Razlozi i rješenja za mali kapacitet litijumskih baterija zimi
Razlozi zašto kapacitet litijumskih baterija postaje manji zimi
1. Povećava se viskoznost elektrolita
Elektrolit litijumskih baterija se sastoji od karbonatnih organskih rastvarača i rastvora litijum heksafluorofosfata. U uslovima niske temperature, viskoznost elektrolita se povećava, a brzina difuzije litijum jona u elektrolitu se usporava, što rezultira smanjenjem performansi baterije.
Kompatibilnost između elektrolita, negativne elektrode i separatora postaje gora: u okruženju s niskim temperaturama, kompatibilnost između elektrolita, negativne elektrode i separatora postaje lošija, što će utjecati na prijenos litij jona i performanse baterije.
2. Smanjena reverzibilnost aktivnih supstanci
U uslovima niske temperature, reverzibilnost aktivnog materijala litijumskih baterija je smanjena, što znači da je smanjena efikasnost baterije tokom punjenja i pražnjenja, što rezultira smanjenjem kapaciteta baterije.
3. Unutrašnji sistem difuzije aktivnog materijala je smanjen: U okruženjima sa niskim temperaturama, unutrašnji sistem difuzije aktivnog materijala litijum-jonskih baterija je smanjen, a otpor prenosa naelektrisanja (Rct) značajno se povećava. To znači da se povećava otpor kretanju litijum jona unutar aktivnog materijala, što rezultira smanjenjem kapaciteta baterije.
4. Otpor separatora baterija se povećava
Separator litijumskih baterija će postati tvrđi u uslovima niske temperature, uzrokujući da otpor litijumskih jona prođe kroz separator, što će takođe uticati na performanse baterije.
5. Termička stabilnost komponenti baterije se smanjuje
U okruženjima sa niskim temperaturama, termička stabilnost komponenti baterije se smanjuje, a veća je vjerovatnoća da će unutrašnja temperatura baterije porasti. Previše visoke temperature mogu negativno uticati na performanse baterije.
6. Litijum se taloži iz negativne elektrode: U okruženjima niskih temperatura, litijum se ozbiljno taloži iz negativne elektrode litijum-jonskih baterija, a istaloženi metalni litijum reaguje sa elektrolitom, a taloženje proizvoda uzrokuje debljinu čvrste materije elektrolitski interfejs (SEI) za povećanje. Ovo utiče na transport litijum jona i performanse baterije.
7. Povećanje impedanse litijum-jonske disperzije litijum-jonskih baterija na niskim temperaturama: Ovo je jedan od važnih faktora koji utiču na performanse litijum-jonskih baterija pri niskim temperaturama. Na niskim temperaturama raste otpor disperzije litijum jona u elektrolitu, što dovodi do usporavanja brzine prenosa litijum jona, što utiče na kapacitet baterije.
Rješenja
1. Poboljšajte performanse elektrolita pri niskim temperaturama
Poboljšanjem formule i sastava elektrolita i smanjenjem njegove viskoznosti u uslovima niske temperature, može se povećati brzina difuzije litijum jona u elektrolitu, čime se poboljšava 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 supstanci
Promjenom strukture i sastava aktivnog materijala može se poboljšati njegova reverzibilnost u uvjetima niske temperature. Na primjer, mogu se koristiti novi tipovi premaza aktivnog materijala ili se može promijeniti veličina i oblik čestica aktivnog materijala.
3. Poboljšati materijal i strukturu dijafragme
Upotreba novih membranskih materijala i struktura može poboljšati njenu mekoću i prozračnost u uvjetima niskih temperatura
svojstva, smanjujući otpor litijum jona koji prolaze kroz separator, čime se poboljšavaju performanse baterije. Na primjer, mogu se koristiti porozne membrane ili kompozitne membrane.
4. Ojačajte upravljanje temperaturom baterije
Jačanjem termičkog upravljanja baterijom, unutrašnja temperatura baterije može se održati stabilnom i može se izbjeći utjecaj pregrijavanja na performanse baterije. Na primjer, uređaj za rasipanje topline može se dodati baterijskom paketu ili se može optimizirati dizajn odvođenja topline baterije. Osim toga, radna temperatura baterije se također može podesiti putem inteligentnih strategija kontrole punjenja i pražnjenja. Na primjer, tokom procesa punjenja, veličina i vrijeme struje se kontroliraju kako bi se spriječilo da temperatura baterije bude previsoka; tokom procesa pražnjenja, rad se pravovremeno zaustavlja da bi se snizila temperatura baterije. Ove mjere mogu pomoći u održavanju stabilne temperature unutar baterije i poboljšanju performansi baterije.
5. Dodati termoizolacioni uređaj
Dodavanje termoizolacionog uređaja izvan baterije je također efikasno rješenje. Termoizolacijski uređaj može smanjiti utjecaj vanjskog okruženja na bateriju i održati normalnu radnu temperaturu baterije. Na primjer, izolacijski materijali ili uređaji za grijanje mogu se dodati u litijumske baterije električnih vozila kako bi se poboljšale njihove performanse u okruženjima s niskim temperaturama.
