Разлози и решења за мали капацитет литијумских батерија зими
Разлози зашто капацитет литијумских батерија постаје мањи зими
1. Повећава се вискозитет електролита
Електролит литијумских батерија се састоји од карбонатних органских растварача и раствора литијум хексафлуорофосфата. У условима ниске температуре, вискозност електролита се повећава, а брзина дифузије литијум јона у електролиту се успорава, што резултира смањењем перформанси батерије.
Компатибилност између електролита, негативне електроде и сепаратора се погоршава: У окружењу са ниским температурама, компатибилност између електролита, негативне електроде и сепаратора постаје лошија, што ће утицати на пренос литијум јона и перформансе батерије.
2. Смањена реверзибилност активних супстанци
У условима ниске температуре, реверзибилност активног материјала литијумских батерија је смањена, што значи да је смањена ефикасност батерије током пуњења и пражњења, што резултира смањењем капацитета батерије.
3. Унутрашњи систем дифузије активног материјала је смањен: У окружењима са ниским температурама, унутрашњи систем дифузије активног материјала литијум-јонских батерија је смањен, а отпор преноса наелектрисања (Рцт) значајно се повећава. То значи да се повећава отпор кретању литијум јона унутар активног материјала, што резултира смањењем капацитета батерије.
4. Отпор сепаратора батерије се повећава
Сепаратор литијумских батерија ће постати тврђи под условима ниске температуре, што ће узроковати да отпор литијум јона прође кроз сепаратор, што ће такође утицати на перформансе батерије.
5. Термичка стабилност компоненти батерије се смањује
У окружењима са ниским температурама, термичка стабилност компоненти батерије се смањује, а већа је вероватноћа да ће унутрашња температура батерије порасти. Превише високе температуре могу негативно утицати на перформансе батерије.
6. Литијум се таложи из негативне електроде: У окружењима са ниским температурама, литијум се озбиљно таложи из негативне електроде литијум-јонских батерија, а исталожени метални литијум реагује са електролитом, а таложење производа узрокује дебљину чврсте материје. интерфејс електролита (СЕИ) да се повећа. Ово утиче на транспорт литијум јона и перформансе батерије.
7. Повећање импедансе литијум-јонске дисперзије литијум-јонских батерија на ниским температурама: Ово је један од важних фактора који утичу на перформансе литијум-јонских батерија при ниским температурама. На ниским температурама расте отпор дисперзије литијум јона у електролиту, што доводи до успоравања брзине преноса литијум јона, што утиче на капацитет батерије.
Решења
1. Побољшајте перформансе електролита на ниским температурама
Побољшањем формуле и састава електролита и смањењем његовог вискозитета у условима ниске температуре, може се повећати брзина дифузије литијум јона у електролиту, чиме се побољшавају перформансе батерије. На пример, могу се користити нови органски растварачи или се могу користити адитиви за смањење вискозитета електролита.
2. Оптимизовати структуру и састав активних супстанци
Променом структуре и састава активног материјала може се побољшати његова реверзибилност у условима ниске температуре. На пример, могу се користити нови типови премаза активног материјала или се може променити величина и облик честица активног материјала.
3. Побољшати материјал и структуру дијафрагме
Употреба нових мембранских материјала и структура може побољшати њену мекоћу и прозрачност у условима ниских температура
својства, смањујући отпор литијум јона који пролазе кроз сепаратор, чиме се побољшавају перформансе батерије. На пример, могу се користити порозне мембране или композитне мембране.
4. Ојачајте управљање топлотом батерије
Јачањем термичког управљања батеријом, унутрашња температура батерије може се одржати стабилном и утицај прегревања на перформансе батерије може се избећи. На пример, уређај за расипање топлоте се може додати батеријском пакету или се може оптимизовати дизајн одвођења топлоте батерије. Поред тога, радна температура батерије се такође може подесити путем интелигентних стратегија контроле пуњења и пражњења. На пример, током процеса пуњења, величина и време струје се контролишу како би се избегла превисока температура батерије; током процеса пражњења, рад се благовремено зауставља да би се снизила температура батерије. Ове мере могу помоћи у одржавању стабилне температуре унутар батерије и побољшању перформанси батерије.
5. Додати термоизолациони уређај
Додавање термоизолационог уређаја ван батерије је такође ефикасно решење. Термоизолациони уређај може смањити утицај спољашњег окружења на батерију и одржати нормалну радну температуру батерије. На пример, изолациони материјали или уређаји за грејање могу се додати у литијумске батерије електричних возила како би се побољшале њихове перформансе у окружењима са ниским температурама.
