Razlozi i rješenja slabog kapaciteta litijevih baterija zimi
Razlozi zašto kapacitet litijskih baterija postaje manji zimi
1. Povećava se viskoznost elektrolita
Elektrolit litijevih baterija sastoji se od karbonatnih organskih otapala i otopljene tvari litijevog heksafluorofosfata. U uvjetima niske temperature, viskoznost elektrolita se povećava, a brzina difuzije litijevih iona u elektrolitu usporava, što rezultira smanjenjem performansi baterije.
Kompatibilnost između elektrolita, negativne elektrode i separatora postaje lošija: U okruženju niske temperature, kompatibilnost između elektrolita, negativne elektrode i separatora postaje lošija, što će utjecati na prijenos litijevih iona i performanse baterije.
2. Smanjena reverzibilnost djelatnih tvari
U uvjetima niskih temperatura, reverzibilnost aktivnog materijala litijevih baterija je smanjena, što znači da je smanjena učinkovitost baterije tijekom punjenja i pražnjenja, što rezultira smanjenjem kapaciteta baterije.
3. Sustav unutarnje difuzije aktivnog materijala je smanjen: U okruženjima s niskom temperaturom, sustav unutarnje difuzije aktivnog materijala litij-ionskih baterija je smanjen, a otpor prijenosu naboja (Rct) značajno se povećava. To znači da se otpor kretanju litijevih iona unutar aktivnog materijala povećava, što rezultira smanjenjem kapaciteta baterije.
4. Otpor separatora baterije se povećava
Separator litijevih baterija postat će krući u uvjetima niske temperature, uzrokujući otpor litijevih iona da prođu kroz separator, što će također utjecati na performanse baterije.
5. Toplinska stabilnost komponenti baterije se smanjuje
U okruženjima s niskom temperaturom, toplinska stabilnost komponenti baterije se smanjuje, a veća je vjerojatnost da će unutarnja temperatura baterije porasti. Pretjerano visoke temperature mogu negativno utjecati na rad baterije.
6. Litij se taloži s negativne elektrode: U okruženjima s niskom temperaturom, litij se ozbiljno taloži s negativne elektrode litij-ionskih baterija, a istaloženi metalni litij reagira s elektrolitom, a taloženje proizvoda uzrokuje debljinu krutine sučelje elektrolita (SEI) za povećanje. To utječe na transport litijevih iona i performanse baterije.
7. Povećanje impedancije disperzije litij-iona litij-ionskih baterija pri niskim temperaturama: Ovo je jedan od važnih čimbenika koji utječu na performanse litij-ionskih baterija pri niskim temperaturama. Na niskim temperaturama povećava se otpor disperzije litijevih iona u elektrolitu, uzrokujući usporavanje brzine prijenosa litijevih iona, što utječe na kapacitet baterije.
Rješenja
1. Poboljšajte performanse elektrolita pri niskim temperaturama
Poboljšanjem formule i sastava elektrolita i smanjenjem njegove viskoznosti u uvjetima niske temperature, može se povećati brzina difuzije litijevih iona u elektrolitu, čime se poboljšavaju performanse baterije. Na primjer, mogu se koristiti nova organska otapala ili se mogu koristiti aditivi za smanjenje viskoznosti elektrolita.
2. Optimizirati strukturu i sastav aktivnih tvari
Promjenom strukture i sastava aktivnog materijala može se poboljšati njegova reverzibilnost u uvjetima niske temperature. Na primjer, mogu se koristiti nove vrste premaza aktivnog materijala ili se može promijeniti veličina i oblik čestica aktivnog materijala.
3. Poboljšati materijal i strukturu dijafragme
Korištenje novih membranskih materijala i struktura može poboljšati njezinu mekoću i prozračnost u uvjetima niske temperature
svojstva, smanjujući otpor litijevih iona koji prolaze kroz separator, čime se poboljšava učinkovitost baterije. Na primjer, mogu se koristiti porozne membrane ili kompozitne membrane.
4. Pojačajte upravljanje toplinom baterije
Jačanjem upravljanja toplinom baterije, unutarnja temperatura baterije može se održavati stabilnom i može se izbjeći utjecaj pregrijavanja na performanse baterije. Na primjer, uređaj za raspršivanje topline može se dodati baterijskom paketu ili se dizajn rasipanja topline baterijskog paketa može optimizirati. Osim toga, radna temperatura baterije također se može prilagoditi putem inteligentnih strategija upravljanja punjenjem i pražnjenjem. Na primjer, tijekom procesa punjenja, veličina i vrijeme struje se kontroliraju kako bi se izbjegla previsoka temperatura baterije; tijekom procesa pražnjenja, rad se zaustavlja na vrijeme kako bi se smanjila temperatura baterije. Ove mjere mogu pomoći održati temperaturu unutar baterije stabilnom i poboljšati učinkovitost baterije.
5. Dodajte uređaj za toplinsku izolaciju
Dodavanje uređaja za toplinsku izolaciju izvan baterije također je učinkovito rješenje. Uređaj za toplinsku izolaciju može smanjiti utjecaj vanjske okoline na bateriju i održati normalnu radnu temperaturu baterije. Na primjer, izolacijski materijali ili uređaji za grijanje mogu se dodati paketima litijevih baterija električnih vozila kako bi se poboljšala njihova učinkovitost u okruženjima s niskom temperaturom.
