अपने लंबे जीवन, उच्च क्षमता अनुपात, कोई स्मृति प्रभाव और अन्य लाभ, आवेदन की एक विस्तृत श्रृंखला के उपयोग के साथ, बाजार में प्रवेश के बाद से लिथियम-आयन बैटरियों। लिथियम-आयन बैटरियों कम तापमान बहुत कम क्षमता, गंभीर क्षय, गरीब संचलन दर प्रदर्शन, लिथियम की घटना के स्पष्ट विश्लेषण है विस्तार आवेदन क्षेत्रों के साथ लिथियम असंतुलन समस्याओं deintercalating।, लिथियम आयन बैटरी की कम तापमान प्रदर्शन अवर अधिक स्पष्ट है।
यह -20 ~ 55 ℃ के बीच बताया जाता है कि कमरे के तापमान पर ही के बारे में 31.5% लिथियम आयन बैटरी के -20 ℃ मुक्ति क्षमता थी। परम्परागत लिथियम आयन बैटरी ऑपरेटिंग तापमान। हालांकि एयरोस्पेस, सेना में, और बिजली के वाहनों के अन्य क्षेत्रों की आवश्यकता है बैटरी -40 डिग्री पर काम कर सकते हैं।] सी इस प्रकार, सुधार करने के लिए लिथियम आयन बैटरी की कम तापमान गुण महत्वपूर्ण है।
लिथियम आयन बैटरी के कम तापमान प्रदर्शन को सीमित करने वाले कारक
1) कम तापमान वाले वातावरण में, इलेक्ट्रोलाइट की चिपचिपापन बढ़ जाती है, या यहां तक कि आंशिक रूप से ठोस होती है, जिसके परिणामस्वरूप लिथियम आयन बैटरी की चालकता में कमी आती है।
2) इलेक्ट्रोलाइट और नकारात्मक इलेक्ट्रोड और विभाजक के बीच संगतता कम तापमान वाले वातावरण में बिगड़ती है।
3) लिथियम गंभीर पर्यावरण का एक कम तापमान जमाव में लिथियम आयन बैटरी के नकारात्मक इलेक्ट्रोड, और उपजी धातु लिथियम इलेक्ट्रोलाइट समाधान, उत्पाद, जिनमें से ठोस इलेक्ट्रोलाइट इंटरफेस (SEI) मोटाई में वृद्धि के बयान में जो परिणाम के साथ प्रतिक्रिया व्यक्त कर रहा है।
4) कम तापमान वातावरण में, सक्रिय सामग्री की आंतरिक प्रसार प्रणाली घट जाती है, और चार्ज ट्रांसफर प्रतिबाधा (आरटीसी) में काफी वृद्धि होती है।
लिथियम आयन बैटरी के कम तापमान प्रदर्शन को प्रभावित करने वाले निर्णायक कारकों पर चर्चा
एक विशेषज्ञ ने: अधिकतम कम तापमान प्रदर्शन प्रभाव इलेक्ट्रोलाइट लिथियम आयन बैटरी, और एक कम तापमान वातावरण में मुख्य RSEI लिथियम आयन बैटरी की प्रतिबाधा।
विशेषज्ञ द्वितीय: प्राथमिक कारक लिथियम आयन बैटरी के प्रदर्शन को सीमित एक कम तापमान पर कम है ली में तेजी से वृद्धि +डिफ्यूजन प्रतिरोध, एसईआई फिल्म नहीं।
लिथियम आयन बैटरी के लिए कैथोड सामग्री की कम तापमान विशेषताओं
1. स्तरित संरचना कैथोड सामग्री की कम तापमान विशेषताओं
स्तरित संरचना, दोनों एक आयामी दर क्षमता लिथियम आयन प्रसार पथ बेजोड़ है, और तीन आयामी पथ की संरचनात्मक स्थिरता है, प्रतिनिधि पदार्थ LiCoO पहला वाणिज्यिक ली-आयन बैटरी कैथोड सामग्री है 2, ली (सह 1-xनी x)O2और ली (नी, सह, एमएन) ओ 2और इतने पर।
ज़ी ज़ियाहुआ और लीकोओ के साथ अन्य 2/ MCMB अनुसंधान वस्तु, उनके कम तापमान चार्ज और डिस्चार्ज विशेषताओं के लिए परीक्षण के रूप में।
परिणाम बताते हैं कि, तापमान कम हो जाती है, मुक्ति मंच 3.207V (-30 ℃) को 3.762V (0 ℃) से घटकर; इसकी कुल बैटरी की क्षमता 78.98mA से हटा दिया गया · 68.55mA को ज (0 ℃) · h (-30 ℃)।
2. स्पिनल संरचना कैथोड सामग्री की कम तापमान विशेषताओं
स्पिनल संरचना लीएमएन 2O4सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री, क्योंकि इसमें सह तत्व नहीं होता है, इसमें कम लागत और कोई विषाक्तता के फायदे नहीं हैं। हालांकि, एमएन वैलेंस राज्य परिवर्तनीय और एमएन है 3+जहां-टेलर प्रभाव संरचनात्मक अस्थिरता और इस घटक की खराब रिवर्सबिलिटी की ओर जाता है। पेंग झेंगशुन एट अल।, लीएमएन के लिए अलग-अलग तैयारी विधियां 2O4सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के इलेक्ट्रोकेमिकल गुणों का एक बड़ा प्रभाव होता है, आरटीटी को एक उदाहरण के रूप में लेते हुए: उच्च तापमान ठोस चरण विधि द्वारा संश्लेषित लीएमएन 2O4आरटीटी सोल-जेल विधि द्वारा संश्लेषित की तुलना में स्पष्ट रूप से अधिक है, और यह घटना लिथियम आयन प्रसार गुणांक में भी दिखाई देती है। कारण मुख्य रूप से क्रिस्टलिनिटी और उत्पाद की रूपरेखा पर विभिन्न संश्लेषण विधियों के प्रभाव के कारण होता है।
3. फॉस्फेट सिस्टम कैथोड सामग्री की कम तापमान विशेषताओं
LiFePO 4उत्कृष्ट मात्रा स्थिरता और सुरक्षा के कारण, टर्नरी सामग्रियों के साथ, यह वर्तमान पावर बैटरी कैथोड सामग्री की मुख्य सामग्री बन गया है। गुइजी एट अल। कम तापमान पर लीफियो का अध्ययन किया। 4-20 ℃ जब 55 ℃ पर मुक्ति वोल्टेज 3.11V से कम हो जाती है, चार्ज और व्यवहार के निर्वहन के दौरान यह पाया गया कि Coulombic दक्षता 100% 55 ℃ से क्रमश: 64% करने के लिए 96% पर और 0 डिग्री पर चला जाता है] सी -20 ℃। 2.62 वी। ज़िंग एट अल। लीफियो को नैनोकार्बन का उपयोग करें 4संशोधन, पाया कि नैनो-कार्बन प्रवाहकीय एजेंट, LiFePO जोड़ने के बाद 4इलेक्ट्रोकेमिकल प्रदर्शन तापमान के प्रति कम संवेदनशील है और कम तापमान प्रदर्शन में सुधार हुआ है; संशोधन के बाद LiFePO 4मुक्ति वोल्टेज 3.09V को 3.40V से 25 डिग्री पर सी -25 ℃ पर, केवल 9.12% की कमी हुई चला जाता है];। और जो -25 ℃ सेल दक्षता में 57.3% थी, एक प्रवाहकीय एजेंट कोई nanocarbon 53.4 युक्त की तुलना में अधिक % हाल ही में, लीएमएनपीओ 4लोगों की मजबूत रुचि को उकसाया है। शोध में पाया गया कि लीएमएनपीओ 4हालांकि एक उच्च क्षमता (4.1V), प्रदूषण, कम कीमत, उच्च विशिष्ट क्षमता (170mAh / छ), आदि के बाद, LiMnPO के बाद से 4LiFePO से अधिक 4लोअर ईओण चालकता, यह व्यवहार में है अक्सर फे Mn आंशिक रूप से प्रतिस्थापित रचना का उपयोग करके गठन 0.8फे 0.2पीओ 4ठोस समाधान
सारांश
हाल ही में लिथियम आयन बैटरी प्रशंसित, बैटरी सुरक्षा और चक्र जीवन में अधिक चिंतित है, सेल तापमान के अध्ययन के लिए क्षमता फीका समस्या मुख्य रूप से उच्च तापमान की स्थिति के उपयोग पर ध्यान केंद्रित किया है। मानक की बढ़ती आवेदन के साथ, की क्रमश: लिथियम आयन बैटरी भी अधिक कठोर, विस्तारित ऑपरेटिंग तापमान रेंज की आवश्यकता है, में सुधार अपनी कम तापमान प्रदर्शन जरूरी है।
