Tenperatura baxuko ingurunean, litio-ioizko bateriaren errendimendua ez da aproposa.Normalean erabiltzen diren litio-ioizko bateriak -10 °C-tan funtzionatzen dutenean, haien karga- eta deskarga-gaitasun maximoa eta terminal-tentsioa nabarmen murriztuko dira tenperatura normalarekin alderatuta [6], deskarga-tenperatura -20 °C-ra jaisten denean, eskuragarri dagoen ahalmena izango da. nahiz eta 1/3ra murriztu 25 º C giro-tenperaturan, deskarga-tenperatura baxuagoa denean, litiozko bateria batzuek ezin dituzte jarduerak kargatu eta deskargatu, "hildako bateria" egoeran sartuz.
1, litio-ioizko baterien ezaugarriak tenperatura baxuetan
(1) Makroskopikoa
Tenperatura baxuan litio-ioizko bateriaren ezaugarri-aldaketak hauek dira: tenperatura etengabe jaitsiz, erresistentzia ohmikoa eta polarizazio-erresistentzia gradu ezberdinetan handitzen dira;Litio-ioizko bateriaren deskarga-tentsioa tenperatura normala baino txikiagoa da.Tenperatura baxuan kargatzen eta deskargatzen denean, bere funtzionamendu-tentsioa tenperatura normalean baino azkarrago igo edo jaisten da, eta ondorioz, bere ahalmen eta potentzia erabilgarri maximoa nabarmen murrizten da.
(2) Mikroskopikoki
Tenperatura baxuetan litio-ioizko baterien errendimendu-aldaketak faktore garrantzitsu hauen eraginari zor zaizkio batez ere.Giro-tenperatura -20 ℃ baino txikiagoa denean, elektrolito likidoa solidotu egiten da, bere biskositatea nabarmen handitzen da eta bere eroankortasun ionikoa gutxitzen da.Litio ioiaren difusioa elektrodo positibo eta negatiboen materialetan motela da;Litio ioia desolbatzea zaila da, eta bere transmisioa SEI filmean motela da, eta karga transferitzeko inpedantzia handitzen da.Litio-dendriten arazoa bereziki nabarmena da tenperatura baxuan.
2, litio-ioizko baterien tenperatura baxuko errendimendua konpontzeko
Diseina ezazu sistema likido elektrolitiko berri bat tenperatura baxuko inguruneari erantzuteko;Hobetu elektrodoen egitura positiboa eta negatiboa transmisio-abiadura bizkortzeko eta transmisio-distantzia laburtzeko;Kontrolatu elektrolito solidoen interfaze positiboa eta negatiboa inpedantzia murrizteko.
(1) elektrolito gehigarriak
Oro har, gehigarri funtzionalak erabiltzea bateriaren tenperatura baxuko errendimendua hobetzeko eta SEI film ideala osatzen laguntzeko modu eraginkor eta ekonomikoenetako bat da.Gaur egun, gehigarri-mota nagusiak isozianato-oinarritutako gehigarriak, sufre-oinarritutako gehigarriak, likido-gehigarri ionikoak eta litio-gatzaren gehigarri ez-organikoak dira.
Esate baterako, dimetil sulfitoa (DMS) sufrez oinarritutako gehigarriak, murrizketa-jarduera egokiarekin, eta bere murrizketa-produktuak eta litio-ioiaren lotura binilo sulfatoa (DTD) baino ahulagoa denez, gehigarri organikoen erabilera arintzeak interfazearen inpedantzia handituko du, bat eraikitzeko. elektrodo negatiboen interfazearen filmaren eroankortasun ioniko egonkorragoa eta hobea.Dimetil sulfitoak (DMS) ordezkatzen dituen sulfito-esterrek konstante dielektriko handia eta funtzionamendu-tenperatura-tarte zabala dute.
(2) Elektrolitoaren disolbatzailea
Litio-ioizko bateriaren elektrolito tradizionala 1 mol litio hexafluorofosfato (LiPF6) disolbatzaile misto batean disolbatzea da, hala nola EC, PC, VC, DMC, metil etil karbonato (EMC) edo dietil karbonato (DEC), non konposizioa. disolbatzaileak, urtze-puntuak, konstante dielektrikoak, biskositateak eta litio-gatzaren bateragarritasunak larriki eragingo dio bateriaren funtzionamendu-tenperaturari.Gaur egun, elektrolito komertziala solidotzen da -20 ℃ edo beheragoko tenperatura baxuko ingurunean aplikatzen denean, konstante dielektriko baxuak litio gatza disoziatzea zaila egiten du, eta biskositatea altuegia da bateriaren barne-erresistentzia eta baxua izan dadin. tentsio plataforma.Litio-ioizko bateriek tenperatura baxuko errendimendu hobea izan dezakete lehendik dagoen disolbatzaile-erlazioa optimizatuz, esate baterako, elektrolitoen formulazioa optimizatuz (EC:PC:EMC=1:2:7), TiO2(B)/grafeno elektrodo negatiboak A izan dezan. ~ 240 mA h g-1 -20 ℃ eta 0,1 A g-1 korronte-dentsitatea.Edo tenperatura baxuko elektrolito disolbatzaile berriak garatu.Tenperatura baxuetan litio-ioizko baterien errendimendu eskasa Li+-aren desolbazio geldoarekin lotuta dago batez ere Li+ elektrodoaren materialan txertatzeko prozesuan.Li+ eta disolbatzaile molekulen artean lotura-energia baxua duten substantziak, hala nola 1, 3-dioxopentilenoa (DIOX), hauta daitezke, eta nanoeskalako litio titanatoa elektrodo-material gisa erabiltzen da bateriaren proba muntatzeko, difusio-koefiziente murriztua konpentsatzeko. elektrodoaren materiala tenperatura baxuetan, tenperatura baxuko errendimendu hobea lortzeko.
(3) litio gatza
Gaur egun, LiPF6 ioi komertzialak eroankortasun handia du, ingurunean hezetasun-eskakizun handiak, egonkortasun termiko eskasa eta ur-erreakzioan HF bezalako gas txarrak errazak dira segurtasun arriskuak sor ditzakete.Litio difluoroxalato boratoak (LiODFB) ekoitzitako elektrolito solidoaren filma nahikoa egonkorra da eta tenperatura baxuko errendimendu hobea eta tasa handiagoa du.Hau da, LiODFB litio dioxalato boratoaren (LiBOB) eta LiBF4ren abantailak dituelako.
3. Laburpena
Litio-ioizko baterien tenperatura baxuko errendimenduan hainbat alderdik eragingo dute, hala nola elektrodoen materialak eta elektrolitoak.Elektrodoen materialak eta elektrolitoak bezalako ikuspegi anitzetatik hobekuntza integralak litio-ioizko baterien aplikazioa eta garapena susta dezake, eta litiozko baterien aplikazio-aurreikuspena ona da, baina teknologia garatu eta hobetu behar da ikerketa gehiagotan.
Argitalpenaren ordua: 2023-07-27