Syitä ja ratkaisuja litiumakkujen alhaiselle kapasiteetille talvella
Syitä siihen, miksi litiumakkujen kapasiteetti laskee talvella
1. Elektrolyytin viskositeetti kasvaa
Litiumparistojen elektrolyytti koostuu orgaanisista karbonaattiliuottimista ja liuenneesta litiumheksafluorifosfaattiaineesta. Alhaisissa lämpötiloissa elektrolyytin viskositeetti kasvaa ja litiumionien diffuusionopeus elektrolyytissä hidastuu, mikä johtaa akun suorituskyvyn heikkenemiseen.
Elektrolyytin, negatiivisen elektrodin ja erottimen välinen yhteensopivuus huononee: Matalissa lämpötiloissa elektrolyytin, negatiivisen elektrodin ja erottimen välinen yhteensopivuus huononee, mikä vaikuttaa litiumionien siirtymiseen ja suorituskykyyn. akusta.
2. Vaikuttavien aineiden vähentynyt palautuvuus
Alhaisissa lämpötiloissa litiumakkujen aktiivisen materiaalin palautuvuus heikkenee, mikä tarkoittaa, että akun tehokkuus latauksen ja purkamisen aikana heikkenee, mikä johtaa akun kapasiteetin laskuun.
3. Aktiivimateriaalin sisäinen diffuusiojärjestelmä pienenee: Alhaisissa lämpötiloissa litiumioniakkujen aktiivisen materiaalin sisäinen diffuusiojärjestelmä pienenee ja varauksen siirtovastus (Rct) kasvaa merkittävästi. Tämä tarkoittaa, että vastus litiumionien liikkeelle aktiivisen materiaalin sisällä kasvaa, mikä johtaa akun kapasiteetin heikkenemiseen.
4. Akun erottimen vastus kasvaa
Litiumakkujen erotin jäykistyy alhaisissa lämpötiloissa, jolloin litiumionien vastus kulkee erottimen läpi, mikä vaikuttaa myös akun suorituskykyyn.
5. Akun komponenttien lämpöstabiilisuus heikkenee
Alhaisissa lämpötiloissa akun komponenttien lämpöstabiilisuus heikkenee ja akun sisäinen lämpötila nousee todennäköisemmin. Liian korkeat lämpötilat voivat heikentää akun suorituskykyä.
6. Litium saostuu negatiivisesta elektrodista: Matalissa lämpötiloissa litiumia saostuu vakavasti litiumioniakkujen negatiivisesta elektrodista, ja saostunut metallilitium reagoi elektrolyytin kanssa, ja tuotteen kerrostuminen aiheuttaa kiinteän aineen paksuuden. elektrolyyttirajapinta (SEI) kasvaa. Tämä vaikuttaa litiumionien kulkeutumiseen ja akun suorituskykyyn.
7. Litiumioniakkujen litiumionidispersion impedanssin kasvu alhaisissa lämpötiloissa: Tämä on yksi tärkeimmistä tekijöistä, jotka vaikuttavat litiumioniakkujen suorituskykyyn alhaisessa lämpötilassa. Alhaisissa lämpötiloissa litiumionien dispersiovastus elektrolyytissä kasvaa, jolloin litiumionien siirtonopeus hidastuu, mikä vaikuttaa akun kapasiteettiin.
Ratkaisut
1. Paranna elektrolyytin suorituskykyä alhaisessa lämpötilassa
Parannamalla elektrolyytin kaavaa ja koostumusta ja vähentämällä sen viskositeettia alhaisissa lämpötiloissa, litiumionien diffuusionopeutta elektrolyytissä voidaan lisätä, mikä parantaa akun suorituskykyä. Esimerkiksi uusia orgaanisia liuottimia voidaan käyttää tai lisäaineita voidaan käyttää alentamaan elektrolyytin viskositeettia.
2. Optimoi vaikuttavien aineiden rakenne ja koostumus
Muuttamalla aktiivisen materiaalin rakennetta ja koostumusta sen palautuvuutta alhaisissa lämpötiloissa voidaan parantaa. Voidaan esimerkiksi käyttää uudentyyppisiä aktiiviainepinnoitteita tai muuttaa aktiivisen materiaalin hiukkasten kokoa ja muotoa.
3. Paranna kalvon materiaalia ja rakennetta
Uusien kalvomateriaalien ja -rakenteiden käyttö voi parantaa sen pehmeyttä ja hengittävyyttä alhaisissa lämpötiloissa
ominaisuudet vähentäen erottimen läpi kulkevien litiumionien vastusta, mikä parantaa akun suorituskykyä. Voidaan käyttää esimerkiksi huokoisia kalvoja tai komposiittikalvoja.
4. Vahvista akun lämmönhallintaa
Vahvistamalla akun lämmönhallintaa akun sisäinen lämpötila voidaan pitää vakaana ja ylikuumenemisen vaikutus akun suorituskykyyn voidaan välttää. Esimerkiksi akkuun voidaan lisätä lämmönpoistolaite tai optimoida akun lämmönpoistorakenne. Lisäksi akun käyttölämpötilaa voidaan säätää älykkäillä lataus- ja purkuohjausstrategioilla. Esimerkiksi latausprosessin aikana virran kokoa ja aikaa ohjataan, jotta akun lämpötila ei nouse liian korkeaksi; purkuprosessin aikana työ lopetetaan ajoissa akun lämpötilan alentamiseksi. Nämä toimenpiteet voivat auttaa pitämään lämpötilan akun sisällä vakaana ja parantamaan akun suorituskykyä.
5. Lisää lämmöneristyslaite
Lämmöneristyslaitteen lisääminen akun ulkopuolelle on myös tehokas ratkaisu. Lämmöneristyslaite voi vähentää ulkoisen ympäristön vaikutusta akkuun ja ylläpitää akun normaalia käyttölämpötilaa. Esimerkiksi sähköajoneuvojen litiumakkuihin voidaan lisätä eristysmateriaaleja tai lämmityslaitteita parantaakseen niiden suorituskykyä alhaisissa lämpötiloissa.
