Дэлхий даяар цахилгаан тээврийн хэрэгслийн хурдацтай хөгжлийг дагаад цахилгаан автомашины зах зээлийн хэмжээ 2020 онд 1 их наяд ам.долларт хүрсэн бөгөөд цаашид жил бүр 20 гаруй хувиар өсөх болно. Тиймээс цахилгаан тээврийн хэрэгсэл нь тээврийн гол хэлбэр болох батерейны гүйцэтгэлд тавигдах шаардлага улам өндөр байх бөгөөд бага температуртай орчинд батерейны цэнэг муудах нөлөөллийг үл тоомсорлож болохгүй. Температур багатай орчинд батерей муудах гол шалтгаанууд нь: Нэгдүгээрт, бага температур нь зайны жижиг дотоод эсэргүүцэлд нөлөөлж, дулааны тархалтын талбай том, батерейны дотоод эсэргүүцэл нэмэгддэг. Хоёрдугаарт, зайны дотор болон гадна талын цэнэг дамжуулах чадвар муу, орон нутгийн эргэлт буцалтгүй туйлшрал үүсэх үед зайны хэв гажилт үүсэх болно. Гуравдугаарт, электролитийн молекулын хөдөлгөөний бага температур нь температур нэмэгдэхэд удаан бөгөөд цаг хугацаанд нь тархахад хэцүү байдаг. Тиймээс бага температурт батарей муудах нь ноцтой бөгөөд энэ нь батерейны гүйцэтгэлийг ноцтойгоор доройтуулдаг.
1、Батерейны бага температурын технологийн байдал
Бага температурт бэлтгэсэн лити-ион батерейны техникийн болон материалын гүйцэтгэлийн шаардлага өндөр байдаг. Бага температурт литийн ион батерейны гүйцэтгэл ноцтой доройтож байгаа нь дотоод эсэргүүцэл нэмэгдсэнтэй холбоотой бөгөөд энэ нь электролитийн тархалтад хүндрэл учруулж, эсийн мөчлөгийн хугацааг богиносгодог. Тиймээс бага температурт цахилгаан батерейны технологийн судалгаа сүүлийн жилүүдэд тодорхой ахиц дэвшил гаргасан. Уламжлалт өндөр температурт лити-ион батерей нь өндөр температурын гүйцэтгэл муутай, бага температурт ажиллахад тогтворгүй хэвээр байна; бага температурт эсийн их хэмжээний эзэлхүүн, бага хүчин чадал, бага температурын мөчлөгийн гүйцэтгэл муу; туйлшрал нь өндөр температураас бага температурт мэдэгдэхүйц хүчтэй байдаг; бага температурт электролитийн зуурамтгай чанар нэмэгдэх нь цэнэгийн / цэнэгийн мөчлөгийн тоог багасгахад хүргэдэг; эсийн аюулгүй байдал буурч, бага температурт батерейны ашиглалтын хугацаа багассан; болон бага температурт ашиглалтын гүйцэтгэл буурсан. Нэмж дурдахад, бага температурт батерейны богино хугацааны ашиглалтын хугацаа, бага температурт эсийн аюулгүй байдлын эрсдэлүүд нь цахилгаан батерейны аюулгүй байдалд шинэ шаардлагыг тавьжээ. Тиймээс бага температуртай орчинд тогтвортой, аюулгүй, найдвартай, удаан эдэлгээтэй цахилгаан батерейны материалыг хөгжүүлэх нь бага температурт лити-ион батерейны судалгааны гол сэдэв юм. Одоогийн байдлаар хэд хэдэн бага температурт лити-ион батерейны материалууд байдаг: (1) литийн металл анод материал: лити металл нь химийн өндөр тогтвортой байдал, өндөр цахилгаан дамжуулах чанар, бага температурт цэнэглэх, цэнэггүй болгох чадвараас шалтгаалан цахилгаан тээврийн хэрэгсэлд өргөн хэрэглэгддэг; (2) нүүрстөрөгчийн анодын материалыг дулааны эсэргүүцэл сайтай, бага температурын мөчлөгийн гүйцэтгэл, цахилгаан дамжуулах чанар бага, бага температурт бага температурт ажиллах чадвартай тул цахилгаан машинд өргөн ашигладаг; (3) нүүрстөрөгчийн анодын материалыг дулааны эсэргүүцэл сайтай, бага температурын мөчлөгийн гүйцэтгэл, цахилгаан дамжуулах чанар багатай, температур багатай байдаг тул цахилгаан машинд өргөн ашигладаг. онд; (3) органик электролит нь бага температурт сайн үзүүлэлттэй байдаг; (4) полимер электролит: полимер молекулын гинж нь харьцангуй богино бөгөөд өндөр наалдацтай байдаг; (5) органик бус материал: органик бус полимерууд нь сайн гүйцэтгэлийн үзүүлэлтүүд (дамжуулагч) ба электролитийн үйл ажиллагааны хооронд сайн нийцдэг; (6) металлын исэл бага; (7) органик бус материал: органик бус полимер гэх мэт.
2、Батарейны бага температурт үзүүлэх нөлөө
Лити батерейны ашиглалтын хугацаа нь голчлон цэнэгийн процессоос хамаардаг бол бага температур нь литийн бүтээгдэхүүний ашиглалтад илүү нөлөөлдөг хүчин зүйл юм. Ихэвчлэн бага температурт батерейны гадаргуу нь фазын өөрчлөлтөд орж, гадаргуугийн бүтцэд гэмтэл учруулж, хүчин чадал, эсийн багтаамж буурдаг. Өндөр температурын нөхцөлд хий нь эсийн дотор үүсдэг бөгөөд энэ нь дулааны тархалтыг хурдасгах болно; бага температурт хий нь цаг хугацаанд нь цэнэггүй болж, зайны шингэний фазын өөрчлөлтийг хурдасгадаг; температур бага байх тусам илүү их хий үүсэх ба зайны шингэний фазын өөрчлөлт удаан байна. Тиймээс батерейны дотоод материалын өөрчлөлт нь бага температурт илүү эрс, төвөгтэй байдаг бөгөөд зайны материалын дотор хий, хатуу бодис үүсгэхэд хялбар байдаг; Үүний зэрэгцээ, бага температур нь катодын материал ба электролитийн хоорондох интерфэйс дээр эргэлт буцалтгүй химийн холбоо тасрах зэрэг хэд хэдэн хор хөнөөлтэй урвалд хүргэдэг; энэ нь мөн электролитийн өөрөө угсралт, мөчлөгийн хугацааг багасгахад хүргэнэ; литийн ионы цэнэгийг электролит руу шилжүүлэх чадвар буурна; Цэнэглэх, цэнэглэх үйл явц нь лити ион батерейны цэнэгийг шилжүүлэх, батерейны багтаамж муудах, дотоод стресс тайлах зэрэг хэд хэдэн гинжин урвал үүсгэх бөгөөд энэ нь лити-ион батерейны мөчлөгийн хугацаа, эрчим хүчний нягтрал болон бусад функцүүдэд нөлөөлдөг. Бага температурт температур бага байх тусам батерейны гадаргуу дээрх исэлдэлтийн урвал, дулааны тархалт, эсийн доторх фазын өөрчлөлт, бүр бүрэн устах зэрэг янз бүрийн хор хөнөөлтэй урвалууд нь эргээд электролит зэрэг хэд хэдэн гинжин урвалыг өдөөх болно. өөрөө угсрах нь урвалын хурд бага байх тусам батерейны хүчин чадал муудаж, өндөр температурт литийн ионы цэнэгийн шилжих чадвар муу болно.
3、 Бага температур нь литийн батерейны технологийн судалгааны хэтийн төлөв
Бага температуртай орчинд батерейны аюулгүй байдал, мөчлөгийн амьдрал, эсийн температурын тогтвортой байдал нөлөөлж, бага температурын лити батерейны ашиглалтын хугацааг үл тоомсорлож болохгүй. Одоогийн байдлаар диафрагм, электролит, эерэг ба сөрөг электродын материал болон бусад аргуудыг ашиглан бага температурт цахилгаан батерейны технологийн судалгаа, боловсруулалт тодорхой ахиц дэвшил гаргаж байна. Цаашид бага температурт литийн батерейны технологийг хөгжүүлэх ажлыг дараахь талаас нь сайжруулах шаардлагатай: (1) эрчим хүчний өндөр нягтралтай, удаан эдэлгээтэй, унтралт багатай, жижиг хэмжээтэй, бага температурт бага өртөгтэй литийн батерейны материалын системийг хөгжүүлэх. ; (2) бүтцийн дизайн, материал бэлтгэх технологиор дамжуулан зайны дотоод эсэргүүцлийн хяналтыг тасралтгүй сайжруулах; (3) өндөр хүчин чадалтай, хямд үнэтэй литийн батерейны системийг хөгжүүлэхэд электролитийн нэмэлтүүд, литийн ион ба анод, катодын интерфейс, дотоод идэвхтэй материал болон бусад гол хүчин зүйлсийн нөлөөнд анхаарлаа хандуулах хэрэгтэй; (4) батерейны мөчлөгийн гүйцэтгэлийг (цэнэглэх, цэнэггүй болгох тодорхой эрчим хүч), бага температурт батерейны дулааны тогтвортой байдал, бага температурт литийн батерейны аюулгүй байдал болон бусад батерейны технологийг хөгжүүлэх чиглэлийг сайжруулах; (5) бага температурт аюулгүй ажиллагааны өндөр үзүүлэлттэй, өндөр өртөгтэй, бага өртөгтэй батерейны системийн шийдлүүдийг боловсруулах; (6) бага температурт батерейтай холбоотой бүтээгдэхүүнийг боловсруулж, тэдгээрийн хэрэглээг сурталчлах; (7) өндөр хүчин чадалтай, бага температурт тэсвэртэй батерейны материал, төхөөрөмжийн технологийг хөгжүүлэх.
Мэдээжийн хэрэг, дээрх судалгааны чиглэлүүдээс гадна бага температурт батерейны гүйцэтгэлийг сайжруулах, бага температурт батерейны эрчим хүчний нягтралыг сайжруулах, бага температурт батерейны эвдрэлийг бууруулах, батерейны ашиглалтын хугацааг уртасгах болон бусад судалгааны олон чиглэлүүд байдаг. ахиц дэвшил; Харин бага температурын нөхцөлд батерейг хэрхэн өндөр хүчин чадалтай, өндөр аюулгүй, хямд өртөгтэй, өндөр хүчин чадалтай, удаан эдэлгээтэй, хямд зардлаар худалдаанд гаргах вэ гэдэг нь хамгийн чухал асуудал бол өнөөгийн тулгамдсан асуудал юм.
Шуудангийн цаг: 2022 оны 11-р сарын 22