Past haroratli muhitda lityum-ion batareyaning ishlashi ideal emas.Odatda ishlatiladigan lityum-ion batareyalar -10 ° C da ishlaganda, ularning maksimal zaryadlash va tushirish quvvati va terminal kuchlanishi normal haroratga nisbatan sezilarli darajada kamayadi [6], tushirish harorati -20 ° C ga tushganda, mavjud sig'im kamayadi. hatto 25 ° C xona haroratida 1/3 ga kamaytirilishi mumkin, tushirish harorati pastroq bo'lganda, ba'zi lityum batareyalar hatto zaryadlash va tushirish faoliyatini ham qila olmaydi, "o'lik batareya" holatiga kiradi.
1, past haroratlarda lityum-ionli batareyalarning xususiyatlari
(1) Makroskopik
Past haroratda lityum-ion batareyaning xarakterli o'zgarishlari quyidagilardan iborat: haroratning doimiy pasayishi bilan ohmik qarshilik va polarizatsiya qarshiligi turli darajada oshadi;Lityum-ion batareyaning zaryadsizlanish kuchlanishi normal haroratdan past.Past haroratda zaryadlash va zaryadlash paytida uning ish kuchlanishi odatdagi haroratga qaraganda tezroq ko'tariladi yoki tushadi, bu uning maksimal foydalanish quvvati va quvvatini sezilarli darajada kamaytiradi.
(2) Mikroskopik
Past haroratlarda lityum-ionli batareyalarning ishlash o'zgarishlari asosan quyidagi muhim omillarning ta'siriga bog'liq.Atrof-muhit harorati -20 ℃ dan past bo'lsa, suyuq elektrolitlar qotib qoladi, uning yopishqoqligi keskin oshadi va ion o'tkazuvchanligi pasayadi.Ijobiy va salbiy elektrod materiallarida lityum ionining tarqalishi sekin;Lityum ionini eritish qiyin va uning SEI plyonkasida uzatilishi sekin va zaryad o'tkazish empedansi ortadi.Lityum dendrit muammosi ayniqsa past haroratda namoyon bo'ladi.
2, Lityum-ion batareyalarning past haroratli ishlashini hal qilish
Past haroratli muhitni qondirish uchun yangi elektrolitik suyuqlik tizimini loyihalash;Etkazish tezligini tezlashtirish va uzatish masofasini qisqartirish uchun ijobiy va salbiy elektrod tuzilishini yaxshilang;Empedansni kamaytirish uchun musbat va salbiy qattiq elektrolitlar interfeysini boshqaring.
(1) elektrolitlar qo'shimchalari
Umuman olganda, funktsional qo'shimchalardan foydalanish batareyaning past harorat ko'rsatkichlarini yaxshilash va ideal SEI plyonkasini shakllantirishga yordam beradigan eng samarali va iqtisodiy usullardan biridir.Hozirgi vaqtda qo'shimchalarning asosiy turlari izosiyanat asosidagi qo'shimchalar, oltingugurt asosidagi qo'shimchalar, ionli suyuqlik qo'shimchalari va noorganik litiy tuzi qo'shimchalaridir.
Masalan, dimetil sulfit (DMS) oltingugurtga asoslangan qo'shimchalar, tegishli qaytaruvchi faollikka ega va uning qaytarilish mahsulotlari va litiy ionlari bilan bog'lanishi vinil sulfatga (DTD) qaraganda zaifroq bo'lganligi sababli, organik qo'shimchalardan foydalanishni engillashtirish interfeysning empedansini oshiradi. salbiy elektrod interfeysi filmining yanada barqaror va yaxshi ion o'tkazuvchanligi.Dimetil sulfit (DMS) bilan ifodalangan sulfit esterlari yuqori dielektrik o'tkazuvchanlikka va keng ish harorati oralig'iga ega.
(2) elektrolitning erituvchisi
An'anaviy lityum-ion batareya elektrolitlari 1 mol litiy geksaftorofosfatni (LiPF6) EC, PC, VC, DMC, metil etil karbonat (EMC) yoki dietil karbonat (DEC) kabi aralash erituvchiga eritib yuborishdan iborat. hal qiluvchi, erish nuqtasi, dielektrik doimiyligi, yopishqoqligi va lityum tuzi bilan mosligi batareyaning ish haroratiga jiddiy ta'sir qiladi.Hozirgi vaqtda tijorat elektrolitlari -20 ℃ va undan past haroratli muhitga qo'llanilganda qattiqlashishi oson, past dielektrik o'tkazuvchanligi lityum tuzining ajralishini qiyinlashtiradi va yopishqoqlik batareyaning ichki qarshiligini va pastligini ta'minlash uchun juda yuqori. kuchlanish platformasi.Lityum-ion batareyalar mavjud erituvchi nisbatini optimallashtirish orqali, masalan, elektrolitlar formulasini (EC: PC: EMC = 1: 2: 7) optimallashtirish orqali, TiO2 (B) / grafen manfiy elektrod A ga ega bo'lishi uchun past haroratda yaxshiroq ishlashga ega bo'lishi mumkin. -20℃ da ~240 mA h g-1 quvvati va 0,1 A g-1 oqim zichligi.Yoki yangi past haroratli elektrolitlar erituvchilarni ishlab chiqing.Lityum-ionli batareyalarning past haroratlarda yomon ishlashi, asosan, elektrod materialiga Li + singdirish jarayonida Li + ning sekin desolvatsiyasi bilan bog'liq.1, 3-dioksopentilen (DIOX) kabi Li+ va erituvchi molekulalari o'rtasida past bog'lanish energiyasiga ega bo'lgan moddalar tanlanishi mumkin va nano o'lchamdagi lityum titanat batareyaning pasaytirilgan diffuziya koeffitsientini qoplash uchun batareya sinovini yig'ish uchun elektrod materiali sifatida ishlatiladi. past haroratlarda yaxshi ishlashga erishish uchun ultra past haroratlarda elektrod materiali.
(3) litiy tuzi
Hozirgi vaqtda tijorat LiPF6 ioni yuqori o'tkazuvchanlikka ega, atrof-muhitdagi yuqori namlik talablari, yomon termal barqarorlik va suv reaktsiyasidagi HF kabi yomon gazlar xavfsizlik xavfini keltirib chiqarishi oson.Lityum difluoroksalat borat (LiODFB) tomonidan ishlab chiqarilgan qattiq elektrolit plyonkasi etarlicha barqaror va past harorat ko'rsatkichlari va yuqori tezlik ko'rsatkichlariga ega.Buning sababi, LiODFB lityum dioksalat borat (LiBOB) va LiBF4 ning afzalliklariga ega.
3. Xulosa
Lityum-ion batareyalarning past haroratli ishlashi elektrod materiallari va elektrolitlar kabi ko'plab jihatlarga ta'sir qiladi.Elektrod materiallari va elektrolitlar kabi ko'plab nuqtai nazarlardan har tomonlama takomillashtirish lityum-ion batareyalarni qo'llash va rivojlantirishga yordam berishi mumkin va lityum batareyalarni qo'llash istiqbollari yaxshi, ammo texnologiya keyingi tadqiqotlarda ishlab chiqilishi va takomillashtirilishi kerak.
Xabar vaqti: 2023-yil-27-iyul