Avec le développement rapide des batteries lithium-ion dans le domaine des véhicules électriques et de l'industrie militaire, les performances à basse température ne peuvent pas s'adapter aux conditions météorologiques défavorables ou aux défauts environnementaux extrêmes. Les conditions de faible rendement, la capacité de décharge effective et l'énergie de décharge effective des batteries au lithium-ion Il y a une chute importante et il est presque impossible de charger dans un environnement inférieur à -10 ° C, ce qui limite considérablement l'application de batteries au lithium-ion.
La batterie Lithium-ion est principalement composée de matériau de cathode, d'anode, de séparateur et d'électrolyte. Les principaux facteurs de performance sont les suivants:
◆ structure positive
La structure tridimensionnelle du matériau de l'électrode positive limite le débit de diffusion des ions lithium et son effet est particulièrement évident à basses températures: les matériaux d'électrode positive pour batteries lithium-ion comprennent les phosphates de fer et de lithium commerciaux, les matériaux ternaires nickel-cobalt-manganèse, le manganate de lithium, l'oxyde de lithium-cobalt, etc. Y compris les matériaux cathodiques à haute tension au stade de développement, tels que l'oxyde lithium manganèse-lithium, le phosphate manganèse-fer lithium, le phosphate vanadium, etc. Différents matériaux de cathode ont des structures tridimensionnelles différentes. Actuellement, le matériau de cathode utilisé comme batterie d'alimentation pour véhicules électriques est principalement le phosphate de fer lithium. Matériau ternaire nickel-cobalt-manganèse et manganate de lithium Wu Wendi et ses collaborateurs ont étudié les performances de décharge d'une batterie phosphate de fer et de lithium et d'une batterie ternaire nickel-cobalt-manganèse à - 20 ° C, et ont montré que la capacité de décharge d'une batterie de phosphate de fer et lithium à une température de -20 ° C La capacité de la pièce à température ambiante est de 67,38%, tandis que la batterie ternaire nickel-cobalt-manganèse peut atteindre 70,1%, ce qui a été confirmé par Du Xiaoli et al. La batterie à l'oxyde de lithium-manganèse peut atteindre 83% de la capacité normale de température à -20 ° C.
◆ solvant à point de fusion élevé
En raison de la présence d’un solvant à point de fusion élevé dans le mélange solvant électrolyte, la viscosité de l’électrolyte de la batterie lithium-ion augmente dans un environnement à basse température. Lorsque la température est trop basse, le phénomène de solidification de l’électrolyte se produit, ce qui entraîne une diminution du taux de transport des ions lithium dans l’électrolyte.
◆ Taux de diffusion des ions lithium
La vitesse de diffusion des ions lithium dans l'électrode négative de graphite est réduite aux basses températures. L'effet des caractéristiques de décharge à basse température de l'électrode négative de systèmes de batteries au lithium-ion de graphite à Yu, charge le transport est proposé une impédance batterie au lithium-ion augmente à basse température, conduisant à des ions lithium dans le graphite la réduction de la vitesse de diffusion de l'électrode négative est un facteur important affectant la performance à basse température de la batterie au lithium-ion.
◆ film SEI
environnement à basse température, une batterie lithium-ion anode SEI épaississement du film, augmente l'impédance des résultats de film SEI à une réduction du taux de conduction d'ions lithium du film SEI, la charge de la batterie au lithium-ion formé finale et la polarisation de décharge réduit l'efficacité de charge-décharge à basse température.
◆ résumé
À l'heure actuelle, de nombreux facteurs influent sur la performance à basse température de la batterie au lithium-ion, la structure d'électrode positive d'une sélection d'ions lithium dans la vitesse de migration des différents éléments de la batterie, l'épaisseur et la composition chimique du film SEI et un sel de lithium de l'électrolyte et un solvant.
limites faibles performances de la température des batteries lithium-ion dans les véhicules électriques, les applications militaires sur le terrain et des environnements extrêmes, de développer d'excellentes performances à basse température de la batterie au lithium-ion sont les besoins urgents du marché.
