بدون عامل موصل من الكربون النانوي. في الآونة الأخيرة ، LiMnPO 4أثارت اهتمام الناس الشديد ، ووجدت الأبحاث أن LiMnPO 4لديه إمكانات عالية (4.1V) ، لا تلوث ، سعر منخفض ، سعة محددة كبيرة (170mAh / g) وهلم جرا ، ومع ذلك ، بسبب LiMnPO 4من LiFePO 4الموصلية الأيونية السفلى ، لذلك من الناحية العملية ، غالباً ما يتم استخدامها لتحل محل Mn مع Fe لتشكيل LiMn. 0.8الحديد 0.2PO 4حل الصلبة.
ملخص
استقبلت بطاريات الليثيوم أيون استقبالًا جيدًا في الآونة الأخيرة ، وهناك العديد من المخاوف بشأن سلامة البطارية ودورة الحياة ، ويركز البحث في درجة حرارة البطارية بشكل أساسي على مشكلة توهين القدرة عند استخدامها في ظروف درجات الحرارة المرتفعة ، مع التطوير المستمر لمعايير التطبيق ، وفقًا لذلك أصبحت بطاريات Lithium-ion أكثر صرامة ، ومن الضروري توسيع نطاق درجة حرارة التشغيل وتحسين أداء درجات الحرارة المنخفضة.
