Iemesli un risinājumi litija bateriju mazajai kapacitātei ziemā
Iemesli, kāpēc litija bateriju kapacitāte ziemā samazinās
1. Elektrolīta viskozitāte palielinās
Litija bateriju elektrolīts sastāv no karbonātu organiskiem šķīdinātājiem un litija heksafluorfosfāta izšķīdušās vielas. Zemas temperatūras apstākļos palielinās elektrolīta viskozitāte, un litija jonu difūzijas ātrums elektrolītā palēninās, kā rezultātā samazinās akumulatora veiktspēja.
2. Saderība starp elektrolītu, negatīvo elektrodu un separatoru pasliktinās: zemas temperatūras vidē pasliktinās saderība starp elektrolītu, negatīvo elektrodu un separatoru, kas ietekmēs litija jonu un akumulatora veiktspēju.
2. Samazināta aktīvo vielu atgriezeniskums
Zemas temperatūras apstākļos litija akumulatoru aktīvā materiāla atgriezeniskums samazinās, kas nozīmē, ka tiek samazināta akumulatora efektivitāte uzlādes un izlādes laikā, kā rezultātā samazinās akumulatora jauda.
3. Tiek samazināta aktīvā materiāla iekšējā difūzijas sistēma: Zemas temperatūras vidē litija jonu akumulatoru aktīvā materiāla iekšējā difūzijas sistēma tiek samazināta, un lādiņa pārneses pretestība (Rct) ievērojami palielinās. Tas nozīmē, ka palielinās pretestība pret litija jonu kustību aktīvā materiāla iekšpusē, kā rezultātā samazinās akumulatora jauda.
4. Palielinās akumulatora separatora pretestība
Litija bateriju separators kļūs stingrāks zemas temperatūras apstākļos, izraisot litija jonu pretestības izkļūšanu caur separatoru, kas arī ietekmēs akumulatora veiktspēju.
5. Samazinās akumulatora komponentu termiskā stabilitāte
Zemas temperatūras vidē akumulatora komponentu termiskā stabilitāte samazinās, un akumulatora iekšējā temperatūra, visticamāk, paaugstināsies. Pārāk augsta temperatūra var negatīvi ietekmēt akumulatora darbību.
6. Litijs tiek nogulsnēts no negatīvā elektroda: zemas temperatūras vidē litijs tiek nopietni nogulsnēts no litija jonu akumulatoru negatīvā elektroda, un izgulsnētais metāliskais litijs reaģē ar elektrolītu, un produkta nogulsnēšanās izraisa cietās vielas biezumu. elektrolīta saskarne (SEI), lai palielinātu. Tas ietekmē litija jonu transportēšanu un akumulatora veiktspēju.
7. Litija jonu akumulatoru litija jonu dispersijas pretestības palielināšanās zemā temperatūrā: tas ir viens no svarīgākajiem faktoriem, kas ietekmē litija jonu akumulatoru darbību zemā temperatūrā. Zemā temperatūrā litija jonu dispersijas pretestība elektrolītā palielinās, izraisot litija jonu pārraides ātruma palēnināšanos, tādējādi ietekmējot akumulatora kapacitāti.
Risinājumi
1. Uzlabot elektrolīta darbību zemā temperatūrā Uzlabojot elektrolīta formulu un sastāvu un samazinot tā viskozitāti zemas temperatūras apstākļos, var palielināt litija jonu difūzijas ātrumu elektrolītā, tādējādi uzlabojot akumulatora veiktspēju. Piemēram, var izmantot jaunus organiskos šķīdinātājus vai izmantot piedevas, lai samazinātu elektrolīta viskozitāti.
2. Optimizēt aktīvo vielu struktūru un sastāvu
Mainot aktīvā materiāla struktūru un sastāvu, var uzlabot tā atgriezeniskumu zemas temperatūras apstākļos. Piemēram, var izmantot jauna veida aktīvā materiāla pārklājumus vai mainīt aktīvā materiāla daļiņu izmēru un formu.
3. Uzlabot diafragmas materiālu un struktūru
Jaunu membrānas materiālu un konstrukciju izmantošana var uzlabot tās mīkstumu un elpojamību zemas temperatūras apstākļos, samazinot litija jonu pretestību, kas iet caur separatoru, tādējādi uzlabojot akumulatora veiktspēju. Piemēram, varat izmantot porainu membrānu vai kompozītmateriālu membrānu.
4. Stiprināt akumulatora siltuma pārvaldību
Nostiprinot akumulatora siltuma pārvaldību, akumulatora iekšējo temperatūru var uzturēt stabilu un izvairīties no pārkaršanas ietekmes uz akumulatora darbību. Piemēram, akumulatora blokam var pievienot siltuma izkliedes ierīci vai optimizēt akumulatora bloka siltuma izkliedes dizainu. Turklāt akumulatora darbības temperatūru var regulēt arī, izmantojot inteliģentas uzlādes un izlādes kontroles stratēģijas. Piemēram, uzlādes procesā tiek kontrolēts strāvas lielums un laiks, lai izvairītos no pārāk augsta akumulatora temperatūras; izlādes procesa laikā darbs tiek laikus apturēts, lai pazeminātu akumulatora temperatūru. Šie pasākumi var palīdzēt uzturēt stabilu temperatūru akumulatorā un uzlabot akumulatora veiktspēju.
