Årsaker og løsninger for lav kapasitet til litiumbatterier om vinteren
Årsaker til at kapasiteten til litiumbatterier reduseres om vinteren
1. Viskositeten til elektrolytten øker
Elektrolytten til litiumbatterier er sammensatt av organiske karbonatløsningsmidler og oppløst litiumheksafluorfosfat. Under lave temperaturforhold øker viskositeten til elektrolytten, og diffusjonshastigheten til litiumioner i elektrolytten reduseres, noe som resulterer i en reduksjon i batteriytelsen.
2. Kompatibiliteten mellom elektrolytten, den negative elektroden og separatoren blir dårligere: I et miljø med lav temperatur blir kompatibiliteten mellom elektrolytten, den negative elektroden og separatoren dårligere, noe som vil påvirke overføringen av litiumioner og ytelsen til batteriet.
2. Redusert reversibilitet av aktive stoffer
Under lave temperaturforhold reduseres reversibiliteten til det aktive materialet til litiumbatterier, noe som betyr at effektiviteten til batteriet under lading og utlading reduseres, noe som resulterer i en reduksjon i batterikapasitet.
3. Det indre diffusjonssystemet til det aktive materialet reduseres: I miljøer med lav temperatur reduseres det indre diffusjonssystemet til det aktive materialet til litium-ion-batterier, og ladeoverføringsmotstanden (Rct) øker betydelig. Dette betyr at motstanden mot bevegelsen av litiumioner inne i det aktive materialet øker, noe som resulterer i en reduksjon i batteriets kapasitet.
4. Motstanden til batteriseparatoren øker
Separatoren til litiumbatterier vil bli mer stiv under lave temperaturforhold, noe som fører til at motstanden til litiumioner passerer gjennom separatoren, noe som også vil påvirke ytelsen til batteriet.
5. Termisk stabilitet av batterikomponenter reduseres
I miljøer med lav temperatur reduseres den termiske stabiliteten til batterikomponenter, og det er mer sannsynlig at den interne temperaturen til batteriet stiger. For høye temperaturer kan påvirke batteriets ytelse negativt.
6. Litium utfelles fra den negative elektroden: I miljøer med lav temperatur utfelles litium alvorlig fra den negative elektroden til litium-ion-batterier, og det utfelte metalliske litiumet reagerer med elektrolytten, og produktavsetningen forårsaker tykkelsen på faststoffet elektrolyttgrensesnitt (SEI) for å øke. Dette påvirker transporten av litiumioner og ytelsen til batteriet.
7. Økningen i litium-ion-spredningsimpedansen til litium-ion-batterier ved lave temperaturer: Dette er en av de viktige faktorene som påvirker lavtemperaturytelsen til litium-ion-batterier. Ved lave temperaturer øker spredningsmotstanden til litiumioner i elektrolytten, noe som fører til at overføringshastigheten til litiumioner reduseres, og dermed påvirker batteriets kapasitet.
Løsninger
1. forbedre lavtemperaturytelsen til elektrolytten Ved å forbedre formelen og sammensetningen til elektrolytten og redusere dens viskositet under lave temperaturforhold, kan diffusjonshastigheten til litiumioner i elektrolytten økes, og dermed forbedre batteriets ytelse. For eksempel kan nye organiske løsemidler brukes eller additiver kan brukes for å redusere viskositeten til elektrolytten.
2. Optimalisere struktur og sammensetning av aktive stoffer
Ved å endre strukturen og sammensetningen av det aktive materialet, kan dets reversibilitet under lave temperaturforhold forbedres. For eksempel kan nye typer aktive materialbelegg brukes eller størrelsen og formen på de aktive materialpartiklene kan endres.
3. Forbedre materialet og strukturen til diafragma
Bruken av nye membranmaterialer og strukturer kan forbedre dens mykhet og pusteevne under lave temperaturforhold, redusere motstanden til litiumioner som passerer gjennom separatoren, og dermed forbedre batteriytelsen. Du kan for eksempel bruke Porøs membran eller komposittmembran.
4. Styrk batteriets termiske styring
Ved å styrke den termiske styringen av batteriet, kan den interne temperaturen i batteriet holdes stabil og virkningen av overoppheting på batteriets ytelse kan unngås. For eksempel kan en varmeavledningsanordning legges til batteripakken eller varmeavledningsdesignen til batteripakken kan optimaliseres. I tillegg kan driftstemperaturen til batteriet også justeres gjennom intelligente lade- og utladingskontrollstrategier. For eksempel, under ladeprosessen, kontrolleres størrelsen og tiden på strømmen for å unngå at batteritemperaturen blir for høy; under utladingsprosessen stoppes arbeidet i tide for å senke batteritemperaturen. Disse tiltakene kan bidra til å holde temperaturen inne i batteriet stabil og forbedre batteriytelsen.
