高エネルギー密度、低自己放電、高い出力電圧を持つリチウムイオン電池は、長いサイクル寿命となしメモリ効果の利点は、の分野における家電製品の代表として、携帯電話、ノートパソコン、デジタルカメラとの市場の大半を占めます現在、電動工具、電動自転車および他の分野におけるリチウムイオン電池の応用は、幾何学的な進行を示している。
電気自動車や軍事用途におけるリチウムイオン電池の急速な発展に伴い、低温性能の欠点もますます明らかになってきている特殊な環境や極端な寒さを満たすことができない。低温では、リチウムイオン電池の効果的な放電容量および放電エネルギーが有効になります著しい低下があり、-10℃以下の環境で充電することはほとんど不可能です。これはリチウムイオン電池の使用を大きく制限します。
リチウムイオン電池の低温性能に影響を与える要因
リチウムイオン電池正極材料、負極材料、セパレータ、電解質組成物。低温環境下では、リチウムイオン電池は、放電中に存在する低下、放電容量が低い、高速容量フェージング、乏しいレート性能特性である。低いリチウムイオン電池を制限パフォーマンスの主な要因は次のとおりです。
正の電極構造
カソード材料の三次元構造は、特に低温の影響下で、リチウムイオンの拡散速度を制限する。リチウムイオン電池のカソード材料はまた、リン酸鉄、リチウムニッケルコバルトマンガン三元系材料、リチウムマンガン酸化物、リチウムコバルト酸化物の商業化を含みますこのような異なる三次元構造を有する異なるカソード材料は、現在使用されている電気自動車の電池正極材料は、主にリン酸鉄リチウムである等のリチウムニッケルマンガン酸化物、リチウム鉄リン酸マンガン、リン酸バナジウムリチウム、などの開発段階に高電圧がカソード材料、含みますニッケルコバルトマンガンとリチウムマンガン三元材料。ディWuらは、リン酸鉄リチウムのリン酸鉄リチウムニッケルコバルトマンガン3元-20℃電池放電性能のみ-20℃での放電容量に到達見出された検討通常の能力の67.38パーセント、ニッケルコバルトマンガン電池は、3元70.1パーセントに達することができる。Duxiao Liらは、リチウムマンガン酸化物の放電容量は通常容量の-20℃の83％に達することができることを見出しました。
高融点溶媒
低温でのリチウムイオン電池電解質の粘度が増加するの存在下で高融点電解質溶媒混合溶媒ので、温度が低すぎる電解凝固現象は、電解質中のリチウムイオンの透過率が低下、発生している場合。
リチウムイオン拡散率
黒鉛負極にリチウムイオンの拡散速度が低温で減少する。ゆうに黒鉛リチウムイオン電池システムの負極の低温放電特性の効果を、電荷輸送は、黒鉛にリチウムイオンをもたらす、低温でのリチウムイオン電池のインピーダンス増加が提案されています負極の拡散速度を低減することがリチウムイオン電池の低温性能に影響を与える重要な因子です。
SEIフィルム
低温環境、リチウムイオン電池の負極SEI膜の肥厚は、SEI膜のリチウムイオン伝導率の低下にSEI膜をもたらすのインピーダンスが増加し、最終的に形成されたリチウムイオンバッテリの充電及び分極を放電低温での充放電効率を低下させました。
現在のところ、多くの要因が正電極構造体、リチウムイオン、リチウム塩とバッテリーの様々な部分の移動速度、SEI膜の厚さおよび化学組成、および電解液で選択された溶媒として、リチウムイオン電池の低温性能に影響を与える。低温性能を制限します電気自動車、軍事分野のアプリケーションや過酷な環境下でのリチウムイオン電池、リチウムイオン電池の優れた低温性能を開発、市場の緊急のニーズです。
