Batteria agli ioni di litio ha i vantaggi di alta densità di energia, bassa autoscarica, tensione ad alto rendimento, ciclo di vita lungo e nessun effetto memoria, che occupano la maggior parte della quota di mercato dei prodotti elettronici di consumo rappresentati dal telefono cellulare, notebook computer, fotocamera digitale, ecc.
Attualmente, le batterie agli ioni di litio in elettroutensili, biciclette elettriche ed altri campi di applicazione hanno mostrato anche un aumento geometrico. Con il rapido sviluppo della batteria agli ioni di litio in veicolo elettrico e l'industria militare, le sue prestazioni a bassa temperatura non può adattarsi a particolari condizioni atmosferiche a bassa temperatura o lo svantaggio di ambiente estremo è sempre più evidente.
A bassa temperatura, la capacità di scarico efficace e l'energia di scarico efficace della batteria Li-Ion diminuirà ovviamente, ed è quasi non ricaricabile sotto l'ambiente di meno di 10 ℃, che limita gravemente l'applicazione della batteria agli ioni di litio.
Fattori di influenza delle prestazioni a bassa temperatura della batteria Li-Ion Batterie agli ioni di litio sono principalmente composti da materiale catodico, anodo materiale, diaframma ed elettrolita. Nell'ambiente a bassa temperatura, la batteria dello litio-ione ha le caratteristiche della piattaforma più bassa di tensione di scarico, della capienza di scarico bassa, dell'attenuazione veloce di capienza e delle prestazioni ingrandimento insufficienti.
I fattori principali che limitano le prestazioni a bassa temperatura delle batterie Li-Ion sono i seguenti:
Struttura positiva La struttura tridimensionale del materiale catodico limita il tasso di diffusione degli ioni di litio, soprattutto a bassa temperatura. I materiali catodici di batterie agli ioni di litio includono la commercializzazione di fosfato di ferro di litio, materiali ternari del nichel-cobalto-manganese, ossido del manganese del litio, cobalto del litio, ecc., anche compresi i materiali del catodo ad alta tensione nella fase di sviluppo quali ossido del manganese del nichel, fosfato di litio, fosfato di litio e così via. I materiali catodici differenti hanno struttura tridimensionale differente, i materiali del catodo utilizzati per la batteria di potere del veicolo elettrico sono pricipalmente fosfato del ferro di litio, materiale ternario del manganese del nichel cobalto e ossido del manganese del litio. Wu Wenders la performance di scarico della batteria al litio ferro fosfato e della batteria ternaria ni-co-MN in-20 ℃, e ha scoperto che la capacità di scarico della batteria al litio ferro fosfato in 20 ℃ può raggiungere solo il 67,38% della capacità della temperatura ambiente, mentre la batteria ternaria nichel-cobalto-manganese può raggiungere il 70,1%.
Du Xiaoli ha scoperto che la capacità di scarico della batteria al litio ossido di manganese a 20 ℃ può raggiungere il 83% della capacità della temperatura ambiente.
Solventi ad alto punto di fusione
A causa dell'alto solvente del punto di fusione nel solvente della miscela dell'elettrolito, la viscosità di elettrolita della batteria dello Li-ione aumenta alla temperatura insufficiente ed il fenomeno di solidificazione dell'elettrolito si presenta quando la temperatura è troppo bassa, con conseguente diminuzione nel tasso di trasferimento degli ioni di litio nell'elettrolito.
Tasso di diffusione degli ioni di litio Il tasso di diffusione degli ioni di litio in anodo della grafite è ridotto nell'ambiente a bassa temperatura.
L'influenza dell'anodo della grafite sulle prestazioni basse di scarico di temperatura della batteria dello Li-ione è stata studiata, e l'aumento dell'impedenza di espansione della carica della batteria dello Li-ione nell'ambiente a bassa temperatura è stato proposto, che ha provocato la diminuzione del tasso di diffusione degli ioni di litio nell'anodo della batteria dello ione di litio.
Sei film
Nell'ambiente a bassa temperatura, l'ispessimento del film SEI dell'anodo di batteria agli ioni di litio, l'aumento dell'impedenza del film SEI porta alla diminuzione del tasso di conduzione dello ione litio nel film SEI, e infine l'efficienza di carica-scarica di batteria Li-Ion in ambiente a bassa temperatura è ridotto. Attualmente, molti fattori influenzano le prestazioni a bassa temperatura della batteria Li-Ion, come la struttura dell'elettrodo positivo, il tasso di migrazione degli ioni di litio in ogni parte della batteria, lo spessore e la composizione chimica del film SEI, e la selezione di sali di litio e solventi nell'elettrolita.
