Бага температурт лити-ион батерейны гүйцэтгэл тийм ч тохиромжтой биш юм.Түгээмэл хэрэглэгддэг лити-ион батерейнууд -10 хэмд ажиллах үед тэдгээрийн хамгийн их цэнэг ба цэнэгийн хүчин чадал, терминалын хүчдэл нь ердийн температуртай харьцуулахад мэдэгдэхүйц багасна [6], цэнэгийн температур -20 хэм хүртэл буурах үед боломжит хүчин чадал нь багасах болно. Өрөөний температур 25 хэмд 1/3 хүртэл буурч, цэнэгийн температур бага байх үед зарим лити батерейг цэнэглэж, цэнэггүй болгож, "үхсэн зай" төлөвт ордог.
1, Бага температурт лити-ион батерейны шинж чанар
(1) Макроскоп
Бага температурт лити-ион батерейны онцлог өөрчлөлтүүд нь дараах байдалтай байна: температурын тасралтгүй бууралтаар омын эсэргүүцэл ба туйлшралын эсэргүүцэл янз бүрийн хэмжээгээр нэмэгддэг;Лити-ион батерейны цэнэгийн цэнэг хэвийн температураас бага байна.Бага температурт цэнэглэж, цэнэглэх үед түүний ажиллах хүчдэл нь ердийн температураас хурдан өсдөг эсвэл буурч, хамгийн их ашиглах хүчин чадал, хүч нь мэдэгдэхүйц буурдаг.
(2) Микроскопоор
Бага температурт лити-ион батерейны гүйцэтгэлийн өөрчлөлт нь дараах чухал хүчин зүйлсийн нөлөөгөөр голчлон шалтгаалдаг.Орчны температур -20 хэмээс доош байвал шингэн электролит хатуурч, зуурамтгай чанар нь огцом нэмэгдэж, ионы дамжуулалт буурдаг.Эерэг ба сөрөг электродын материалд литийн ионы тархалт удаан байдаг;Лити ион нь задрахад хэцүү бөгөөд SEI хальс дахь дамжуулалт удаан, цэнэгийн дамжуулалтын эсэргүүцэл нэмэгддэг.Ялангуяа бага температурт литийн дендриттэй холбоотой асуудал ихээхэн илэрдэг.
2, Лити-ион батерейны бага температурын гүйцэтгэлийг шийдвэрлэх
Бага температурт тохирсон шинэ электролитийн шингэний системийг зохион бүтээх;Дамжуулах хурдыг хурдасгах, дамжуулах зайг богиносгохын тулд эерэг ба сөрөг электродын бүтцийг сайжруулах;Эсэргүүцлийг багасгахын тулд эерэг ба сөрөг хатуу электролитийн интерфейсийг удирдана.
(1) электролитийн нэмэлтүүд
Ерөнхийдөө функциональ нэмэлтийг ашиглах нь батерейны бага температурын гүйцэтгэлийг сайжруулах, хамгийн тохиромжтой SEI хальсыг бий болгоход туслах хамгийн үр дүнтэй, хэмнэлттэй аргуудын нэг юм.Одоогийн байдлаар нэмэлтүүдийн үндсэн төрлүүд нь изоцианатад суурилсан нэмэлтүүд, хүхэрт суурилсан нэмэлтүүд, ионы шингэн нэмэлтүүд, органик бус литийн давсны нэмэлтүүд юм.
Жишээлбэл, диметил сульфит (DMS) хүхэрт суурилсан нэмэлтүүд, зохих бууруулах үйлчилгээтэй, мөн түүний бууруулагч бүтээгдэхүүн ба литийн ионыг холбох нь винил сульфатаас (DTD) сул байдаг тул органик нэмэлтүүдийн хэрэглээг хөнгөвчлөх нь интерфэйсийн эсэргүүцлийг нэмэгдүүлж, сөрөг электродын интерфэйсийн хальс нь илүү тогтвортой, илүү сайн ионы дамжуулалт.Диметил сульфит (DMS) -ээр илэрхийлэгддэг сульфитын эфирүүд нь өндөр диэлектрик тогтмол, ажлын температурын өргөн хүрээтэй байдаг.
(2) Электролитийн уусгагч
Уламжлалт лити-ион батерейны электролит нь 1 моль литийн гексафторофосфатыг (LiPF6) EC, PC, VC, DMC, метил этил карбонат (EMC) эсвэл диэтил карбонат (DEC) зэрэг холимог уусгагч болгон уусгах явдал юм. уусгагч, хайлах цэг, диэлектрик тогтмол, зуурамтгай чанар, литийн давстай нийцэх байдал нь батерейны ажиллах температурт ноцтой нөлөөлнө.Одоогийн байдлаар арилжааны электролитийг -20 ℃ ба түүнээс доош температурт хэрэглэхэд амархан хатуурч, бага диэлектрик тогтмол нь литийн давсыг задлахад хэцүү, зуурамтгай чанар нь хэт өндөр бөгөөд батерейны дотоод эсэргүүцэлтэй, бага байдаг. хүчдэлийн платформ.Лити-ион батерей нь одоо байгаа уусгагчийн харьцааг оновчтой болгосноор, тухайлбал электролитийн найрлагыг (EC:PC:EMC=1:2:7) оновчтой болгож, TiO2(B)/ графен сөрөг электрод нь А-тай байхаар бага температурт илүү сайн ажиллах боломжтой. хүчин чадал ~240 мА ц g-1 -20℃ үед ба 0.1 А г-1 гүйдлийн нягт.Эсвэл шинэ бага температурт электролитийн уусгагчийг боловсруулах.Бага температурт литийн ион батерейны гүйцэтгэл муу байгаа нь голчлон электродын материалд Li+ шингээх явцад Li+ удаан уусдагтай холбоотой юм.1, 3-диоксопентилен (DIOX) зэрэг Li+ болон уусгагч молекулуудын хооронд холбоо барих энерги багатай бодисыг сонгож болох ба нано хэмжээний литийн титанатыг электродын материал болгон батерейг угсарч, батерейны тархалтын коэффициентийг нөхөхөд ашигладаг. электродын материалыг хэт бага температурт ашиглах бөгөөд ингэснээр бага температурт илүү сайн гүйцэтгэлтэй болно.
(3) литийн давс
Одоогийн байдлаар арилжааны LiPF6 ион нь өндөр дамжуулалттай, хүрээлэн буй орчинд чийгийн өндөр шаардлага тавьдаг, дулааны тогтвортой байдал муу, усны урвал дахь HF зэрэг муу хий нь аюулгүй байдалд аюул учруулахад хялбар байдаг.Литийн дифтороксалатын боратын (LiODFB) үйлдвэрлэсэн хатуу электролитийн хальс нь хангалттай тогтвортой бөгөөд бага температурт илүү сайн үзүүлэлттэй, өндөр хурдтай байдаг.Учир нь LiODFB нь литийн диоксалат борат (LiBOB) болон LiBF4 хоёрын давуу талтай.
3. Дүгнэлт
Лити-ион батерейны бага температурт ажиллахад электродын материал, электролит зэрэг олон хүчин зүйл нөлөөлнө.Электродын материал, электролит зэрэг олон талаас иж бүрэн сайжруулалт хийснээр лити-ион батерейг ашиглах, хөгжүүлэхэд түлхэц болох ба литийн батерейг ашиглах боломж сайн байгаа ч цаашдын судалгаанд технологийг боловсронгуй болгож, сайжруулах шаардлагатай байна.
Шуудангийн цаг: 2023 оны 7-р сарын 27