Niyə litium batareya tutumu qışda azalır

Niyə litium batareya tutumu qışda azalır

Niyə litium batareya tutumu qışda azalır?

  Litium-ion batareyaları bazara çıxdıqdan sonra uzun ömür müddəti, böyük xüsusi tutum və yaddaş effektinin olmaması kimi üstünlüklərinə görə geniş istifadə olunur. Litium-ion batareyaların aşağı temperaturda istifadəsi aşağı tutum, ciddi zəifləmə, zəif dövr sürəti performansı, aşkar litium təkamülü və balanssız litiumun çıxarılması və daxil edilməsi kimi problemlər yaradır. Bununla belə, tətbiq sahələrinin davamlı genişlənməsi ilə litium-ion batareyaların aşağı temperaturda zəif performansının gətirdiyi məhdudiyyətlər getdikcə daha aydın görünür.

Litium-ion batareyaları bazara girdiyindən, uzun ömür, böyük xüsusi tutum və yaddaş effektinin olmaması kimi üstünlükləri səbəbindən geniş istifadə olunur. Aşağı temperaturda istifadə olunan litium-ion batareyalarında aşağı tutum, ciddi zəifləmə, zəif dövr sürəti performansı, aşkar litium yağıntısı və balanssız litium deinterkalasiya və deinterkalasiya kimi problemlər var. Bununla belə, tətbiq sahələri genişlənməyə davam etdikcə, litium-ion batareyalarının aşağı temperaturda zəif performansının səbəb olduğu məhdudiyyətlər getdikcə daha aydın görünür.

Hesabatlara görə, litium-ion batareyaların -20 ℃-də boşalma qabiliyyəti otaq temperaturunda olanın yalnız 31,5%-ni təşkil edir. Ənənəvi litium-ion batareyalar -20~+55 ℃ temperaturda işləyir. Bununla belə, aerokosmik, hərbi və elektrik nəqliyyat vasitələri kimi sahələrdə batareyanın -40 ℃ temperaturda normal işləməsi tələb olunur. Buna görə də, litium-ion batareyaların aşağı temperatur xüsusiyyətlərinin yaxşılaşdırılması böyük əhəmiyyət kəsb edir.

Məlumatlara görə, litium-ion batareyaların -20°C-də boşalma qabiliyyəti otaq temperaturunda olanın yalnız 31,5%-ni təşkil edir. Ənənəvi litium-ion batareyaların işləmə temperaturu -20 ~ + 55 ℃ arasındadır. Bununla belə, aerokosmik, hərbi sənaye, elektromobillər və digər sahələrdə akkumulyatorların -40°C-də normal işləməsi tələb olunur. Buna görə də, litium-ion batareyaların aşağı temperatur xüsusiyyətlərinin yaxşılaşdırılması böyük əhəmiyyət kəsb edir.

Litium-ion batareyalarının aşağı temperatur performansını məhdudlaşdıran amillər

Litium-ion batareyalarının aşağı temperatur performansını məhdudlaşdıran amillər

• Aşağı temperaturlu mühitlərdə elektrolitin viskozitesi artır və hətta qismən bərkiyir, bu da litium-ion batareyalarının keçiriciliyinin azalmasına səbəb olur.
• Aşağı temperaturlu mühitlərdə elektrolitin viskozitesi artır və hətta qismən bərkiyir, bu da litium-ion batareyalarının keçiriciliyinin azalmasına səbəb olur.
  
• Elektrolit, mənfi elektrod və ayırıcı arasında uyğunluq aşağı temperaturlu mühitlərdə pisləşir.
• Aşağı temperaturlu mühitlərdə elektrolit, mənfi elektrod və ayırıcı arasında uyğunluq pisləşir.
  
• Aşağı temperaturlu mühitlərdə litium-ion batareyalarının mənfi elektrodu güclü litium yağıntısına məruz qalır və çökmüş metal litium elektrolitlə reaksiya verir, nəticədə onun məhsullarının çökməsi və bərk elektrolit interfeysinin (SEI) qalınlığının artması ilə nəticələnir.
• Litium aşağı temperaturlu mühitlərdə litium-ion batareyalarının mənfi elektrodundan ciddi şəkildə çökür və çökmüş metal litium elektrolitlə reaksiya verir və məhsulun çökməsi bərk elektrolit interfeysinin (SEI) qalınlığının artmasına səbəb olur.
  
• Aşağı temperaturlu mühitlərdə aktiv material daxilində litium-ion batareyaların diffuziya sistemi azalır və yük ötürmə empedansı (Rct) əhəmiyyətli dərəcədə artır.
• Aşağı temperaturlu mühitlərdə litium-ion batareyaların aktiv materialı daxilində diffuziya sistemi azalır və yük ötürmə müqaviməti (Rct) əhəmiyyətli dərəcədə artır.
  

Litium-ion batareyalarının aşağı temperaturda işləməsinə təsir edən amillərin tədqiqi

Litium-ion batareyalarının aşağı temperatur performansına təsir edən amillərin müzakirəsi

Mütəxəssis rəyi 1: Elektrolit litium-ion batareyalarının aşağı temperatur performansına ən çox təsir göstərir və elektrolitin tərkibi və fiziki-kimyəvi xüsusiyyətləri batareyaların aşağı temperaturda işləməsinə mühüm təsir göstərir. Batareyaların aşağı temperaturda dövriyyəsi zamanı qarşılaşılan problem elektrolitin özlülüyünün artması, ion keçirmə sürətinin yavaşlaması və xarici dövrədə elektronların miqrasiya sürətinin uyğun gəlməməsidir, nəticədə batareyanın kəskin polarizasiyası və kəskin doldurma və boşaltma qabiliyyətinin azalması. Xüsusilə aşağı temperaturda şarj edildikdə, litium ionları mənfi elektrod səthində asanlıqla litium dendritləri əmələ gətirərək batareyanın sıradan çıxmasına səbəb ola bilər.

Mütəxəssis rəyi 1: Elektrolit litium-ion batareyalarının aşağı temperaturda işləməsinə ən çox təsir göstərir. Batareyaların aşağı temperaturda dönməsi ilə qarşılaşan problem, elektrolitin özlülüyünün artması və ion keçirmə sürətinin yavaşlamasıdır, nəticədə xarici dövrənin elektron miqrasiya sürətində uyğunsuzluq yaranır qütbləşəcək və yükləmə və boşaltma qabiliyyəti kəskin şəkildə azalacaq. Xüsusilə aşağı temperaturda şarj edildikdə, litium ionları mənfi elektrodun səthində asanlıqla litium dendritləri əmələ gətirərək batareyanın sıradan çıxmasına səbəb ola bilər.

Elektrolitin aşağı temperaturda işləməsi onun öz keçiriciliyi ilə sıx bağlıdır. Yüksək keçiriciliyə malik elektrolitlər ionları tez nəql edir və aşağı temperaturda daha çox tutum göstərə bilirlər. Elektrolitdə nə qədər çox litium duzları dissosiasiya olunursa, miqrasiya bir o qədər çox olur və keçiricilik bir o qədər yüksək olur. Keçiricilik nə qədər yüksək olarsa və ion keçirmə sürəti nə qədər yüksək olarsa, alınan polarizasiya bir o qədər kiçik olar və aşağı temperaturda batareyanın performansı bir o qədər yaxşı olar. Buna görə daha yüksək keçiricilik litium-ion batareyalarının aşağı temperaturda yaxşı işləməsinə nail olmaq üçün zəruri şərtdir.

Elektrolitin aşağı temperaturda işləməsi elektrolitin özünün keçiriciliyi ilə sıx bağlıdır. Elektrolitdə nə qədər çox litium duzları dissosiasiya olunarsa, miqrasiyaların sayı bir o qədər çox olar və keçiricilik bir o qədər yüksək olar. Keçiricilik yüksəkdir və ion keçirmə sürəti nə qədər sürətli olarsa, qütbləşmə bir o qədər kiçik olar və aşağı temperaturda batareyanın performansı bir o qədər yaxşı olar. Buna görə də, daha yüksək elektrik keçiriciliyi litium-ion batareyalarının aşağı temperaturda yaxşı performansına nail olmaq üçün zəruri şərtdir.

Elektrolitin keçiriciliyi onun tərkibi ilə bağlıdır və həlledicinin özlülüyünün azaldılması elektrolitin keçiriciliyini yaxşılaşdıran yollardan biridir. Aşağı temperaturda həlledicilərin yaxşı axıcılığı ionların daşınması üçün zəmanətdir və aşağı temperaturda mənfi elektrodda elektrolit tərəfindən əmələ gələn bərk elektrolit filmi də litium ionunun keçiriciliyinə təsir edən əsas amildir və RSEI litiumun əsas empedansıdır. aşağı temperaturlu mühitlərdə ion batareyaları.

Elektrolitin keçiriciliyi elektrolitin tərkibi ilə əlaqədardır. Aşağı temperaturda həlledicinin yaxşı axıcılığı ionların daşınmasını təmin edir və aşağı temperaturda mənfi elektrodda elektrolit tərəfindən əmələ gələn bərk elektrolit filmi də litium-ion keçiriciliyinə təsir edən açardır və RSEI litium-ion batareyalarının əsas empedansıdır. aşağı temperaturlu mühitlərdə.

Mütəxəssis 2: Litium-ion batareyalarının aşağı temperatur performansını məhdudlaşdıran əsas amil SEI membranından çox, aşağı temperaturda sürətlə artan Li+diffuziya empedansıdır.

Ekspert 2: Litium-ion batareyalarının aşağı temperatur performansını məhdudlaşdıran əsas amil SEI filmi deyil, aşağı temperaturda Li+ diffuziya müqavimətinin kəskin artmasıdır.

Litium-ion batareyaları üçün müsbət elektrod materiallarının aşağı temperatur xüsusiyyətləri

Litium-ion batareya katod materiallarının aşağı temperatur xüsusiyyətləri

1. Laylı müsbət elektrod materiallarının aşağı temperatur xüsusiyyətləri

1. Laylı struktur katod materiallarının aşağı temperatur xüsusiyyətləri

Birölçülü litium-ion diffuziya kanalları ilə müqayisədə misilsiz sürət performansı və üçölçülü kanalların struktur sabitliyi ilə laylı struktur, litium-ion batareyaları üçün ticari olaraq mövcud olan ən erkən müsbət elektrod materialıdır. Onun nümayəndəsi maddələrinə LiCoO2, Li (Co1 xNix) O2 və Li (Ni, Co, Mn) O2 daxildir.

Qatlı struktur yalnız bir ölçülü litium-ion diffuziya kanallarının misilsiz sürət performansına malik deyil, həm də üçölçülü kanalların struktur sabitliyinə malikdir. Onun nümayəndəsi maddələrinə LiCoO2, Li(Co1-xNix)O2 və Li(Ni,Co,Mn)O2 və s.

Xie Xiaohua və başqaları. LiCoO2/MCMB tədqiq etmiş və onun aşağı temperaturda doldurma və boşaltma xüsusiyyətlərini sınaqdan keçirmişdir.

Xie Xiaohua və başqaları tədqiqat obyekti kimi LiCoO2/MCMB-dən istifadə etdilər və onun aşağı temperaturda yükləmə və boşalma xüsusiyyətlərini sınaqdan keçirdilər.

Nəticələr göstərdi ki, temperatur azaldıqca axıdma platosu 3,762V (0 ℃)-dən 3,207 V (-30 ℃)-ə qədər azalıb; Ümumi batareya tutumu da 78,98 mA · saatdan (0 ℃) 68,55 mA · saata (-30 ℃) qədər kəskin şəkildə azalıb.

Nəticələr göstərir ki, temperatur azaldıqca onun boşalma platforması 3,762V (0℃)-dan 3,207V (–30℃)-a düşür; onun ümumi batareya tutumu da 78,98mA·saatdan (0℃) 68,55mA·saata düşür; (-30°C).

2. Şpinel strukturlu katod materiallarının aşağı temperatur xüsusiyyətləri

2. Şpinel strukturunun katod materiallarının aşağı temperatur xüsusiyyətləri

Şpinel strukturlu LiMn2O4 katod materialı Co elementinin olmaması səbəbindən aşağı qiymət və toksik olmayan üstünlüklərə malikdir.

Spinel strukturu LiMn2O4 katod materialında Co elementi yoxdur, ona görə də aşağı qiymət və toksiklik üstünlüklərinə malikdir.

Bununla belə, Mn-nin dəyişən valentlik halları və Mn3+-ın Jahn Teller effekti bu komponentin struktur qeyri-sabitliyi və zəif geri dönmə qabiliyyəti ilə nəticələnir.

Bununla belə, Mn-nin dəyişən valentlik vəziyyəti və Mn3+-nın Jahn-Teller effekti bu komponentin struktur qeyri-sabitliyinə və zəif geri dönmə qabiliyyətinə gətirib çıxarır.

Peng Zhengshun et al. müxtəlif hazırlıq üsullarının LiMn2O4 katod materiallarının elektrokimyəvi göstəricilərinə böyük təsir göstərdiyini qeyd etdi. Nümunə olaraq Rct-i götürün: yüksək temperaturda bərk faza üsulu ilə sintez edilən LiMn2O4-ün Rct-si sol gel üsulu ilə sintez ediləndən xeyli yüksəkdir və bu hadisə litium-ion diffuziya əmsalında da əks olunur. Bunun əsas səbəbi müxtəlif sintez üsullarının məhsulların kristallığına və morfologiyasına əhəmiyyətli təsir göstərməsidir.

Peng Zhengshun və digərləri qeyd etdilər ki, müxtəlif hazırlıq üsulları LiMn2O4 katod materiallarının elektrokimyəvi performansına daha çox təsir göstərir: yüksək temperaturda bərk faza üsulu ilə sintez edilən LiMn2O4-ün Rct-si sintez ediləndən əhəmiyyətli dərəcədə yüksəkdir. sol-gel üsulu ilə və bu hadisə litium ionlarında baş verir, həmçinin diffuziya əmsalında əks olunur. Səbəb əsasən müxtəlif sintez üsullarının məhsulun kristallığına və morfologiyasına daha çox təsir etməsidir.

3. Fosfat sisteminin katod materiallarının aşağı temperatur xüsusiyyətləri

3. Fosfat sisteminin katod materiallarının aşağı temperatur xüsusiyyətləri

LiFePO4, üçlü materiallarla birlikdə, əla həcm sabitliyi və təhlükəsizliyi sayəsində güc batareyaları üçün əsas müsbət elektrod materialına çevrildi. 

Spinel strukturu LiMn2O4 katod materialında Co elementi yoxdur, ona görə də aşağı qiymət və toksiklik üstünlüklərinə malikdir.

Litium dəmir fosfatın aşağı temperaturda zəif işləməsi əsasən onun materialının izolyator olması, aşağı elektron keçiriciliyi, zəif litium ion diffuziyası və aşağı temperaturda zəif keçiriciliyi ilə bağlıdır ki, bu da batareyanın daxili müqavimətini artırır və qütbləşmədən çox təsirlənir. , batareyanın doldurulmasına və boşalmasına mane olur, nəticədə qeyri-qənaətbəxş aşağı temperatur performansı.

Mükəmməl həcm sabitliyi və təhlükəsizliyi sayəsində LiFePO4 üçlü materiallarla birlikdə enerji batareyaları üçün cari katod materiallarının əsas orqanına çevrilmişdir. Litium dəmir fosfatın aşağı temperaturda zəif işləməsi, əsasən, materialın özünün aşağı elektron keçiriciliyi, zəif litium ion diffuziyası və aşağı temperaturda zəif keçiriciliyi olan bir izolyator olmasıdır ki, bu da batareyanın daxili müqavimətini artırır və batareyanın daxili müqavimətini artırır. qütbləşmə batareyanın doldurulması və boşalması bloklanır, buna görə də aşağı temperatur Performans ideal deyil.

Aşağı temperaturda LiFePO4-ün yük və boşalma davranışını öyrənərkən Gu Yijie et al. müəyyən etdi ki, onun kulon səmərəliliyi 55 ℃-də 100%-dən 0 ℃-də 96%-ə və -20 ℃-də 64%-ə qədər azalıb; Boşaltma gərginliyi 55 ℃-də 3,11V-dən -20 ℃-də 2,62V-ə qədər azalır.

Gu Yijie və başqaları aşağı temperaturda LiFePO4-ün yük və boşalma davranışını tədqiq etdikdə, onun Coulomb effektivliyinin 55°C-də 100%-dən 0°C-də 96%-ə və -20°C-də 64%-ə düşdüyünü aşkar etdilər Boşaltma gərginliyi 55°C-də 3.11V-dən -20°C-də 2.62V-ə qədər azalır.

Xing və başqaları. nanokarbondan istifadə edərək LiFePO4-ü dəyişdirdi və aşkar etdi ki, nanokarbon keçirici maddələrin əlavə edilməsi LiFePO4-ün elektrokimyəvi göstəricilərinin temperatura həssaslığını azaldıb və aşağı temperaturda performansını yaxşılaşdırıb; Dəyişdirilmiş LiFePO4-ün boşalma gərginliyi 25 ℃-də 3,40V-dən -25 ℃-də 3,09V-ə qədər, cəmi 9,12% azalıb; Batareyanın səmərəliliyi -25 ℃-də 57,3%, nanokarbon keçirici maddələr olmadan 53,4% -dən yüksəkdir.

Xing və başqaları LiFePO4-ü dəyişdirmək üçün nanokarbondan istifadə etdilər və nanokarbon keçirici agenti əlavə etdikdən sonra LiFePO4-ün elektrokimyəvi xüsusiyyətlərinin temperatura daha az həssas olduğunu və modifikasiyadan sonra aşağı temperatur performansının yaxşılaşdığını, LiFePO4-ün boşalma gərginliyinin 3.40-dan 3.40-a yüksəldiyini aşkar etdilər 25 ° C-də V -25 ° C-də 3.09V-a düşdü, yalnız 9.12% azaldı və nanokarbon keçiricisi olmadan -25 ° C-də batareyanın səmərəliliyi 53.4% ​​-dən yüksək oldu.

Son zamanlar LiMnPO4 insanlar arasında böyük maraq doğurub. Tədqiqatlar LiMnPO4-ün yüksək potensial (4.1V), çirklənməməsi, aşağı qiymət və böyük xüsusi tutum (170mAh/g) kimi üstünlüklərə malik olduğunu aşkar edib. Bununla belə, LiMnPO4-ün LiFePO4 ilə müqayisədə daha aşağı ion keçiriciliyinə görə, praktikada LiMn0.8Fe0.2PO4 bərk məhlullarını yaratmaq üçün Fe tez-tez Mn-ni qismən əvəz etmək üçün istifadə olunur.

Son zamanlar LiMnPO4 böyük marağa səbəb olmuşdur. Tədqiqatlar göstərmişdir ki, LiMnPO4 yüksək potensial (4.1V), heç bir çirklənmə, aşağı qiymət və böyük xüsusi tutum (170mAh/g) üstünlüklərinə malikdir. Bununla belə, LiMnPO4-ün LiFePO4-dən daha aşağı ion keçiriciliyinə görə, Fe tez-tez LiMn0.8Fe0.2PO4 bərk məhlulu yaratmaq üçün praktikada Mn-ni qismən əvəz etmək üçün istifadə olunur.

Litium-ion batareyaları üçün mənfi elektrod materiallarının aşağı temperatur xüsusiyyətləri

Litium-ion batareya anod materiallarının aşağı temperatur xüsusiyyətləri

Müsbət elektrod materialları ilə müqayisədə, litium-ion batareyalarda mənfi elektrod materiallarının aşağı temperaturda deqradasiyası fenomeni əsasən aşağıdakı üç səbəbə görə daha şiddətlidir:

Katod materialları ilə müqayisədə, litium-ion batareya anod materiallarının aşağı temperaturda pisləşməsi üç əsas səbəbə malikdir:

• Aşağı temperaturda yüksək sürətli şarj və boşalma zamanı batareyanın polarizasiyası şiddətlidir və mənfi elektrod səthində çox miqdarda litium metal yataqları və litium metal və elektrolit arasındakı reaksiya məhsulları ümumiyyətlə keçiriciliyə malik deyil;
• Aşağı temperaturda və yüksək sürətlə şarj və boşaldarkən, batareya ciddi şəkildə qütbləşir və mənfi elektrodun səthində çox miqdarda metal litium yatırılır və metal litium və elektrolit arasındakı reaksiya məhsulu ümumiyyətlə keçirici deyil;
  
• Termodinamik nöqteyi-nəzərdən elektrolit mənfi elektrod materialları ilə reaksiya verə bilən C-O və C-N kimi çoxlu sayda qütb qruplarını ehtiva edir, nəticədə aşağı temperatur təsirlərinə daha çox həssas olan SEI filmləri yaranır;
• Termodinamik nöqteyi-nəzərdən elektrolitdə anod materialı ilə reaksiya verə bilən C–O və C–N kimi çoxlu qütb qrupları var və əmələ gələn SEI filmi aşağı temperatura daha çox həssasdır;
  
• Aşağı temperaturda litiumun karbon mənfi elektrodlarına yerləşdirilməsi çətindir, nəticədə asimmetrik doldurulma və boşalma baş verir.
• Aşağı temperaturda karbon mənfi elektrodlar üçün litium daxil etmək çətindir və yük və boşalmada asimmetriya var.
  

Aşağı temperaturlu elektrolitlər üzrə tədqiqatlar

Aşağı temperaturlu elektrolit üzərində tədqiqat

Elektrolit litium-ion batareyalarda Li+ ötürülməsində rol oynayır və onun ion keçiriciliyi və SEI film əmələ gəlməsi performansı batareyanın aşağı temperatur performansına əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir. Aşağı temperaturlu elektrolitlərin keyfiyyətini qiymətləndirmək üçün üç əsas göstərici var: ion keçiriciliyi, elektrokimyəvi pəncərə və elektrod reaksiya aktivliyi. Bu üç göstəricinin səviyyəsi əsasən onların tərkib materiallarından asılıdır: həlledicilər, elektrolitlər (litium duzları) və əlavələr. Buna görə də, elektrolitin müxtəlif hissələrinin aşağı temperatur göstəricilərinin öyrənilməsi batareyaların aşağı temperaturda işini başa düşmək və yaxşılaşdırmaq üçün böyük əhəmiyyət kəsb edir.

Elektrolit litium-ion akkumulyatorlarda Li+ daşınmasında rol oynayır və onun ion keçiriciliyi və SEI film əmələ gətirən xassələri batareyanın aşağı temperatur performansına əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir. Aşağı temperaturlu elektrolitlərin keyfiyyətini qiymətləndirmək üçün üç əsas göstərici var: ion keçiriciliyi, elektrokimyəvi pəncərə və elektrod reaktivliyi. Bu üç göstəricinin səviyyələri böyük ölçüdə onların tərkib materiallarından asılıdır: həlledici, elektrolit (litium duzu) və əlavələr. Buna görə də, elektrolitin müxtəlif hissələrinin aşağı temperatur xüsusiyyətlərinin öyrənilməsi batareyanın aşağı temperaturda işini başa düşmək və yaxşılaşdırmaq üçün böyük əhəmiyyət kəsb edir.

• Zəncirli karbonatlarla müqayisədə EC əsaslı elektrolitlər yığcam quruluşa, yüksək qarşılıqlı təsir gücünə, daha yüksək ərimə nöqtəsinə və özlülüyünə malikdir. Bununla belə, dairəvi quruluşun gətirdiyi böyük polarite tez-tez yüksək dielektrik sabitliyə səbəb olur. EC həlledicilərinin yüksək dielektrik davamlılığı, yüksək ion keçiriciliyi və mükəmməl film əmələ gətirmə performansı həlledici molekulların birgə daxil edilməsini effektiv şəkildə qarşısını alır və onları əvəzolunmaz edir. Buna görə də, ən çox istifadə olunan aşağı temperaturlu elektrolit sistemləri EC-yə əsaslanır və aşağı ərimə nöqtəsi olan kiçik molekullu həlledicilərlə qarışdırılır.
• Zəncirli karbonatlarla müqayisədə, EC əsaslı elektrolitlərin aşağı temperatur xüsusiyyətləri ondan ibarətdir ki, siklik karbonatlar sıx bir quruluşa, güclü qüvvəyə və daha yüksək ərimə nöqtəsinə və özlülüyünə malikdir. Bununla belə, üzük quruluşunun gətirdiyi böyük polarite tez-tez onu böyük bir dielektrik sabitliyə sahib edir. EC həlledicilərinin böyük dielektrik sabiti, yüksək ion keçiriciliyi və mükəmməl film əmələ gətirmə xüsusiyyətləri həlledici molekulların birgə daxil edilməsini effektiv şəkildə maneə törədir, buna görə də ən çox istifadə olunan aşağı temperaturlu elektrolit sistemləri EC-yə əsaslanır və sonra Kiçik qarışdırılır aşağı ərimə nöqtəsi olan molekul həlledici.
  
• Litium duzları elektrolitlərin mühüm tərkib hissəsidir. Elektrolitlərdəki litium duzları məhlulun ion keçiriciliyini yaxşılaşdırmaqla yanaşı, məhlulda Li+-nın diffuziya məsafəsini də azalda bilər. Ümumiyyətlə, məhlulda Li+ konsentrasiyası nə qədər yüksək olarsa, onun ion keçiriciliyi bir o qədər yüksək olar. Bununla belə, elektrolitdə litium ionlarının konsentrasiyası litium duzlarının konsentrasiyası ilə xətti olaraq korrelyasiya olunmur, əksinə parabolik forma nümayiş etdirir. Çünki həlledicidə litium ionlarının konsentrasiyası həlledicidə litium duzlarının dissosiasiya və assosiasiyasının gücündən asılıdır.

• Litium duzu elektrolitin mühüm tərkib hissəsidir. Elektrolitdəki litium duzu nəinki məhlulun ion keçiriciliyini artıra bilər, həm də məhlulda Li+ diffuziya məsafəsini azalda bilər. Ümumiyyətlə, məhlulda Li+ konsentrasiyası nə qədər çox olarsa, onun ion keçiriciliyi də bir o qədər yüksək olar. Bununla belə, elektrolitdəki litium ionunun konsentrasiyası litium duzunun konsentrasiyası ilə xətti olaraq əlaqəli deyil, parabolikdir. Çünki həlledicidə litium ionlarının konsentrasiyası həlledicidə litium duzunun dissosiasiya və assosiasiyasının gücündən asılıdır.

  
  

Aşağı temperaturlu elektrolitlər üzrə tədqiqatlar

Aşağı temperaturlu elektrolit üzərində tədqiqat

Batareyanın tərkibinə əlavə olaraq, praktiki əməliyyatda proses amilləri də batareyanın işinə əhəmiyyətli təsir göstərə bilər.

Batareyanın tərkibinə əlavə olaraq, faktiki əməliyyatda proses amilləri də batareyanın işinə böyük təsir göstərəcəkdir.

(1) Hazırlıq prosesi. Yaqub və b. elektrod yükünün və örtük qalınlığının LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2/Qrafit akkumulyatorlarının aşağı temperatur performansına təsirini öyrənmiş və müəyyən etmişdir ki, tutumun saxlanması baxımından elektrod yükü nə qədər kiçik olarsa və örtük təbəqəsi nə qədər incə olarsa, bir o qədər yaxşı olar. aşağı temperatur performansı.

(1) Hazırlıq prosesi. Yaqub və başqaları elektrod yükünün və örtük qalınlığının LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2/Qrafit batareyalarının aşağı temperatur performansına təsirini tədqiq etmiş və aşkar etmişlər ki, tutumun saxlanması baxımından elektrod yükü nə qədər azdır və örtük təbəqəsi bir o qədər incədir. , aşağı temperaturda performans daha yaxşıdır.

(2) Doldurma və boşalma vəziyyəti. Petzl və başqaları. aşağı temperaturun doldurulması və boşaldılması şərtlərinin batareyaların dövriyyə müddətinə təsirini öyrənmiş və müəyyən etmişdir ki, boşalma dərinliyi böyük olduqda, bu, əhəmiyyətli tutum itkisinə səbəb olacaq və dövrün ömrünü azaldır.

(2) Doldurma və boşaltma vəziyyəti. Petzl və digərləri aşağı temperaturun doldurulması və boşaldılması vəziyyətlərinin akkumulyator dövriyyəsinə təsirini araşdırıb və aşkar ediblər ki, boşalma dərinliyi böyük olduqda, daha çox tutum itkisinə səbəb olacaq və dövriyyənin ömrünü azaldır.

(3) Digər amillər. Səth sahəsi, məsamə ölçüsü, elektrod sıxlığı, elektrod və elektrolit arasındakı ıslanma qabiliyyəti və ayırıcı hamısı litium-ion batareyalarının aşağı temperatur performansına təsir göstərir. Bundan əlavə, material və texnoloji qüsurların batareyaların aşağı temperaturda işləməsinə təsiri göz ardı edilə bilməz.

(3) Digər amillər. Səth sahəsi, məsamə ölçüsü, elektrodun elektrod sıxlığı, elektrodun və elektrolitin nəmləndirilməsi və ayırıcı hamısı litium-ion batareyalarının aşağı temperatur performansına təsir göstərir. Bundan əlavə, materialların və proseslərdəki qüsurların batareyaların aşağı temperaturda işləməsinə təsirini nəzərə almamaq olmaz.

Xülasə

Ümumiləşdirin

Litium-ion batareyalarının aşağı temperaturda işləməsini təmin etmək üçün aşağıdakı məqamları yaxşı yerinə yetirmək lazımdır:

(1) nazik və sıx SEI filminin formalaşdırılması;

(2) Li+-nın aktiv maddədə yüksək diffuziya əmsalına malik olmasını təmin edin;

(3) Elektrolitlər aşağı temperaturda yüksək ion keçiriciliyinə malikdirlər.

Bundan əlavə, tədqiqat fərqli bir yanaşma tətbiq edə və başqa bir litium-ion batareya növünə - bütün bərk hallı litium-ion batareyalara diqqət yetirə bilər. Adi litium-ion batareyalarla müqayisədə, bütün bərk hallı litium-ion batareyaların, xüsusən də bütün bərk hallı nazik filmli litium-ion batareyaların aşağı temperaturda istifadə olunan batareyaların tutumunun deqradasiyası və velosiped sürmə təhlükəsizliyi məsələlərini tamamilə həll edəcəyi gözlənilir.

Litium-ion batareyalarının aşağı temperaturda işləməsini təmin etmək üçün aşağıdakı məqamları yerinə yetirmək lazımdır:

(1) nazik və sıx SEI filmi əmələ gətirir;

(2) Li+-nın aktiv materialda böyük diffuziya əmsalına malik olmasını təmin edin;

(3) Elektrolit aşağı temperaturda yüksək ion keçiriciliyinə malikdir.

Bundan əlavə, tədqiqat başqa bir litium-ion batareya növünə diqqət yetirmək üçün başqa bir yol tapa bilər. Adi litium-ion batareyaları ilə müqayisədə, bütün bərk hallı litium-ion batareyaların, xüsusən də bütün bərk hallı nazik təbəqəli litium-ion batareyaların tutumun zəifləməsi problemini və istifadə olunan batareyaların dövriyyə təhlükəsizliyi problemlərini tamamilə həll edəcəyi gözlənilir. aşağı temperaturlar.