Причини и решения за ниския капацитет на литиевите батерии през зимата
Причини, поради които капацитетът на литиевите батерии намалява през зимата
1. Вискозитетът на електролита се увеличава
Електролитът на литиевите батерии се състои от карбонатни органични разтворители и разтворен разтвор на литиев хексафлуорофосфат. При условия на ниска температура вискозитетът на електролита се увеличава и скоростта на дифузия на литиевите йони в електролита се забавя, което води до намаляване на производителността на батерията.
2. Съвместимостта между електролита, отрицателния електрод и сепаратора се влошава: В среда с ниска температура съвместимостта между електролита, отрицателния електрод и сепаратора се влошава, което ще повлияе на предаването на литиеви йони и производителността на батерията.
2. Намалена обратимост на активните вещества
При ниски температурни условия обратимостта на активния материал на литиевите батерии е намалена, което означава, че ефективността на батерията по време на зареждане и разреждане е намалена, което води до намаляване на капацитета на батерията.
3. Вътрешната дифузионна система на активния материал е намалена: В среда с ниска температура вътрешната дифузионна система на активния материал на литиево-йонните батерии е намалена и съпротивлението на пренос на заряд (Rct) се увеличава значително. Това означава, че съпротивлението срещу движението на литиевите йони вътре в активния материал се увеличава, което води до намаляване на капацитета на батерията.
4. Увеличава се съпротивлението на сепаратора на батерията
Разделителят на литиевите батерии ще стане по-твърд при ниски температурни условия, причинявайки съпротивлението на литиевите йони да преминават през сепаратора, което също ще повлияе на работата на батерията.
5. Термичната стабилност на компонентите на батерията намалява
В среда с ниска температура термичната стабилност на компонентите на батерията намалява и вътрешната температура на батерията е по-вероятно да се повиши. Твърде високите температури могат да повлияят отрицателно на работата на батерията.
6. Литият се утаява от отрицателния електрод: В среда с ниска температура литият се утаява сериозно от отрицателния електрод на литиево-йонните батерии и утаеният метален литий реагира с електролита и отлагането на продукта причинява дебелината на твърдото вещество електролитен интерфейс (SEI) за увеличаване. Това влияе върху транспортирането на литиеви йони и работата на батерията.
7. Увеличаването на импеданса на литиево-йонната дисперсия на литиево-йонните батерии при ниски температури: Това е един от важните фактори, влияещи върху производителността на литиево-йонните батерии при ниски температури. При ниски температури устойчивостта на дисперсия на литиевите йони в електролита се увеличава, което води до забавяне на скоростта на предаване на литиевите йони, като по този начин се отразява на капацитета на батерията.
Решения
1. подобряване на нискотемпературните характеристики на електролита Чрез подобряване на формулата и състава на електролита и намаляване на неговия вискозитет при ниски температурни условия, скоростта на дифузия на литиевите йони в електролита може да се увеличи, като по този начин се подобри работата на батерията. Например, могат да се използват нови органични разтворители или да се използват добавки за намаляване на вискозитета на електролита.
2. Оптимизиране на структурата и състава на активните вещества
Чрез промяна на структурата и състава на активния материал може да се подобри неговата обратимост при ниски температурни условия. Например, могат да се използват нови видове покрития от активен материал или могат да се променят размерът и формата на частиците на активния материал.
3. Подобрете материала и структурата на диафрагмата
Използването на нови мембранни материали и структури може да подобри свойствата на мекотата и дишането при ниски температурни условия, намалявайки съпротивлението на литиевите йони, преминаващи през сепаратора, като по този начин подобрява работата на батерията. Например, можете да използвате пореста мембрана или композитна мембрана.
4. Укрепване на термичното управление на батерията
Чрез укрепване на термичното управление на батерията, вътрешната температура на батерията може да се поддържа стабилна и може да се избегне въздействието на прегряването върху работата на батерията. Например, към батерията може да се добави устройство за разсейване на топлината или дизайнът на разсейване на топлината на батерията може да бъде оптимизиран. В допълнение, работната температура на батерията може също да се регулира чрез интелигентни стратегии за управление на зареждането и разреждането. Например, по време на процеса на зареждане, размерът и времето на тока се контролират, за да се избегне твърде високата температура на батерията; по време на процеса на разреждане работата се спира своевременно, за да се понижи температурата на батерията. Тези мерки могат да помогнат за поддържане на стабилна температура вътре в батерията и да подобрят работата на батерията.
