Mengapa kapasiti bateri litium berkurangan pada musim sejuk

Mengapa kapasiti bateri litium berkurangan pada musim sejuk

Mengapa kapasiti bateri litium berkurangan pada musim sejuk?

  Sejak memasuki pasaran, bateri litium-ion telah digunakan secara meluas kerana kelebihannya seperti jangka hayat yang panjang, kapasiti khusus yang besar, dan tiada kesan memori. Penggunaan suhu rendah bateri litium-ion mempunyai masalah seperti kapasiti rendah, pengecilan teruk, prestasi kadar kitaran yang lemah, evolusi litium yang jelas, dan penyingkiran dan pemasukan litium yang tidak seimbang. Walau bagaimanapun, dengan pengembangan berterusan medan aplikasi, kekangan yang dibawa oleh prestasi suhu rendah bateri litium-ion yang lemah semakin ketara.

Sejak bateri litium-ion memasuki pasaran, ia telah digunakan secara meluas kerana kelebihannya seperti hayat yang panjang, kapasiti khusus yang besar, dan tiada kesan memori. Bateri litium-ion yang digunakan pada suhu rendah mempunyai masalah seperti kapasiti rendah, pengecilan serius, prestasi kadar kitaran yang lemah, kerpasan litium yang jelas, dan penyahinterkalaan dan penyahinterkalaan litium yang tidak seimbang. Walau bagaimanapun, apabila medan aplikasi terus berkembang, kekangan yang disebabkan oleh prestasi suhu rendah bateri litium-ion yang lemah telah menjadi semakin jelas.

Menurut laporan, kapasiti nyahcas bateri litium-ion pada -20 ℃ hanya kira-kira 31.5% daripada itu pada suhu bilik. Bateri litium-ion tradisional beroperasi pada suhu antara -20~+55 ℃. Walau bagaimanapun, dalam bidang seperti aeroangkasa, tentera dan kenderaan elektrik, bateri perlu beroperasi secara normal pada -40 ℃. Oleh itu, meningkatkan sifat suhu rendah bateri litium-ion adalah sangat penting.

Menurut laporan, kapasiti nyahcas bateri litium-ion pada -20°C hanya kira-kira 31.5% daripada itu pada suhu bilik. Suhu operasi bateri lithium-ion tradisional adalah antara -20~+55℃. Walau bagaimanapun, dalam aeroangkasa, industri ketenteraan, kenderaan elektrik dan bidang lain, bateri diperlukan untuk berfungsi seperti biasa pada -40°C. Oleh itu, meningkatkan sifat suhu rendah bateri litium-ion adalah sangat penting.

Faktor yang menyekat prestasi suhu rendah bateri litium-ion

Faktor yang menyekat prestasi suhu rendah bateri litium-ion

• Dalam persekitaran suhu rendah, kelikatan elektrolit meningkat dan malah sebahagiannya menjadi pejal, membawa kepada penurunan kekonduksian bateri litium-ion.
• Dalam persekitaran suhu rendah, kelikatan elektrolit meningkat dan malah sebahagiannya menjadi pejal, menyebabkan kekonduksian bateri litium-ion berkurangan.
  
• Keserasian antara elektrolit, elektrod negatif dan pemisah semakin merosot dalam persekitaran suhu rendah.
• Dalam persekitaran suhu rendah, keserasian antara elektrolit, elektrod negatif dan pemisah menjadi lebih teruk.
  
• Elektrod negatif bateri litium-ion dalam persekitaran suhu rendah mengalami pemendakan litium yang teruk, dan litium logam termendak bertindak balas dengan elektrolit, mengakibatkan pemendapan produknya dan peningkatan dalam ketebalan antara muka elektrolit pepejal (SEI).
• Litium dimendakan secara serius daripada elektrod negatif bateri litium-ion dalam persekitaran suhu rendah, dan litium logam termendak bertindak balas dengan elektrolit, dan pemendapan produk menyebabkan peningkatan dalam ketebalan antara muka elektrolit pepejal (SEI).
  
• Dalam persekitaran suhu rendah, sistem resapan bateri litium-ion dalam bahan aktif berkurangan, dan galangan pemindahan cas (Rct) meningkat dengan ketara.
• Dalam persekitaran suhu rendah, sistem resapan dalam bahan aktif bateri litium-ion berkurangan, dan rintangan pemindahan cas (Rct) meningkat dengan ketara.
  

Penerokaan faktor yang mempengaruhi prestasi suhu rendah bateri litium-ion

Perbincangan tentang faktor yang mempengaruhi prestasi suhu rendah bateri litium-ion

Pendapat Pakar 1: Elektrolit mempunyai kesan yang paling besar terhadap prestasi suhu rendah bateri litium-ion, dan komposisi dan sifat fizikokimia elektrolit mempunyai kesan penting ke atas prestasi suhu rendah bateri. Masalah yang dihadapi oleh kitaran bateri suhu rendah ialah kelikatan elektrolit meningkat, kelajuan pengaliran ion menjadi perlahan, dan kelajuan penghijrahan elektron dalam litar luaran tidak sepadan, mengakibatkan polarisasi bateri yang teruk dan tajam. pengurangan dalam kapasiti pengecasan dan nyahcas. Terutama apabila mengecas pada suhu rendah, ion litium dengan mudah boleh membentuk dendrit litium pada permukaan elektrod negatif, yang membawa kepada kegagalan bateri.

Pendapat pakar 1: Elektrolit mempunyai kesan yang paling besar terhadap prestasi suhu rendah bateri litium-ion Komposisi dan sifat fizikal dan kimia elektrolit mempunyai kesan penting ke atas prestasi suhu rendah bateri. Masalah yang dihadapi oleh bateri berbasikal pada suhu rendah ialah kelikatan elektrolit akan meningkat dan kelajuan pengaliran ion akan menjadi perlahan, mengakibatkan ketidakpadanan dalam kelajuan penghijrahan elektron litar luaran Akibatnya, bateri akan menjadi teruk terkutub dan kapasiti cas dan nyahcas akan berkurangan secara mendadak. Terutama apabila mengecas pada suhu rendah, ion litium dengan mudah boleh membentuk dendrit litium pada permukaan elektrod negatif, menyebabkan kegagalan bateri.

Prestasi suhu rendah elektrolit berkait rapat dengan kekonduksiannya sendiri. Elektrolit dengan ion pengangkutan kekonduksian tinggi dengan cepat dan boleh menggunakan lebih banyak kapasiti pada suhu rendah. Lebih banyak garam litium terurai dalam elektrolit, lebih banyak migrasi berlaku, dan lebih tinggi kekonduksian. Lebih tinggi kekonduksian dan lebih cepat kadar pengaliran ion, lebih kecil polarisasi yang diterima, dan lebih baik prestasi bateri pada suhu rendah. Oleh itu, kekonduksian yang lebih tinggi adalah syarat yang diperlukan untuk mencapai prestasi suhu rendah yang baik bagi bateri litium-ion.

Prestasi suhu rendah elektrolit berkait rapat dengan kekonduksian elektrolit itu sendiri Elektrolit dengan kekonduksian tinggi boleh mengangkut ion dengan cepat dan boleh menggunakan lebih banyak kapasiti pada suhu rendah. Lebih banyak garam litium dalam elektrolit diasingkan, lebih banyak bilangan migrasi dan lebih tinggi kekonduksian. Kekonduksian adalah tinggi, dan lebih cepat kadar pengaliran ion, lebih kecil polarisasi, dan lebih baik prestasi bateri pada suhu rendah. Oleh itu, kekonduksian elektrik yang lebih tinggi adalah syarat yang diperlukan untuk mencapai prestasi suhu rendah yang baik bagi bateri litium-ion.

Kekonduksian elektrolit adalah berkaitan dengan komposisinya, dan mengurangkan kelikatan pelarut adalah salah satu cara untuk meningkatkan kekonduksian elektrolit. Kecairan pelarut yang baik pada suhu rendah adalah jaminan untuk pengangkutan ion, dan filem elektrolit pepejal yang dibentuk oleh elektrolit pada elektrod negatif pada suhu rendah juga merupakan faktor utama yang mempengaruhi pengaliran ion litium, dan RSEI ialah impedans utama litium- bateri ion dalam persekitaran suhu rendah.

Kekonduksian elektrolit adalah berkaitan dengan komposisi elektrolit Mengurangkan kelikatan pelarut adalah salah satu cara untuk meningkatkan kekonduksian elektrolit. Kecairan pelarut yang baik pada suhu rendah memastikan pengangkutan ion, dan filem elektrolit pepejal yang dibentuk oleh elektrolit pada elektrod negatif pada suhu rendah juga merupakan kunci untuk mempengaruhi pengaliran ion litium, dan RSEI ialah impedans utama bateri lithium-ion. dalam persekitaran suhu rendah.

Pakar 2: Faktor utama yang mengehadkan prestasi suhu rendah bateri litium-ion ialah galangan resapan Li+ yang semakin meningkat pada suhu rendah, bukannya membran SEI.

Pakar 2: Faktor utama yang mengehadkan prestasi suhu rendah bateri litium-ion ialah peningkatan mendadak dalam rintangan resapan Li+ pada suhu rendah, bukan filem SEI.

Ciri suhu rendah bahan elektrod positif untuk bateri litium-ion

Ciri suhu rendah bahan katod bateri lithium-ion

1. Ciri suhu rendah bahan elektrod positif berlapis

1. Ciri suhu rendah bahan katod struktur berlapis

Struktur berlapis, dengan prestasi kadar yang tiada tandingan berbanding dengan saluran penyebaran ion litium satu dimensi dan kestabilan struktur saluran tiga dimensi, adalah bahan elektrod positif yang paling awal tersedia secara komersial untuk bateri litium-ion. Bahan perwakilannya termasuk LiCoO2, Li (Co1 xNix) O2, dan Li (Ni, Co, Mn) O2.

Struktur berlapis bukan sahaja mempunyai prestasi kadar yang tidak dapat ditandingi bagi saluran penyebaran ion litium satu dimensi, tetapi juga mempunyai kestabilan struktur saluran tiga dimensi Ia adalah bahan katod bateri lithium-ion komersial yang paling awal. Bahan perwakilannya termasuk LiCoO2, Li(Co1-xNix)O2 dan Li(Ni,Co,Mn)O2, dsb.

Xie Xiaohua et al. mengkaji LiCoO2/MCMB dan menguji ciri pengecasan dan nyahcas suhu rendahnya.

Xie Xiaohua dan lain-lain menggunakan LiCoO2/MCMB sebagai objek penyelidikan dan menguji ciri-ciri cas dan nyahcas suhu rendahnya.

Keputusan menunjukkan bahawa apabila suhu menurun, dataran tinggi nyahcas menurun daripada 3.762V (0 ℃) kepada 3.207V (-30 ℃); Jumlah kapasiti bateri juga telah menurun secara mendadak daripada 78.98mA · h (0 ℃) kepada 68.55mA · h (-30 ℃).

Keputusan menunjukkan bahawa apabila suhu menurun, platform nyahcasnya turun daripada 3.762V (0℃) kepada 3.207V (–30℃); (–30°C).

2. Ciri suhu rendah bahan katod berstruktur spinel

2. Ciri-ciri suhu rendah bahan katod struktur spinel

Bahan katod LiMn2O4 berstruktur spinel mempunyai kelebihan kos rendah dan tidak ketoksikan kerana ketiadaan unsur Co.

Bahan katod LiMn2O4 struktur spinel tidak mengandungi unsur Co, jadi ia mempunyai kelebihan kos rendah dan tidak toksik.

Walau bagaimanapun, keadaan valens pembolehubah Mn dan kesan Jahn Teller bagi Mn3+ mengakibatkan ketidakstabilan struktur dan keterbalikan yang lemah bagi komponen ini.

Walau bagaimanapun, keadaan valens pembolehubah Mn dan kesan Jahn-Teller bagi Mn3+ membawa kepada ketidakstabilan struktur dan keterbalikan yang lemah bagi komponen ini.

Peng Zhengshun et al. menunjukkan bahawa kaedah penyediaan yang berbeza mempunyai kesan yang besar terhadap prestasi elektrokimia bahan katod LiMn2O4. Ambil Rct sebagai contoh: Rct LiMn2O4 yang disintesis dengan kaedah fasa pepejal suhu tinggi adalah jauh lebih tinggi daripada yang disintesis dengan kaedah sol gel, dan fenomena ini juga ditunjukkan dalam pekali resapan ion litium. Sebab utama untuk ini ialah kaedah sintesis yang berbeza mempunyai kesan yang ketara terhadap kehabluran dan morfologi produk.

Peng Zhengshun et al menegaskan bahawa kaedah penyediaan yang berbeza mempunyai kesan yang lebih besar terhadap prestasi elektrokimia bahan katod LiMn2O4 Mengambil Rct sebagai contoh: Rct LiMn2O4 yang disintesis oleh kaedah fasa pepejal suhu tinggi adalah lebih tinggi daripada yang disintesis. dengan kaedah sol-gel, dan fenomena ini berlaku dalam ion litium Ia juga dicerminkan dalam pekali resapan. Sebabnya adalah terutamanya kerana kaedah sintesis yang berbeza mempunyai kesan yang lebih besar terhadap kehabluran dan morfologi produk.

3. Ciri-ciri suhu rendah bahan katod sistem fosfat

3. Ciri-ciri suhu rendah bahan katod sistem fosfat

LiFePO4, bersama-sama dengan bahan ternary, telah menjadi bahan elektrod positif utama untuk bateri kuasa kerana kestabilan volum dan keselamatannya yang sangat baik. 

Bahan katod LiMn2O4 struktur spinel tidak mengandungi unsur Co, jadi ia mempunyai kelebihan kos rendah dan tidak toksik.

Prestasi suhu rendah litium besi fosfat yang lemah adalah disebabkan terutamanya oleh bahannya sebagai penebat, kekonduksian elektronik yang rendah, penyebaran ion litium yang lemah, dan kekonduksian yang lemah pada suhu rendah, yang meningkatkan rintangan dalaman bateri dan sangat dipengaruhi oleh polarisasi. , menghalang pengecasan dan nyahcas bateri, mengakibatkan prestasi suhu rendah yang tidak memuaskan.

Oleh kerana kestabilan dan keselamatan volumnya yang sangat baik, LiFePO4, bersama-sama dengan bahan terner, telah menjadi badan utama bahan katod semasa untuk bateri kuasa. Prestasi suhu rendah litium besi fosfat yang lemah adalah terutamanya kerana bahan itu sendiri adalah penebat, dengan kekonduksian elektronik yang rendah, difusivitas ion litium yang lemah, dan kekonduksian yang lemah pada suhu rendah, yang meningkatkan rintangan dalaman bateri dan sangat dipengaruhi oleh polarisasi. Caj dan nyahcas bateri disekat, jadi prestasi suhu rendah tidak sesuai.

Apabila mengkaji kelakuan cas dan nyahcas LiFePO4 pada suhu rendah, Gu Yijie et al. mendapati bahawa kecekapan Coulombiknya menurun daripada 100% pada 55 ℃ kepada 96% pada 0 ℃ dan 64% pada -20 ℃, masing-masing; Voltan nyahcas berkurangan daripada 3.11V pada 55 ℃ kepada 2.62V pada -20 ℃.

Apabila Gu Yijie et al mengkaji kelakuan cas dan nyahcas LiFePO4 pada suhu rendah, mereka mendapati bahawa kecekapan Coulombiknya menurun daripada 100% pada 55°C kepada 96% pada 0°C dan 64% pada –20°C; voltan nyahcas turun daripada 3.11V pada 55°C Menurun kepada 2.62V pada –20°C.

Xing et al. mengubah suai LiFePO4 menggunakan nanokarbon dan mendapati bahawa penambahan agen pengalir nanokarbon mengurangkan sensitiviti prestasi elektrokimia LiFePO4 kepada suhu dan meningkatkan prestasi suhu rendahnya; Voltan nyahcas LiFePO4 diubah suai menurun daripada 3.40V pada 25 ℃ kepada 3.09V pada -25 ℃, dengan penurunan hanya 9.12%; Dan kecekapan baterinya ialah 57.3% pada -25 ℃, lebih tinggi daripada 53.4% ​​tanpa agen pengalir nanokarbon.

Xing et al menggunakan nanokarbon untuk mengubah suai LiFePO4 dan mendapati bahawa selepas menambah ejen pengalir nanokarbon, sifat elektrokimia LiFePO4 kurang sensitif terhadap suhu dan prestasi suhu rendah telah dipertingkatkan selepas pengubahsuaian, voltan nyahcas LiFePO4 meningkat daripada 3.40 kepada 3.40 pada 25°C.V turun kepada 3.09V pada –25°C, penurunan hanya 9.12% dan kecekapan baterinya pada –25°C ialah 57.3%, lebih tinggi daripada 53.4% ​​tanpa agen pengalir nano.

Baru-baru ini, LiMnPO4 telah menimbulkan minat yang kuat di kalangan orang ramai. Penyelidikan mendapati LiMnPO4 mempunyai kelebihan seperti potensi tinggi (4.1V), tiada pencemaran, harga rendah, dan kapasiti spesifik yang besar (170mAh/g). Walau bagaimanapun, disebabkan kekonduksian ionik LiMnPO4 yang lebih rendah berbanding dengan LiFePO4, Fe sering digunakan untuk menggantikan sebahagian Mn untuk membentuk larutan pepejal LiMn0.8Fe0.2PO4 dalam amalan.

Baru-baru ini, LiMnPO4 telah menarik minat yang besar. Penyelidikan mendapati bahawa LiMnPO4 mempunyai kelebihan potensi tinggi (4.1V), tiada pencemaran, harga rendah, dan kapasiti spesifik yang besar (170mAh/g). Walau bagaimanapun, disebabkan kekonduksian ionik LiMnPO4 yang lebih rendah daripada LiFePO4, Fe sering digunakan untuk menggantikan sebahagian Mn dalam amalan untuk membentuk larutan pepejal LiMn0.8Fe0.2PO4.

Ciri suhu rendah bahan elektrod negatif untuk bateri litium-ion

Sifat suhu rendah bahan anod bateri lithium-ion

Berbanding dengan bahan elektrod positif, fenomena degradasi suhu rendah bahan elektrod negatif dalam bateri lithium-ion adalah lebih teruk, terutamanya disebabkan oleh tiga sebab berikut:

Berbanding dengan bahan katod, kemerosotan suhu rendah bahan anod bateri lithium-ion adalah lebih serius.

• Semasa pengecasan dan pelepasan kadar tinggi suhu rendah, polarisasi bateri adalah teruk, dan sejumlah besar deposit logam litium pada permukaan elektrod negatif, dan produk tindak balas antara logam litium dan elektrolit umumnya tidak mempunyai kekonduksian;
• Apabila mengecas dan menyahcas pada suhu rendah dan pada kadar yang tinggi, bateri terpolarisasi teruk, dan sejumlah besar litium logam didepositkan pada permukaan elektrod negatif, dan hasil tindak balas antara litium logam dan elektrolit secara amnya tidak konduktif;
  
• Dari perspektif termodinamik, elektrolit mengandungi sejumlah besar kumpulan kutub seperti C-O dan C-N, yang boleh bertindak balas dengan bahan elektrod negatif, mengakibatkan filem SEI yang lebih terdedah kepada kesan suhu rendah;
• Dari sudut pandangan termodinamik, elektrolit mengandungi sejumlah besar kumpulan kutub seperti C–O dan C–N, yang boleh bertindak balas dengan bahan anod, dan filem SEI yang terbentuk lebih mudah terdedah kepada suhu rendah;
  
• Sukar untuk membenamkan litium dalam elektrod negatif karbon pada suhu rendah, mengakibatkan pengecasan dan nyahcas tidak simetri.
• Sukar untuk elektrod negatif karbon untuk memasukkan litium pada suhu rendah, dan terdapat asimetri dalam cas dan nyahcas.
  

Penyelidikan tentang Elektrolit Suhu Rendah

Penyelidikan mengenai elektrolit suhu rendah

Elektrolit memainkan peranan dalam menghantar Li+ dalam bateri litium-ion, dan kekonduksian ion dan prestasi pembentukan filem SEI mempunyai kesan yang ketara ke atas prestasi suhu rendah bateri. Terdapat tiga petunjuk utama untuk menilai kualiti elektrolit suhu rendah: kekonduksian ion, tingkap elektrokimia, dan aktiviti tindak balas elektrod. Tahap ketiga-tiga penunjuk ini sebahagian besarnya bergantung kepada bahan konstituennya: pelarut, elektrolit (garam litium), dan bahan tambahan. Oleh itu, kajian prestasi suhu rendah pelbagai bahagian elektrolit adalah sangat penting untuk memahami dan meningkatkan prestasi suhu rendah bateri.

Elektrolit memainkan peranan dalam mengangkut Li+ dalam bateri litium-ion, dan kekonduksian ionik dan sifat pembentukan filem SEI mempunyai kesan yang ketara ke atas prestasi suhu rendah bateri. Terdapat tiga petunjuk utama untuk menilai kualiti elektrolit suhu rendah: kekonduksian ionik, tingkap elektrokimia dan kereaktifan elektrod. Tahap ketiga-tiga penunjuk ini sebahagian besarnya bergantung pada bahan konstituennya: pelarut, elektrolit (garam litium), dan bahan tambahan. Oleh itu, kajian sifat suhu rendah pelbagai bahagian elektrolit adalah sangat penting untuk memahami dan meningkatkan prestasi suhu rendah bateri.

• Berbanding dengan rantai karbonat, elektrolit berasaskan EC mempunyai struktur padat, daya interaksi yang tinggi, dan takat lebur dan kelikatan yang lebih tinggi. Walau bagaimanapun, kekutuban besar yang dibawa oleh struktur bulat selalunya menghasilkan pemalar dielektrik yang tinggi. Pemalar dielektrik yang tinggi, kekonduksian ion yang tinggi, dan prestasi pembentukan filem yang sangat baik bagi pelarut EC berkesan menghalang kemasukan bersama molekul pelarut, menjadikannya sangat diperlukan. Oleh itu, sistem elektrolit suhu rendah yang paling biasa digunakan adalah berdasarkan EC dan dicampur dengan takat lebur rendah pelarut molekul kecil.
• Berbanding dengan rantai karbonat, ciri suhu rendah elektrolit berasaskan EC ialah karbonat kitaran mempunyai struktur yang ketat, daya kuat, takat lebur dan kelikatan yang lebih tinggi. Walau bagaimanapun, kekutuban besar yang dibawa oleh struktur cincin sering menjadikannya mempunyai pemalar dielektrik yang besar. Pemalar dielektrik yang besar, kekonduksian ion yang tinggi, dan sifat pembentuk filem yang sangat baik bagi pelarut EC dengan berkesan menghalang kemasukan bersama molekul pelarut, menjadikannya amat diperlukan oleh itu, sistem elektrolit suhu rendah yang paling biasa digunakan adalah berdasarkan EC dan kemudian bercampur Kecil pelarut molekul dengan takat lebur yang rendah.
  
• Garam litium adalah komponen penting dalam elektrolit. Garam litium dalam elektrolit bukan sahaja dapat meningkatkan kekonduksian ionik larutan, tetapi juga mengurangkan jarak resapan Li+ dalam larutan. Secara umumnya, semakin tinggi kepekatan Li+ dalam larutan, semakin tinggi kekonduksian ionnya. Walau bagaimanapun, kepekatan ion litium dalam elektrolit tidak berkorelasi secara linear dengan kepekatan garam litium, sebaliknya mempamerkan bentuk parabola. Ini kerana kepekatan ion litium dalam pelarut bergantung kepada kekuatan penceraian dan perkaitan garam litium dalam pelarut.

• Garam litium adalah komponen penting dalam elektrolit. Garam litium dalam elektrolit bukan sahaja dapat meningkatkan kekonduksian ionik larutan, tetapi juga mengurangkan jarak resapan Li+ dalam larutan. Secara umumnya, semakin besar kepekatan Li+ dalam larutan, semakin besar kekonduksian ioniknya. Walau bagaimanapun, kepekatan ion litium dalam elektrolit tidak berkaitan secara linear dengan kepekatan garam litium, tetapi adalah parabola. Ini kerana kepekatan ion litium dalam pelarut bergantung kepada kekuatan penceraian dan perkaitan garam litium dalam pelarut.

  
  

Penyelidikan tentang Elektrolit Suhu Rendah

Penyelidikan mengenai elektrolit suhu rendah

Sebagai tambahan kepada komposisi bateri itu sendiri, faktor proses dalam operasi praktikal juga boleh memberi kesan yang ketara ke atas prestasi bateri.

Selain komposisi bateri itu sendiri, faktor proses dalam operasi sebenar juga akan memberi impak yang besar terhadap prestasi bateri.

(1) Proses penyediaan. Yaqub et al. mengkaji kesan beban elektrod dan ketebalan salutan pada prestasi suhu rendah bateri LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2/Graphite dan mendapati bahawa dari segi pengekalan kapasiti, semakin kecil beban elektrod dan semakin nipis lapisan salutan, semakin baik ia prestasi suhu rendah.

(1) Proses penyediaan. Yaqub et al mengkaji kesan beban elektrod dan ketebalan salutan ke atas prestasi suhu rendah bateri LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2/Graphite dan mendapati bahawa dari segi pengekalan kapasiti, semakin kecil beban elektrod dan semakin nipis lapisan salutan. , lebih baik prestasi suhu rendah.

(2) Status pengecasan dan pelepasan. Petzl et al. mengkaji kesan keadaan pengecasan dan nyahcas suhu rendah ke atas hayat kitaran bateri dan mendapati bahawa apabila kedalaman nyahcas besar, ia akan menyebabkan kehilangan kapasiti yang ketara dan mengurangkan hayat kitaran.

(2) Keadaan caj dan pelepasan. Petzl et al mengkaji kesan keadaan cas dan nyahcas suhu rendah ke atas hayat kitaran bateri dan mendapati bahawa apabila kedalaman nyahcas besar, ia akan menyebabkan kehilangan kapasiti yang lebih besar dan mengurangkan hayat kitaran.

(3) Faktor lain. Luas permukaan, saiz liang, ketumpatan elektrod, kebolehbasahan antara elektrod dan elektrolit, dan pemisah semuanya mempengaruhi prestasi suhu rendah bateri litium-ion. Di samping itu, kesan kecacatan bahan dan proses pada prestasi suhu rendah bateri tidak boleh diabaikan.

(3) Faktor lain. Luas permukaan, saiz liang, ketumpatan elektrod elektrod, kebolehbasahan elektrod dan elektrolit, dan pemisah semuanya mempengaruhi prestasi suhu rendah bateri litium-ion. Di samping itu, kesan kecacatan dalam bahan dan proses pada prestasi suhu rendah bateri tidak boleh diabaikan.

Ringkasan

ringkaskan

Untuk memastikan prestasi suhu rendah bateri litium-ion, perkara berikut perlu dilakukan dengan baik:

(1) Membentuk filem SEI yang nipis dan padat;

(2) Pastikan Li+mempunyai pekali resapan yang tinggi dalam bahan aktif;

(3) Elektrolit mempunyai kekonduksian ionik yang tinggi pada suhu rendah.

Di samping itu, penyelidikan boleh mengambil pendekatan yang berbeza dan menumpukan pada jenis bateri litium-ion yang lain - semua bateri litium-ion keadaan pepejal. Berbanding dengan bateri litium-ion konvensional, semua bateri litium-ion keadaan pepejal, terutamanya semua bateri litium-ion filem nipis keadaan pepejal, dijangka dapat menyelesaikan sepenuhnya kemerosotan kapasiti dan isu keselamatan berbasikal bagi bateri yang digunakan pada suhu rendah.

Untuk memastikan prestasi suhu rendah bateri litium-ion, perkara berikut perlu dilakukan:

(1) Membentuk filem SEI yang nipis dan padat;

(2) Pastikan Li+ mempunyai pekali resapan yang besar dalam bahan aktif;

(3) Elektrolit mempunyai kekonduksian ionik yang tinggi pada suhu rendah.

Di samping itu, penyelidikan juga boleh mencari cara lain untuk memberi tumpuan kepada jenis bateri lithium-ion-semua-pepejal-bateri litium-ion yang lain. Berbanding dengan bateri litium-ion konvensional, bateri litium-ion keadaan pepejal, terutamanya bateri litium-ion filem nipis semua keadaan pepejal, dijangka dapat menyelesaikan sepenuhnya masalah pengecilan kapasiti dan isu keselamatan kitaran bagi bateri yang digunakan pada suhu rendah.