baterias de lítio-íon Desde que entrou no mercado, com a sua longa vida, os rácios de alta capacidade, sem efeito de memória e outras vantagens, o acesso a uma ampla gama de aplicações. baterias de lítio-íon para baixa temperatura não é baixa capacidade, deterioração grave, desempenho taxa de circulação pobre, análise clara do fenômeno de lítio , deintercalating problemas desequilíbrio de lítio. com os campos de aplicação em expansão, a baixa temperatura desempenho da bateria de lítio é inferior em mais aparente.
Relata-se que apenas cerca de 31,5% à temperatura ambiente foi de -20 capacidade de descarga ℃ de baterias de lítio. iões de lítio a temperatura de operação da bateria convencional entre -20 ~ + 55 ℃. No entanto, na indústria aeroespacial, militar, e outros campos de veículos eléctricos, exige a bateria pode trabalhar a -40 ° C.] C. Assim, as propriedades de baixa temperatura da bateria de iões de lítio, para melhorar é significativa.
Fatores que limitam o desempenho de baixa temperatura de baterias de íon de lítio
1) um ambiente de baixa temperatura, a viscosidade das soluções aumenta electrolíticos, e mesmo parcialmente solidificado, a condutividade eléctrica da bateria de iões de lítio diminui.
2) A compatibilidade entre o eletrólito e o eletrodo negativo e o separador se deterioram em um ambiente de baixa temperatura.
3) faz-se reagir o eléctrodo negativo da bateria de iões de lítio a uma deposição de baixa temperatura de ambiente severo de lítio, e o lítio de metal precipitado com a solução electrolítica, o produto de que resulta na deposição do sólido interface de electrólito (SEI) o aumento da espessura.
4) No ambiente de baixa temperatura, o sistema de difusão interna do material ativo diminui e a impedância de transferência de carga (Rct) aumenta significativamente.
Discussão sobre os fatores decisivos que afetam o desempenho de baixa temperatura das baterias de íon de lítio
Um especialista: desempenho de temperatura máxima da bateria baixo electrólito impacto de iões de lítio, e a impedância do principal RSEI bateria de iões de lítio, num ambiente de baixa temperatura.
Especialista 2: O principal fator que limita o desempenho de baixa temperatura das baterias de íons de lítio é o aumento acentuado do Li em baixas temperaturas. +Resistência à difusão, não filme SEI.
Características de baixa temperatura de materiais catódicos para baterias de íon de lítio
1. Características de baixa temperatura do material do cátodo de estrutura em camadas
A estrutura em camadas, que tem o desempenho de taxa incomparável do canal unidimensional de difusão de íons de lítio e a estabilidade estrutural do canal tridimensional, é o primeiro material catódico comercial de baterias de íon de lítio, e seu material representativo é o LiCoO. 2, Li (Co 1-xNi x)O2E Li (Ni, Co, Mn) O 2Etc.
Xie Xiaohua e outros com LiCoO 2/ MCMB é o objeto de pesquisa, e suas características de carga e descarga de baixa temperatura são testadas.
Os resultados mostram que, à medida que a temperatura diminui, a plataforma de descarga cai de 3.762V (0 ° C) para 3.207V (–30 ° C) ea capacidade total da bateria também é reduzida de 78,98mA · h (0 ° C) para 68,55mA · h. (–30 ° C).
2. Caraterísticas de baixa temperatura do material do cátodo da estrutura do spinel
Estrutura Spinel LiMn 2O4O material eletrodo positivo, por não conter elemento Co, possui as vantagens de baixo custo e não toxicidade, entretanto, o estado de valência Mn é variável e Mn 3+O efeito Jahn-Teller leva a uma instabilidade estrutural e a uma reversibilidade pobre deste componente, Peng Zhengshun et al., Diferentes métodos de preparação para o LiMn. 2O4As propriedades eletroquímicas do material do eletrodo positivo têm grande influência, tomando como exemplo o Rct: LiMn sintetizado pelo método de fase sólida de alta temperatura 2O4O Rct é obviamente maior que aquele sintetizado pelo método sol-gel, e esse fenômeno também é refletido no coeficiente de difusão do íon lítio, principalmente devido à influência de diferentes métodos de síntese na cristalinidade e morfologia do produto.
3. Características de baixa temperatura dos materiais catódicos do sistema fosfato
LiFePO 4Devido à excelente estabilidade de volume e segurança, juntamente com materiais ternários, tornou-se o principal material dos atuais cátodos de bateria de energia Gu Yijie e colaboradores estudaram o LiFePO a baixa temperatura. 4O comportamento de carga e descarga reduziu a eficiência coulombica de 100% a 55 ° C para 96% a 0 ° C e 64% a –20 ° C, a tensão de descarga diminuiu de 3,11 V a 55 ° C para –20 ° C. 2.62 V. Xing e outros utilizam nanocarbonos para LiFePO 4Modificação, descobriu que, após a adição de agente condutivo de nano-carbono, LiFePO 4O desempenho eletroquímico é menos sensível à temperatura e o desempenho de baixa temperatura é melhorado; LiFePO após modificação 4A tensão de descarga cai de 3.40V a 25 ° C para 3.09V a –25 ° C, uma redução de apenas 9.12% e sua eficiência de célula é 57.3% a –25 ° C, que é maior que 53.4 sem agente condutivo de nanocarbono. %. Recentemente, LiMnPO 4Tem despertado forte interesse das pessoas. Pesquisa descobriu que LiMnPO 4Tem um alto potencial (4.1V), sem poluição, baixo preço, grande capacidade específica (170mAh / g) e assim por diante.No entanto, devido a LiMnPO 4Que o LiFePO 4Baixa condutividade iônica, então, na prática, é freqüentemente usada para substituir Mn por Fe para formar LiMn. 0.8Fe 0.2PO 4Solução sólida.
Resumo
As baterias de íons de lítio foram bem recebidas recentemente, e há muitas preocupações quanto à segurança da bateria e ciclo de vida. A pesquisa sobre a temperatura da bateria é principalmente focada no problema de atenuação de capacidade quando usada sob condições de alta temperatura. As baterias de íons de lítio estão se tornando mais rigorosas e é imperativo expandir sua faixa de temperatura operacional e melhorar seu desempenho em baixas temperaturas.
