Mewn amgylchedd tymheredd isel, nid yw perfformiad batri lithiwm-ion yn ddelfrydol.Pan fydd batris lithiwm-ion a ddefnyddir yn gyffredin yn gweithio ar -10 ° C, bydd eu gallu i godi tâl a rhyddhau uchaf a foltedd terfynell yn cael ei leihau'n sylweddol o'i gymharu â thymheredd arferol [6], pan fydd y tymheredd rhyddhau yn gostwng i -20 ° C, bydd y capasiti sydd ar gael hyd yn oed gael ei ostwng i 1/3 ar dymheredd ystafell 25 ° C, pan fydd y tymheredd rhyddhau yn is, ni all rhai batris lithiwm hyd yn oed godi tâl a rhyddhau gweithgareddau, gan fynd i mewn i gyflwr "batri marw".
1, Nodweddion batris lithiwm-ion ar dymheredd isel
(1) Macrosgopig
Mae newidiadau nodweddiadol batri lithiwm-ion ar dymheredd isel fel a ganlyn: gyda'r gostyngiad parhaus mewn tymheredd, y gwrthiant ohmig a'r gwrthiant polareiddio yn cynyddu mewn gwahanol raddau;Mae foltedd rhyddhau batri lithiwm-ion yn is na thymheredd arferol.Wrth godi tâl a gollwng ar dymheredd isel, mae ei foltedd gweithredu yn codi neu'n disgyn yn gyflymach na'r tymheredd arferol, gan arwain at ostyngiad sylweddol yn ei allu a'i bŵer defnyddiadwy uchaf.
(2) Yn ficrosgopig
Mae newidiadau perfformiad batris lithiwm-ion ar dymheredd isel yn bennaf oherwydd dylanwad y ffactorau pwysig canlynol.Pan fydd y tymheredd amgylchynol yn is na -20 ℃, mae'r electrolyt hylif yn cadarnhau, mae ei gludedd yn cynyddu'n sydyn, ac mae ei ddargludedd ïonig yn gostwng.Mae trylediad ïon lithiwm mewn deunyddiau electrod positif a negyddol yn araf;Mae'n anodd dadsolfedd ïon lithiwm, ac mae ei drosglwyddiad mewn ffilm SEI yn araf, ac mae'r rhwystriant trosglwyddo tâl yn cynyddu.Mae'r broblem dendrite lithiwm yn arbennig o amlwg ar dymheredd isel.
2, I ddatrys perfformiad tymheredd isel batris lithiwm-ion
Dylunio system hylif electrolytig newydd i gwrdd â'r amgylchedd tymheredd isel;Gwella'r strwythur electrod positif a negyddol i gyflymu'r cyflymder trosglwyddo a lleihau'r pellter trosglwyddo;Rheoli rhyngwyneb electrolyt solet positif a negyddol i leihau rhwystriant.
(1) ychwanegion electrolyt
Yn gyffredinol, mae defnyddio ychwanegion swyddogaethol yn un o'r ffyrdd mwyaf effeithiol ac economaidd o wella perfformiad tymheredd isel y batri a helpu i ffurfio'r ffilm SEI delfrydol.Ar hyn o bryd, y prif fathau o ychwanegion yw ychwanegion sy'n seiliedig ar isocyanad, ychwanegion sy'n seiliedig ar sylffwr, ychwanegion hylif ïonig ac ychwanegion halen lithiwm anorganig.
Er enghraifft, dimethyl sulfite (DMS) ychwanegion seiliedig ar sylffwr, gyda gweithgaredd lleihau priodol, ac oherwydd ei gynhyrchion lleihau a rhwymo ïon lithiwm yn wannach na sylffad finyl (DTD), bydd lliniaru'r defnydd o ychwanegion organig yn cynyddu rhwystriant rhyngwyneb, i adeiladu a dargludedd ïonig mwy sefydlog a gwell y ffilm rhyngwyneb electrod negyddol.Mae gan yr esters sylffit a gynrychiolir gan sylffit dimethyl (DMS) gysondeb dielectrig uchel ac ystod tymheredd gweithredu eang.
(2) Hydoddydd yr electrolyte
Yr electrolyte batri lithiwm-ion traddodiadol yw hydoddi 1 mol o hexafluorophosphate lithiwm (LiPF6) i doddydd cymysg, megis EC, PC, VC, DMC, methyl ethyl carbonad (EMC) neu ddiethyl carbonad (DEC), lle mae cyfansoddiad y bydd y toddydd, y pwynt toddi, cyson dielectrig, gludedd a chydnawsedd â halen lithiwm yn effeithio'n ddifrifol ar dymheredd gweithredu'r batri.Ar hyn o bryd, mae'r electrolyte masnachol yn hawdd i'w gadarnhau pan gaiff ei gymhwyso i'r amgylchedd tymheredd isel o -20 ℃ ac is, mae'r cysonyn dielectrig isel yn ei gwneud hi'n anodd daduno'r halen lithiwm, ac mae'r gludedd yn rhy uchel i wneud y batri ymwrthedd mewnol ac isel. llwyfan foltedd.Gall batris lithiwm-ion gael gwell perfformiad tymheredd isel trwy optimeiddio'r gymhareb hydoddydd bresennol, megis trwy optimeiddio'r ffurfiad electrolyte (EC: PC: EMC = 1: 2: 7) fel bod gan electrod negyddol TiO2(B) / graphene A. cynhwysedd o ~ 240 mA h g-1 ar -20 ℃ a dwysedd cerrynt 0.1 A g-1.Neu ddatblygu toddyddion electrolyt tymheredd isel newydd.Mae perfformiad gwael batris lithiwm-ion ar dymheredd isel yn ymwneud yn bennaf â dadfeddiant araf Li + yn ystod y broses o ymgorffori Li + yn y deunydd electrod.Gellir dewis sylweddau ag egni rhwymol isel rhwng Li + a moleciwlau toddyddion, megis 1, 3-dioxopentylene (DIOX), a defnyddir titanate lithiwm nanoscale fel y deunydd electrod i gydosod y prawf batri i wneud iawn am gyfernod trylediad llai y deunydd electrod ar dymheredd uwch-isel, er mwyn cyflawni gwell perfformiad tymheredd isel.
(3) halen lithiwm
Ar hyn o bryd, mae gan yr ïon LiPF6 masnachol ddargludedd uchel, gofynion lleithder uchel yn yr amgylchedd, sefydlogrwydd thermol gwael, ac mae nwyon drwg fel HF mewn adwaith dŵr yn hawdd i achosi peryglon diogelwch.Mae'r ffilm electrolyt solet a gynhyrchir gan borate difluoroxalate lithiwm (LiODFB) yn ddigon sefydlog ac mae ganddi berfformiad tymheredd isel gwell a pherfformiad cyfradd uwch.Mae hyn oherwydd bod gan LiODFB fanteision borate lithiwm dioxalate (LiBOB) a LiBF4.
3. Crynodeb
Bydd perfformiad tymheredd isel batris lithiwm-ion yn cael ei effeithio gan lawer o agweddau megis deunyddiau electrod ac electrolytau.Gall gwelliant cynhwysfawr o safbwyntiau lluosog megis deunyddiau electrod ac electrolyt hyrwyddo cymhwyso a datblygu batris lithiwm-ion, ac mae'r posibilrwydd o gymhwyso batris lithiwm yn dda, ond mae angen datblygu a pherffeithio'r dechnoleg mewn ymchwil bellach.
Amser post: Gorff-27-2023