Gyda datblygiad cyflym cerbydau trydan ledled y byd, mae maint y farchnad cerbydau trydan wedi cyrraedd $1 triliwn yn 2020 a bydd yn parhau i dyfu ar gyfradd o fwy nag 20% y flwyddyn yn y dyfodol. Felly, cerbydau trydan fel prif ddull cludo, bydd y gofynion perfformiad ar gyfer batris pŵer yn gynyddol uchel, ac ni ddylid anwybyddu effaith pydredd batri ar berfformiad batri pŵer mewn amgylcheddau tymheredd isel. Y prif resymau dros bydredd batri mewn amgylcheddau tymheredd isel yw: Yn gyntaf, mae'r tymheredd isel yn effeithio ar wrthwynebiad mewnol bach y batri, mae'r ardal trylediad thermol yn fawr, ac mae ymwrthedd mewnol y batri yn cynyddu. Yn ail, mae'r batri y tu mewn a'r tu allan i'r gallu trosglwyddo tâl yn wael, bydd yr anffurfiad batri yn digwydd pan fydd y polareiddio anghildroadwy lleol. Yn drydydd, mae tymheredd isel y symudiad moleciwlaidd electrolyte yn araf ac yn anodd ei wasgaru mewn pryd pan fydd y tymheredd yn codi. Felly, mae pydredd batri tymheredd isel yn ddifrifol, gan arwain at ddiraddio perfformiad batri difrifol.
1 、 Statws technoleg batri tymheredd isel
Mae gofynion perfformiad technegol a materol batris pŵer lithiwm-ion a baratowyd ar dymheredd isel yn uchel. Mae dirywiad perfformiad difrifol batri pŵer lithiwm-ion mewn amgylchedd tymheredd isel oherwydd y cynnydd mewn ymwrthedd mewnol, sy'n arwain at anhawster trylediad electrolyte a bywyd cylchred celloedd byrrach. Felly, mae'r ymchwil ar dechnoleg batri pŵer tymheredd isel wedi gwneud rhywfaint o gynnydd yn y blynyddoedd diwethaf. Mae gan fatris lithiwm-ion tymheredd uchel traddodiadol berfformiad tymheredd uchel gwael, ac mae eu perfformiad yn dal i fod yn ansefydlog o dan amodau tymheredd isel; nifer fawr o gelloedd tymheredd isel, gallu isel, a pherfformiad beicio tymheredd isel gwael; mae polareiddio yn sylweddol gryfach ar dymheredd isel nag ar dymheredd uchel; mae mwy o gludedd electrolyte ar dymheredd isel yn arwain at ostyngiad yn nifer y cylchoedd gwefru/rhyddhau; llai o ddiogelwch celloedd a llai o fywyd batri ar dymheredd isel; a llai o berfformiad yn cael ei ddefnyddio ar dymheredd isel. Yn ogystal, mae bywyd beicio byr y batri ar dymheredd isel a risgiau diogelwch celloedd tymheredd isel wedi cyflwyno gofynion newydd ar gyfer diogelwch batris pŵer. Felly, mae datblygu deunyddiau batri pŵer sefydlog, diogel, dibynadwy a bywyd hir ar gyfer amgylcheddau tymheredd isel yn ffocws ymchwil ar fatris lithiwm-ion tymheredd isel. Ar hyn o bryd, mae yna nifer o ddeunyddiau batri lithiwm-ion tymheredd isel: (1) deunyddiau anod metel lithiwm: defnyddir metel lithiwm yn eang mewn cerbydau trydan oherwydd ei sefydlogrwydd cemegol uchel, dargludedd trydanol uchel a pherfformiad tâl a rhyddhau tymheredd isel; (2) defnyddir deunyddiau anod carbon yn eang mewn cerbydau trydan oherwydd eu gwrthiant gwres da, perfformiad beicio tymheredd isel, dargludedd trydanol isel a bywyd beicio tymheredd isel ar dymheredd isel; (3) defnyddir deunyddiau anod carbon yn eang mewn cerbydau trydan oherwydd eu gwrthiant gwres da, perfformiad beicio tymheredd isel, dargludedd trydanol isel a bywyd beicio tymheredd isel. mewn; (3) mae gan electrolytau organig berfformiad da ar dymheredd isel; (4) electrolytau polymer: mae cadwyni moleciwlaidd polymer yn gymharol fyr ac mae ganddynt affinedd uchel; (5) deunyddiau anorganig: mae gan bolymerau anorganig baramedrau perfformiad da (dargludedd) a chydnawsedd da rhwng gweithgaredd electrolyte; (6) ocsidau metel yn llai; (7) deunyddiau anorganig: polymerau anorganig, ac ati.
2 、 Effaith amgylchedd tymheredd isel ar batri lithiwm
Mae bywyd beicio batris lithiwm yn dibynnu'n bennaf ar y broses ryddhau, tra bod tymheredd isel yn ffactor sy'n cael mwy o effaith ar fywyd cynhyrchion lithiwm. Fel arfer, o dan amgylchedd tymheredd isel, bydd wyneb y batri yn cael ei newid fesul cam gan achosi difrod i'r strwythur arwyneb, ynghyd â lleihau cynhwysedd a chynhwysedd celloedd. O dan amodau tymheredd uchel, cynhyrchir nwy yn y gell, a fydd yn cyflymu trylediad thermol; o dan dymheredd isel, ni ellir rhyddhau nwy mewn pryd, gan gyflymu newid cyfnod hylif batri; po isaf yw'r tymheredd, y mwyaf o nwy sy'n cael ei gynhyrchu a'r arafach yw'r newid cyfnod o hylif batri. Felly, mae newid deunydd mewnol y batri yn fwy llym a chymhleth o dan dymheredd isel, ac mae'n haws cynhyrchu nwyon a solidau y tu mewn i ddeunydd y batri; ar yr un pryd, bydd y tymheredd isel yn arwain at gyfres o adweithiau dinistriol megis torri bond cemegol anghildroadwy ar y rhyngwyneb rhwng y deunydd catod a'r electrolyte; bydd hefyd yn arwain at leihau hunan-gynulliad electrolyte a bywyd beicio; bydd y gallu trosglwyddo tâl ïon lithiwm i'r electrolyt yn cael ei leihau; bydd y broses codi tâl a rhyddhau yn achosi cyfres o adweithiau cadwyn megis ffenomen polareiddio yn ystod trosglwyddo tâl ïon lithiwm, pydredd capasiti batri a rhyddhau straen mewnol, sy'n effeithio ar fywyd beicio a dwysedd ynni batris ïon lithiwm a swyddogaethau eraill. Po isaf yw'r tymheredd ar dymheredd isel, y mwyaf dwys a chymhleth yw'r adweithiau dinistriol amrywiol megis adwaith rhydocs ar wyneb y batri, trylediad thermol, newid cyfnod y tu mewn i'r gell a hyd yn oed dinistr llwyr, bydd yn ei dro yn sbarduno cyfres o adweithiau cadwyn fel electrolyte. hunan-gynulliad, yr arafach yw'r cyflymder adwaith, y mwyaf difrifol yw'r dirywiad cynhwysedd batri, a'r tlotaf yw'r gallu mudo tâl ïon lithiwm ar dymheredd uchel.
3 、 Tymheredd isel ar gynnydd rhagolygon ymchwil technoleg batri lithiwm
Yn yr amgylchedd tymheredd isel, bydd diogelwch, bywyd beicio a sefydlogrwydd tymheredd celloedd y batri yn cael eu heffeithio, ac ni ellir anwybyddu effaith tymheredd isel ar fywyd batris lithiwm. Ar hyn o bryd, mae ymchwil a datblygu technoleg batri pŵer tymheredd isel gan ddefnyddio diaffram, electrolyte, deunyddiau electrod positif a negyddol a dulliau eraill wedi gwneud rhywfaint o gynnydd. Yn y dyfodol, dylid gwella datblygiad technoleg batri lithiwm tymheredd isel o'r agweddau canlynol: (1) datblygu system ddeunydd batri lithiwm gyda dwysedd ynni uchel, bywyd hir, gwanhad isel, maint bach a chost isel ar dymheredd isel ; (2) gwelliant parhaus o reolaeth gwrthiant mewnol batri trwy ddylunio strwythurol a thechnoleg paratoi deunyddiau; (3) wrth ddatblygu system batri lithiwm gallu uchel, cost isel, dylid rhoi sylw i ychwanegion electrolyte, ïon lithiwm ac anod a rhyngwyneb catod a deunydd gweithredol mewnol a dylanwad ffactorau allweddol eraill; (4) gwella perfformiad cylch batri (tâl a rhyddhau ynni penodol), sefydlogrwydd thermol y batri mewn amgylchedd tymheredd isel, diogelwch batris lithiwm mewn amgylchedd tymheredd isel a chyfeiriad datblygu technoleg batri arall; (5) datblygu perfformiad diogelwch uchel, datrysiadau system batri pŵer cost uchel a chost isel mewn amodau tymheredd isel; (6) datblygu cynhyrchion tymheredd isel sy'n gysylltiedig â batri a hyrwyddo eu cymhwysiad; (7) datblygu deunyddiau batri perfformiad isel sy'n gwrthsefyll tymheredd isel a thechnoleg dyfais.
Wrth gwrs, yn ychwanegol at y cyfarwyddiadau ymchwil uchod, mae yna hefyd lawer o gyfarwyddiadau ymchwil i wella perfformiad batri ymhellach o dan amodau tymheredd isel, gwella dwysedd ynni batris tymheredd isel, lleihau diraddiad batri mewn amgylcheddau tymheredd isel, ymestyn bywyd batri ac ymchwil arall cynnydd; ond y mater pwysicaf yw sut i gyflawni perfformiad uchel, diogelwch uchel, cost isel, ystod uchel, bywyd hir a chost isel masnacheiddio batris o dan amodau tymheredd isel yw'r presennol Mae angen i'r ymchwil ganolbwyntio ar dorri trwodd a datrys y broblem.
Amser postio: Tachwedd-22-2022