Дар муҳити ҳарорати паст, кори батареяи литий-ион идеалӣ нест.Вақте ки батареяҳои маъмулан истифодашавандаи литий-ион дар -10 ° C кор мекунанд, иқтидори ниҳоии барқ ва разряди онҳо ва шиддати терминали онҳо дар муқоиса бо ҳарорати муқаррарӣ ба таври назаррас коҳиш меёбад [6], вақте ки ҳарорати разряд ба -20 ° C паст мешавад, иқтидори мавҷуда ҳатто то 1/3 дар ҳарорати хонагӣ 25 ° C кам карда шавад, вақте ки ҳарорати холӣ пасттар аст, баъзе батареяҳои литий ҳатто наметавонанд фаъолиятҳои барқро пур кунанд ва холӣ кунанд ва ба ҳолати "батареяи мурда" ворид шаванд.
1, Хусусиятҳои батареяҳои литий-ион дар ҳарорати паст
(1) Макроскопӣ
Тағйироти характерноки батареяи литий-ионӣ дар ҳарорати паст чунинанд: бо коҳиши пайвастаи ҳарорат муқовимати ом ва муқовимати поляризатсия дар дараҷаҳои гуногун меафзояд;Шиддати разряди батареяи литий-ион нисбат ба ҳарорати муқаррарӣ пасттар аст.Ҳангоми пур кардан ва холӣ кардан дар ҳарорати паст, шиддати кори он назар ба ҳарорати муқаррарӣ тезтар баланд мешавад ё паст мешавад, ки дар натиҷа иқтидори максималии истифодашаванда ва қувваи он хеле кам мешавад.
(2) Микроскопӣ
Тағйироти кори батареяҳои литий-ион дар ҳарорати паст асосан аз таъсири омилҳои муҳими зерин вобаста аст.Вақте ки ҳарорати муҳити атроф аз -20 ℃ пасттар аст, электролитҳои моеъ сахт шуда, часпакии он якбора зиёд мешавад ва гузарониши ионии он коҳиш меёбад.Диффузияи ионҳои литий дар маводи электродҳои мусбат ва манфӣ суст аст;Иони литийро ҷудо кардан душвор аст ва интиқоли он дар филми SEI суст аст ва импеданси интиқоли заряд меафзояд.Масъалаи дендрити литий махсусан дар ҳарорати паст намоён аст.
2, Барои ҳалли ҳарорати пасти батареяҳои литий-ион
Тарҳрезии системаи нави моеъи электролитӣ барои қонеъ кардани муҳити ҳарорати паст;Барои суръат бахшидан ба суръати интиқол ва кӯтоҳ кардани масофаи интиқол сохтори мусбат ва манфии электродро такмил диҳед;Интерфейси электролитҳои мусбӣ ва манфии сахтро барои коҳиш додани импеданс назорат кунед.
(1) иловаҳои электролитӣ
Умуман, истифодаи иловаҳои функсионалӣ яке аз роҳҳои муассир ва сарфакоронаи беҳтар кардани кори ҳарорати пасти батарея ва кӯмак ба ташаккули филми идеалии SEI мебошад.Дар айни замон навъҳои асосии иловаҳо иловаҳои изоцианатӣ, иловаҳои сулфур, иловаҳои моеъи ионӣ ва иловаҳои намаки литийии ғайриорганикӣ мебошанд.
Масалан, иловаҳои сулфур дар асоси диметилсулфит (DMS) бо фаъолияти мувофиқи коҳишдиҳанда ва азбаски маҳсулоти коҳишдиҳандаи он ва пайвастагии ионҳои литий нисбат ба сулфати винилӣ (DTD) заифтар аст, сабук кардани истифодаи иловаҳои органикӣ муқовимати интерфейсро зиёд мекунад, то устувортар ва беҳтар ионӣ гузариши филми интерфейси электроди манфи.Эфирҳои сулфит, ки бо диметилсулфит (DMS) намояндагӣ мекунанд, дорои доимии баланди диэлектрикӣ ва доираи васеи ҳарорати корӣ мебошанд.
(2) Маҳлулкунандаи электролит
Электролити анъанавии батареяи литий-ион ин аст, ки 1 мол гексафторофосфати литийро (LiPF6) ба ҳалкунандаи омехта, ба монанди EC, PC, VC, DMC, карбонати метил этилӣ (EMC) ё диэтилкарбонати (DEC) гудохт, ки дар он таркиби ҳалкунанда, нуқтаи обшавӣ, доимии диэлектрикӣ, часпакӣ ва мутобиқат бо намаки литий ба ҳарорати кори батарея таъсири ҷиддӣ мерасонанд.Дар айни замон, электролитҳои тиҷоратӣ ҳангоми татбиқ дар муҳити ҳарорати пасти -20 ℃ ва аз он паст сахт шудан осон аст, доимии пасти диэлектрикӣ ҷудошавии намаки литийро мушкил мекунад ва часпак хеле баланд аст, то муқовимати дохилии батареяро паст кунад. платформаи шиддат.Батареяҳои литий-ион метавонанд бо беҳтар кардани таносуби ҳалкунандаҳои мавҷуда, аз қабили оптимизатсияи формулаи электролитҳо (EC: PC: EMC = 1: 2: 7) метавонанд иҷрои беҳтари ҳарорати паст дошта бошанд, то TiO2 (B) / электроди манфии графен A дошта бошанд. иқтидори ~240 мА соат g-1 дар -20℃ ва 0,1 A g-1 зичии ҷорӣ.Ё ҳалкунандаҳои нави электролитҳои ҳарорати пастро таҳия кунед.Фаъолияти бади батареяҳои литий-ионӣ дар ҳарорати паст асосан ба сустшавии сусти Li+ дар ҷараёни воридкунии Li+ дар маводи электрод алоқаманд аст.Моддаҳоро бо энергияи ками пайвастшавӣ байни молекулаҳои Li+ ва ҳалкунанда, ба монанди 1,3-диоксопентилен (DIOX) интихоб кардан мумкин аст ва титанати наномикёси литий ҳамчун маводи электрод барои ҷамъ кардани санҷиши батарея барои ҷуброн кардани коэффисиенти коҳиши диффузияи маводи электрод дар ҳарорати ултра паст, то ба даст овардани иҷрои беҳтар дар ҳарорати паст.
(3) намаки литий
Дар айни замон, иони тиҷоратии LiPF6 дорои гузариши баланд, талаботи баланди рутубат дар муҳити зист, устувории гармии бади ва газҳои бад ба монанди HF дар реаксияи об ба осонӣ боиси хатарҳои бехатарӣ мебошанд.Плёнкаи сахти электролитие, ки аз ҷониби литий дифтороксалати борат (LiODFB) истеҳсол шудааст, ба қадри кофӣ устувор аст ва дорои иҷрои беҳтари ҳарорати паст ва суръати баландтар аст.Сабаб дар он аст, ки LiODFB бартариҳои ҳам борат диоксалати литий (LiBOB) ва ҳам LiBF4 дорад.
3. Хулоса
Коркарди ҳарорати пасти батареяҳои литий-ион аз бисёр ҷанбаҳо ба монанди маводи электрод ва электролитҳо таъсир хоҳад кард.Такмили ҳамаҷониба аз дурнамои гуногун, аз қабили маводи электрод ва электролит метавонад ба татбиқ ва рушди батареяҳои литий-ион мусоидат кунад ва дурнамои истифодаи батареяҳои литий хуб аст, аммо технологияро дар таҳқиқоти минбаъда таҳия ва такмил додан лозим аст.
Вақти фиристодан: июл-27-2023