باتری های لیتیوم یون از زمان ورود به بازار، با طول عمر خود، نسبت ظرفیت بالا، اثر حافظه و مزایای دیگر، دسترسی به طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی. باتری های لیتیوم یون برای درجه حرارت کم است ظرفیت پایین، پوسیدگی شدید، میزان عملکرد گردش خون ضعیف، تجزیه و تحلیل روشن از پدیده لیتیوم وجود دارد ، deintercalating مشکلات عدم تعادل لیتیوم. با زمینه های نرم افزار در حال گسترش، عملکرد در دمای پایین از باتری لیتیوم یون تحتانی بیشتر آشکار است.
گزارش شده است که تنها در مورد 31.5٪ در دمای اتاق -20 ℃ ظرفیت تخلیه باتری های لیتیوم یون بود. متعارف لیتیوم یون درجه حرارت باتری بین -20 ~ + 55 ℃. با این حال، در هوافضا، نظامی، و زمینه های دیگر از خودروهای الکتریکی، نیاز به باتری می توانید در -40 درجه کار می کنند.] C. بنابراین خواص در دمای پایین از باتری لیتیوم یون به منظور بهبود قابل توجه است.
عوامل عملکرد در دمای پایین از باتری لیتیوم یون
1) یک محیط دمای پایین، گرانروی راه حل را افزایش می دهد آبکاری، و حتی تا حدی مستحکم، هدایت الکتریکی از باتری لیتیوم یون کاهش می یابد.
2) سازگاری ضعیف بین الکترولیت و الکترود منفی در دمای پایین، جدا.
3) الکترود منفی از باتری لیتیوم یون در یک رسوب در دمای پایین محیط شدید لیتیوم و لیتیوم فلزی رسوب است با راه حل های الکترولیتی، محصول که در نتیجه در رسوب از رابط الکترولیت جامد (SEI) افزایش ضخامت واکنش نشان دادند.
4) مواد فعال در یک سیستم لیتیوم یون باتری را کاهش می دهد انتشار از محیط زیست در دمای پایین داخلی، شارژ مقاومت در برابر انتقال (RCT از) به طور قابل توجهی افزایش یافته است.
بحث در مورد عوامل تعیین کننده موثر بر عملکرد پایین باتری های لیتیوم یون
یک متخصص: حداکثر عملکرد در دمای باتری الکترولیت تاثیر لیتیوم یون پایین، و امپدانس باتری اصلی RSEI لیتیوم یون در یک محیط در دمای پایین.
کارشناس دوم: عامل اصلی محدود کننده عملکرد باتری لیتیوم یون در دمای پایین کم است افزایش شدید لی +مقاومت در برابر نفوذ، نه فیلم SEI.
خصوصیات دمای پایین مواد کاتد برای باتری های لیتیوم یون
1. ویژگی های دمای پایین ساختار لایه ساز ساختمان کاتد
ساختار لایه لایه، هر دو دارای یک قابلیت نرخ لیتیوم یون مسیر انتشار بعدی بی همتا، و دارای ثبات ساختاری از مسیر سه بعدی، نخستین سری تجاری لیتیوم یون باتری مواد کاتد LiCoO ماده نماینده است 2، لی (شرکت 1-xنیکل x)O2و Li (Ni، Co، Mn) O 2و غیره
Xie Xiaohua و دیگران با LiCoO 2/ MCMB شیء تحقیق است و مشخصات شارژ و تخلیه دمای پایین آن آزمایش شده است.
نتایج نشان می دهد که، به عنوان دما کاهش می یابد، پلت فرم تخلیه از 3.762V (0 ℃) به 3.207V (-30 ℃) کاهش یافته است؛ کل ظرفیت باتری آن کاهش یافته است از 78.98mA · ساعت (0 ℃) به 68.55mA · ساعت (-30 درجه سانتیگراد).
2. درجه حرارت پایین مشخصات ساختار اسپینل مواد کاتدی
ساختار اسپینل LiMn 2O4مواد الکترودهای مثبت، به دلیل اینکه عنصر Co را ندارند، دارای مزایای کم هزینه و بدون سمیت است. با این حال، وضعیت Mn valence متغیر است و Mn 3+اثر جان تلر منجر به بی ثباتی ساختاری و برگشت پذیری ضعیف این مولفه می شود. Peng Zhengshun et al.، روش های مختلف آماده سازی برای LiMn 2O4خواص الکتروشیمیایی مواد الکترودهای مثبت تأثیر زیادی دارند و به عنوان مثال از Rct استفاده می کنند: LiMn با استفاده از روش فاز جامد 2O4RCT است به طور قابل توجهی بالاتر از روش سل-ژل، و این پدیده نیز در ضریب نفوذ یون لیتیوم منعکس شده است. دلیل آن این است که عمدتا تاثیر بیشتری بر مورفولوژی و تبلور محصول با توجه به روش های مختلف مصنوعی.
3. ویژگی های دمای پایین مواد کاتدی سیستم فسفات
LiFePO 4با هم به دلیل پایداری عالی بعدی و امنیت، و مواد سه تایی، تبدیل شدن به اصلی باتری مواد کاتد. گو جی، و غیره نیز در این مطالعه از دمای پایین LiFePO 4در 55 ℃ ولتاژ تخلیه از 3.11V کاهش می یابد به -20 ℃ که؛ در طول شارژ و رفتار تخلیه آن که بهره وری کولمبیک (coulombic) قطره از 100٪ 55 ℃، به ترتیب، 64٪ در 96٪ و در 0 درجه] C -20 ℃. 2.62V. زینگ و همکاران استفاده nanocarbon از LiFePO 4پس از اصلاح، آن است که نانو کربن عامل رسانا، LiFePO شد 4خواص الکتروشیمیایی کاهش حساسیت به دما، عملکرد در دمای پایین بهبود است؛ اصلاح LiFePO 4ولتاژ تخلیه از 3.40 V در 25 ° C تا 09.09 V در دمای -25 ° C کاهش می یابد، تنها 9.12٪ و راندمان سلول آن در دمای -25 ° C 57.3٪ است که بیش از 53.4٪ بدون عامل هدایت نانو است. ٪ اخیرا، LiMnPO 4علاقه شدیدی به مردم ایجاد کرده است. تحقیقات نشان داده اند که LiMnPO 4دارای پتانسیل بالایی (4.1V)، بدون آلودگی، قیمت پایین، ظرفیت خاص (170mAh / g) و غیره است، با این حال، با توجه به LiMnPO 4از LiFePO 4پایین هدایت یونی، بنابراین در عمل، اغلب برای جایگزینی Mn با Fe به LiMn استفاده می شود. 0.8آهن 0.2PO 4راه حل جامد
خلاصه
باتری های لیتیوم یون به تازگی به خوبی دریافت شده اند و نگرانی های بسیاری در مورد ایمنی و چرخه ی باتری وجود دارد. تحقیق در مورد دمای باتری عمدتا بر مشکل کمبود ظرفیت در شرایط دمای بالا استفاده می شود. با بهبود مداوم استانداردهای کاربردی باتری های لیتیوم یون در حال بدست گرفتن دقیق تر هستند و ضروری است که محدوده دمای کاری خود را گسترش داده و عملکرد کم دما آنها را بهبود ببخشند.
