An niddreg Temperaturen Ëmfeld, Lithium-Ion Batterie Leeschtung ass net ideal. Wann allgemeng benotzt Lithium-Ion-Batterien bei -10 ° C funktionnéieren, ginn hir maximal Laden- an Entladungskapazitéit a Klemmspannung wesentlech reduzéiert am Verglach mat normaler Temperatur [6], wann d'Entladungstemperatur op -20 ° C fällt, gëtt déi verfügbar Kapazitéit souguer op 1/3 bei Raumtemperatur 25 ° C reduzéiert ginn, wann d'Entladungstemperatur méi niddereg ass, kënnen e puer Lithium-Batterien net emol d'Aktivitéiten oplueden an entlaaschten, an e "dout Batterie" Staat aginn.
1, D'Charakteristike vu Lithium-Ion Batterien bei niddregen Temperaturen
(1) Makroskopesch
Déi charakteristesch Ännerungen vun der Lithium-Ion Batterie bei niddreger Temperatur sinn wéi follegt: mat der kontinuéierlecher Ofsenkung vun der Temperatur, erhéicht d'ohmesch Resistenz an d'Polariséierungsresistenz a verschiddene Grad; D'Entladungsspannung vun der Lithium-Ion Batterie ass manner wéi déi vun der normaler Temperatur. Beim Oplueden an Entladung bei niddreger Temperatur klëmmt oder fällt seng Betriebsspannung méi séier wéi déi bei normaler Temperatur, wat zu enger bedeitender Ofsenkung vu senger maximaler benotzbarer Kapazitéit a Kraaft resultéiert.
(2) Mikroskopesch
D'Leeschtungsännerunge vu Lithium-Ion-Batterien bei niddregen Temperaturen sinn haaptsächlech wéinst dem Afloss vun de folgende wichtege Faktoren. Wann d'Ëmfeldtemperatur manner wéi -20 ℃ ass, verstäerkt de flëssege Elektrolyt, seng Viskositéit erhéicht staark, a seng ionesch Konduktivitéit fällt erof. Lithium-Ion-Diffusioun a positiven an negativen Elektrodenmaterialien ass lues; Lithium Ion ass schwéier ze desolvatéieren, a seng Iwwerdroung am SEI Film ass lues, an d'Ladetransferimpedanz erhéicht. De Lithium-Dendritproblem ass besonnesch prominent bei niddregen Temperaturen.
2, Fir déi niddreg Temperaturleistung vu Lithium-Ion Batterien ze léisen
Designt en neit elektrolytescht Flëssegkeetssystem fir d'Temperaturëmfeld ze treffen; Verbessert déi positiv an negativ Elektrodenstruktur fir d'Transmissiounsgeschwindegkeet ze beschleunegen an d'Transmissiounsdistanz ze verkierzen; Kontroll positiv an negativ zolidd Elektrolyt-Interface fir d'Impedanz ze reduzéieren.
(1) Elektrolyt-Additive
Am Allgemengen, ass d'Benotzung vun funktionell Zousätz ee vun de stäerkste efficace a wiertschaftlech Weeër der niddereg Temperatur Leeschtung vun der Batterie ze verbesseren an hëllefen der ideal SEI Film Form. Am Moment sinn d'Haaptaarte vun Zousatzstoffer Isocyanat-baséiert Zousätz, Schwefelbaséiert Additive, ionesch flësseg Additiven an anorganesch Lithium Salzadditive.
Zum Beispill, Dimethylsulfit (DMS) Schwefelbaséiert Zousatzstoffer, mat passenden Reduzéierungsaktivitéit, a well seng Reduktiounsprodukter a Lithiumionbindung méi schwaach ass wéi Vinylsulfat (DTD), d'Verwäertung vun organeschen Zousätz erliichtert d'Interfaceimpedanz erhéijen, fir eng méi stabil a besser ionesch Konduktivitéit vum negativen Elektroden Interface Film. D'Sulfitester representéiert duerch Dimethylsulfit (DMS) hunn eng héich dielektresch Konstant a breet Operatiounstemperaturberäich.
(2) De Léisungsmëttel vum Elektrolyt
Den traditionelle Lithium-Ion Batterie Elektrolyt soll 1 Mol Lithiumhexafluorophosphat (LiPF6) an e gemëschte Léisungsmëttel opléisen, wéi EC, PC, VC, DMC, Methylethylcarbonat (EMC) oder Diethylcarbonat (DEC), wou d'Zesummesetzung vun d'Léisungsmëttel, Schmelzpunkt, dielektresch Konstant, Viskositéit a Kompatibilitéit mat Lithium Salz wäert d'Batterietemperatur vun der Operatioun eescht beaflossen. Am Moment ass de kommerziellen Elektrolyt einfach ze solidifizéieren wann se op d'Temperaturëmfeld vun -20 ℃ an drënner applizéiert ginn, déi niddreg dielektresch Konstant mécht d'Lithiumsalz schwéier ze dissoziéieren, an d'Viskositéit ass ze héich fir d'Batterie intern Resistenz an niddreg ze maachen Volt Plattform. Lithium-Ion-Batterien kënne besser Tieftemperaturleistung hunn andeems de existente Léisungsmëttelverhältnis optiméiert, sou wéi d'Optimaliséierung vun der Elektrolytformulatioun (EC: PC: EMC = 1:2:7) sou datt TiO2(B) / Graphen negativ Elektrode A huet Kapazitéit vu ~240 mA h g-1 bei -20 ℃ an 0,1 A g-1 Stroumdicht. Oder nei niddereg Temperatur Elektrolyt Léisungsmëttel entwéckelen. Déi schlecht Leeschtung vu Lithium-Ion-Batterien bei niddregen Temperaturen ass haaptsächlech mat der lueser Desolvatioun vu Li+ am Prozess vum Li+-Inbedding am Elektrodenmaterial verbonnen. Substanze mat gerénger Bindungsenergie tëscht Li+ a Léisungsmëttelmoleküle, wéi 1,3-Dioxopentylen (DIOX), kënne gewielt ginn, an nanoskala Lithiumtitanat gëtt als Elektrodenmaterial benotzt fir de Batteriestester ze sammelen fir de reduzéierten Diffusiounskoeffizient vun der Elektroden Material bei ultra-niddereg Temperaturen, fir besser niddereg-Temperatur Leeschtung ze erreechen.
(3) Lithium Salz
Am Moment huet de kommerziellen LiPF6 Ion héich Konduktivitéit, héich Feuchtigkeitfuerderungen an der Ëmwelt, schlecht thermesch Stabilitéit, a schlecht Gase wéi HF a Waasserreaktioun sinn einfach Sécherheetsrisiken ze verursaachen. De zolitte Elektrolytfilm dee vu Lithiumdifluoroxalat Borat (LiODFB) produzéiert gëtt ass stabil genuch an huet eng besser niddreg Temperaturleistung a méi héich Tauxleistung. Dëst ass well LiODFB d'Virdeeler vu béide Lithiumdioxalat Borat (LiBOB) a LiBF4 huet.
3. Resumé
Déi niddreg Temperaturleistung vu Lithium-Ionbatterien gëtt vu villen Aspekter beaflosst wéi Elektrodenmaterialien an Elektrolyte. Eng ëmfaassend Verbesserung vu verschidde Perspektiven wéi Elektrodenmaterialien an Elektrolyt kann d'Applikatioun an d'Entwécklung vu Lithium-Ion-Batterien förderen, an d'Applikatiounsperspektive vu Lithium-Batterien ass gutt, awer d'Technologie muss a weider Fuerschung entwéckelt a perfektionéiert ginn.
Post Zäit: Jul-27-2023