Mažos ličio baterijų talpos priežastys ir sprendimai žiemą
Priežastys, kodėl žiemą sumažėja ličio baterijų talpa
1. Padidėja elektrolito klampumas
Ličio baterijų elektrolitą sudaro organiniai karbonatiniai tirpikliai ir ličio heksafluorofosfatas. Esant žemai temperatūrai, elektrolito klampumas didėja, o ličio jonų difuzijos greitis elektrolite sulėtėja, todėl sumažėja akumuliatoriaus veikimas.
2. Elektrolito, neigiamo elektrodo ir separatoriaus suderinamumas pablogėja: žemoje temperatūroje elektrolito, neigiamo elektrodo ir separatoriaus suderinamumas pablogėja, o tai turės įtakos ličio jonų perdavimui ir akumuliatoriaus veikimą.
2. Sumažėjęs veikliųjų medžiagų grįžtamumas
Esant žemai temperatūrai, sumažėja ličio baterijų aktyviosios medžiagos grįžtamumas, o tai reiškia, kad sumažėja akumuliatoriaus efektyvumas įkrovimo ir iškrovimo metu, todėl sumažėja akumuliatoriaus talpa.
3. Sumažėja aktyviosios medžiagos vidinė difuzijos sistema: Žemos temperatūros aplinkoje sumažėja ličio jonų akumuliatorių aktyviosios medžiagos vidinė difuzijos sistema, žymiai padidėja krūvio perdavimo varža (Rct). Tai reiškia, kad padidėja atsparumas ličio jonų judėjimui aktyviosios medžiagos viduje, todėl sumažėja akumuliatoriaus talpa.
4. Padidėja akumuliatoriaus separatoriaus varža
Ličio baterijų separatorius taps standesnis esant žemai temperatūrai, todėl ličio jonų atsparumas praeis pro separatorių, o tai taip pat turės įtakos akumuliatoriaus veikimui.
5. Sumažėja akumuliatoriaus komponentų terminis stabilumas
Žemos temperatūros aplinkoje sumažėja akumuliatoriaus komponentų šiluminis stabilumas, todėl didesnė tikimybė, kad akumuliatoriaus vidinė temperatūra pakils. Per aukšta temperatūra gali neigiamai paveikti akumuliatoriaus veikimą.
6. Litis nusodinamas nuo neigiamo elektrodo: žemoje temperatūroje ličio jonų akumuliatorių neigiamas elektrodas labai nusodina, o nusodintas metalinis litis reaguoja su elektrolitu, o produkto nusėdimas sukelia kietosios medžiagos storį. elektrolitų sąsaja (SEI), kad padidėtų. Tai turi įtakos ličio jonų transportavimui ir akumuliatoriaus veikimui.
7. Ličio jonų baterijų ličio jonų sklaidos varžos padidėjimas esant žemai temperatūrai: tai vienas iš svarbių veiksnių, turinčių įtakos ličio jonų baterijų veikimui žemoje temperatūroje. Esant žemai temperatūrai, padidėja ličio jonų dispersijos varža elektrolite, todėl ličio jonų perdavimo greitis sulėtėja ir taip nukenčia akumuliatoriaus talpa.
Sprendimai
1. pagerinti elektrolito veikimą žemoje temperatūroje Pagerinus elektrolito formulę ir sudėtį bei sumažinus jo klampumą esant žemai temperatūrai, galima padidinti ličio jonų difuzijos greitį elektrolite ir taip pagerinti akumuliatoriaus veikimą. Pavyzdžiui, gali būti naudojami nauji organiniai tirpikliai arba naudojami priedai elektrolito klampumui sumažinti.
2. Optimizuoti veikliųjų medžiagų struktūrą ir sudėtį
Keičiant aktyviosios medžiagos struktūrą ir sudėtį, galima pagerinti jos grįžtamumą žemos temperatūros sąlygomis. Pavyzdžiui, gali būti naudojamos naujos aktyviosios medžiagos dangų rūšys arba gali būti pakeistas aktyviosios medžiagos dalelių dydis ir forma.
3. Patobulinti diafragmos medžiagą ir struktūrą
Naujų membraninių medžiagų ir konstrukcijų naudojimas gali pagerinti jos minkštumą ir pralaidumą orui esant žemai temperatūrai, sumažinant ličio jonų, praeinančių per separatorių, atsparumą, taip pagerinant akumuliatoriaus veikimą. Pavyzdžiui, galite naudoti porėtą membraną arba kompozicinę membraną.
4. Stiprinti akumuliatoriaus šilumos valdymą
Sustiprinus akumuliatoriaus šilumos valdymą, galima išlaikyti stabilią akumuliatoriaus vidinę temperatūrą ir išvengti perkaitimo įtakos akumuliatoriaus veikimui. Pavyzdžiui, prie akumuliatoriaus galima pridėti šilumos išsklaidymo įrenginį arba optimizuoti akumuliatoriaus šilumos išsklaidymo konstrukciją. Be to, akumuliatoriaus darbinę temperatūrą taip pat galima reguliuoti naudojant išmaniąsias įkrovimo ir iškrovimo valdymo strategijas. Pavyzdžiui, įkrovimo proceso metu kontroliuojamas srovės dydis ir laikas, kad akumuliatoriaus temperatūra nebūtų per aukšta; išsikrovimo proceso metu darbai sustabdomi laiku, kad būtų sumažinta akumuliatoriaus temperatūra. Šios priemonės gali padėti išlaikyti stabilią temperatūrą akumuliatoriaus viduje ir pagerinti akumuliatoriaus veikimą.
