С быстрым развитием литий-ионных батарей в области электромобилей и военной промышленности низкотемпературные характеристики не могут адаптироваться к особой низкотемпературной погоде или экстремальным экологическим дефектам. Низкоэффективные условия, эффективная разрядная емкость и эффективная энергия разряда литий-ионных батарей будут Значительное снижение наблюдается, и почти невозможно зарядить в условиях ниже -10 ° C, что серьезно ограничивает применение литий-ионных батарей.
Литий-ионная батарея в основном состоит из катодного материала, анодного материала, сепаратора и электролита. Литий-ионная батарея в условиях низкой температуры имеет характеристики нижней разрядной платформы, низкую разрядную емкость, быстрое затухание мощности и низкую скорость работы. Основными факторами эффективности являются:
◆ Положительная структура
Трехмерная структура материала положительного электрода ограничивает скорость диффузии ионов лития, и этот эффект особенно очевиден при низких температурах. Положительные электродные материалы для ионно-литиевых батарей включают коммерческий литий-фосфат лития, тройные материалы из никель-кобальта-марганца, литий-манганат, оксид лития-кобальта и т. Д. В том числе высоковольтные катодные материалы на стадии разработки, такие как литий-никелевый марганец, фосфат литий-железа, фосфат лития и т. Д. Различные катодные материалы имеют разные трехмерные структуры. В настоящее время катодный материал, используемый в качестве аккумуляторной батареи для электрических транспортных средств, в основном представляет собой фосфат железа лития. Никель-кобальт-марганцевый тернарный материал и литий-манганат Wu Wendi et al. Изучали характеристики разряда литиевой фосфатной батареи лития и никелевой кобальт-марганцевой тройной батареи при -20 ° C и обнаружили, что разрядная емкость литиевой фосфатной батареи при температуре -20 ° C может достигать Емкость комнатной температуры составляет 67,38%, а тройная батарея из никель-кобальт-марганца может достигать 70,1%. Du Xiaoli и др. Обнаружили, что батарея оксида лития марганца может достигать 83% от нормальной температуры при -20 ° C.
◆ Растворитель с высокой температурой плавления
Из-за присутствия растворителя с высокой температурой плавления в смешанном растворителе с электролитом вязкость электролита из литий-ионной батареи увеличивается в условиях низкой температуры. Когда температура слишком низкая, происходит явление затвердевания электролита, приводящее к уменьшению скорости переноса ионов лития в электролите.
◆ Скорость диффузии литий-ионов
Изучено влияние анода графита на характеристики низкотемпературного разряда ионно-литиевой батареи, а также сопротивление ионной перезарядки ионного заряда в условиях низкой температуры, что приводит к литий-иону в графите. Уменьшение скорости диффузии в отрицательном электроде является важной причиной, которая влияет на низкотемпературные характеристики литиево-ионных батарей.
◆ пленка SEI
В низкотемпературной среде пленка SEI отрицательного электрода литиево-ионной батареи сгущается, а импеданс пленки SEI увеличивается, что приводит к уменьшению скорости проводимости ионов лития в пленке SEI. Наконец, ионно-литиевая батарея заряжается и разряжается в условиях низкой температуры, образуя поляризацию для снижения эффективности заряда и разряда.
◆ Резюме
В настоящее время многие факторы влияют на низкотемпературные характеристики литиево-ионных батарей, такие как структура положительного электрода, скорость миграции ионов лития в различных частях батареи, толщина и химический состав пленки SEI, а также выбор соли лития и растворителя в электролите.
Низкотемпературные характеристики ограничивают применение литий-ионных батарей в области электромобилей, военной промышленности и экстремальных условий. Развитие литий-ионных батарей с превосходными низкотемпературными характеристиками является актуальным спросом на рынке.
