Przyczyny i rozwiązania małej pojemności baterii litowych w zimie
Powody, dla których pojemność baterii litowych spada zimą
1. Zwiększa się lepkość elektrolitu
Elektrolit akumulatorów litowych składa się z organicznych rozpuszczalników węglanowych i substancji rozpuszczonej w postaci heksafluorofosforanu litu. W warunkach niskiej temperatury wzrasta lepkość elektrolitu, a szybkość dyfuzji jonów litu w elektrolicie maleje, co powoduje spadek wydajności akumulatora.
2. Pogarsza się kompatybilność pomiędzy elektrolitem, elektrodą ujemną i separatorem: W środowisku o niskiej temperaturze kompatybilność pomiędzy elektrolitem, elektrodą ujemną i separatorem pogarsza się, co będzie miało wpływ na przenoszenie jonów litu i wydajność baterii.
2. Zmniejszona odwracalność substancji aktywnych
W warunkach niskiej temperatury zmniejsza się odwracalność materiału aktywnego akumulatorów litowych, co oznacza, że zmniejsza się wydajność akumulatora podczas ładowania i rozładowywania, co skutkuje zmniejszeniem pojemności akumulatora.
3. Wewnętrzny system dyfuzji materiału aktywnego ulega zmniejszeniu: W środowiskach o niskiej temperaturze wewnętrzny system dyfuzji aktywnego materiału akumulatorów litowo-jonowych ulega zmniejszeniu, a opór przenoszenia ładunku (Rct) znacznie wzrasta. Oznacza to, że wzrasta opór ruchu jonów litu wewnątrz materiału aktywnego, co skutkuje zmniejszeniem pojemności akumulatora.
4. Zwiększa się rezystancja separatora akumulatora
Separator akumulatorów litowych stanie się sztywniejszy w warunkach niskiej temperatury, powodując przejście oporu jonów litu przez separator, co również wpłynie na wydajność akumulatora.
5. Zmniejsza się stabilność termiczna elementów akumulatora
W środowiskach o niskiej temperaturze stabilność termiczna elementów akumulatora spada, a temperatura wewnętrzna akumulatora wzrasta. Nadmiernie wysokie temperatury mogą negatywnie wpłynąć na wydajność baterii.
6. Lit wytrąca się z elektrody ujemnej: W środowiskach o niskiej temperaturze lit jest poważnie wytrącany z elektrody ujemnej akumulatorów litowo-jonowych, a wytrącony metaliczny lit reaguje z elektrolitem, a osadzanie się produktu powoduje grubość ciała stałego interfejs elektrolitu (SEI) wzrasta. Ma to wpływ na transport jonów litu i wydajność akumulatora.
7. Wzrost impedancji dyspersji litowo-jonowej akumulatorów litowo-jonowych w niskich temperaturach: Jest to jeden z ważnych czynników wpływających na działanie akumulatorów litowo-jonowych w niskich temperaturach. W niskich temperaturach wzrasta oporność dyspersji jonów litu w elektrolicie, co powoduje spowolnienie prędkości transmisji jonów litu, co wpływa na pojemność akumulatora.
Rozwiązania
1. Popraw działanie elektrolitu w niskich temperaturach. Poprawiając formułę i skład elektrolitu oraz zmniejszając jego lepkość w warunkach niskiej temperatury, można zwiększyć szybkość dyfuzji jonów litu w elektrolicie, poprawiając w ten sposób wydajność akumulatora. Można na przykład zastosować nowe rozpuszczalniki organiczne lub dodatki zmniejszające lepkość elektrolitu.
2. Optymalizuj strukturę i skład substancji aktywnych
Zmieniając strukturę i skład materiału aktywnego, można poprawić jego odwracalność w warunkach niskiej temperatury. Można na przykład zastosować nowe rodzaje powłok z materiału aktywnego lub zmienić rozmiar i kształt cząstek materiału aktywnego.
3. Popraw materiał i strukturę membrany
Zastosowanie nowych materiałów i struktur membrany może poprawić jej miękkość i oddychalność w warunkach niskich temperatur, zmniejszając opór jonów litu przechodzących przez separator, poprawiając tym samym wydajność baterii. Można na przykład zastosować membranę porowatą lub membranę kompozytową.
4. Wzmocnij zarządzanie temperaturą akumulatora
Dzięki wzmocnieniu zarządzania temperaturą akumulatora można utrzymać stabilną temperaturę wewnętrzną akumulatora i uniknąć wpływu przegrzania na wydajność akumulatora. Na przykład do zestawu akumulatorów można dodać urządzenie rozpraszające ciepło lub zoptymalizować projekt rozpraszania ciepła przez zestaw akumulatorów. Ponadto temperaturę roboczą akumulatora można również regulować za pomocą inteligentnych strategii kontroli ładowania i rozładowywania. Na przykład podczas procesu ładowania kontrolowana jest wielkość i czas przepływu prądu, aby uniknąć zbyt wysokiej temperatury akumulatora; podczas procesu rozładowywania prace są przerywane w odpowiednim czasie, aby obniżyć temperaturę akumulatora. Te środki mogą pomóc w utrzymaniu stabilnej temperatury wewnątrz akumulatora i poprawie jego wydajności.
