عملکرد باتری لیتیومی در دمای پایین حالت جامد

حالت جامدباتری های لیتیومی با دمای پاییندر دماهای پایین عملکرد الکتروشیمیایی پایینی از خود نشان می دهند. شارژ باتری لیتیوم یون در دمای پایین باعث تولید گرما در واکنش شیمیایی الکترودهای مثبت و منفی می شود و در نتیجه الکترود بیش از حد گرم می شود. به دلیل ناپایداری الکترودهای مثبت و منفی در دماهای پایین، به راحتی می توان واکنش الکترولیت را برای تولید حباب های هوا و رسوب لیتیوم ایجاد کرد و در نتیجه عملکرد الکتروشیمیایی را از بین برد. بنابراین دمای پایین یک فرآیند اجتناب ناپذیر در فرآیند پیری باتری است.

دمای تخلیه خیلی پایین است

دمای شارژ باتری لیتیوم یون در دمای پایین بسیار پایین است که به الکترودهای مثبت و منفی آسیب می رساند. هنگامی که دمای شارژ باتری کمتر از دمای اتاق باشد، الکترود مثبت باتری واکنش نشان می دهد و از نظر حرارتی تجزیه می شود و گاز و گرمای تولید شده در گاز تشکیل شده در الکترود مثبت جمع می شود و باعث انبساط سلول می شود. اگر در حین تخلیه دما خیلی پایین باشد، قطب ها ناپایدار می شوند. برای حفظ فعالیت الکترود منفی و الکترود مثبت، باتری باید به طور مداوم شارژ شود، بنابراین در هنگام شارژ، ماده فعال الکترود مثبت باید تا حد امکان در یک موقعیت خاص نگه داشته شود.

کاهش ظرفیت

ظرفیت باتری در طول چرخه دمای پایین سریعتر از بین می رود و تأثیر قابل توجهی بر عمر باتری دارد. شارژ در دمای پایین منجر به تغییرات حجم بیش از حد در الکترودهای مثبت و منفی می شود که به نوبه خود منجر به تشکیل دندریت های لیتیومی می شود و در نتیجه بر عملکرد باتری تأثیر می گذارد. از دست دادن توان و کاهش ظرفیت در طول چرخه شارژ/دشارژ نیز یکی از عوامل اصلی موثر بر عمر باتری است و تجزیه کاتد LiCoSiO 2 و LiCoSiO 2 در دماهای بالا باعث تولید گاز و حباب به همراه الکترولیت جامد می شود که بر روی باتری تاثیر می گذارد. عمر باتری واکنش الکترودهای مثبت و منفی با الکترولیت در دمای پایین حباب‌هایی تولید می‌کند که الکترودهای مثبت و منفی را در طول چرخه باتری بی‌ثبات می‌کند و در نتیجه باعث می‌شود ظرفیت باتری به سرعت تحلیل رود.

چرخه عمر

طول عمر چرخه به حالت تخلیه باتری و غلظت یون لیتیوم در طول شارژ بستگی دارد. غلظت بالای یون لیتیوم عملکرد چرخشی باتری را مهار می کند، در حالی که غلظت پایین لیتیوم عملکرد چرخشی باتری را مهار می کند. از آنجایی که شارژ در دمای پایین باعث واکنش شدید الکترولیت می شود و در نتیجه بر واکنش الکترود مثبت و منفی تأثیر می گذارد که باعث برهمکنش بین مواد فعال الکترود مثبت و منفی می شود و در نتیجه الکترود منفی واکنش نشان می دهد و مقدار زیادی گاز تولید می کند. آب، در نتیجه گرمای باتری افزایش می یابد. هنگامی که غلظت یون لیتیوم کمتر از 0.05٪ باشد، عمر چرخه فقط 2 بار در روز است. هنگامی که جریان شارژ باتری بالاتر از 0.2 A/C باشد، سیستم چرخه می تواند 8-10 بار در روز را حفظ کند، در حالی که زمانی که غلظت دندریت لیتیوم کمتر از 0.05٪ باشد، سیستم چرخه می تواند 6-7 بار در روز را حفظ کند. .

کاهش عملکرد باتری

در دمای پایین، از دست دادن آب در الکترود منفی و دیافراگم باتری لیتیوم یون رخ می دهد، که منجر به کاهش عملکرد چرخه و ظرفیت شارژ باتری می شود. پلاریزاسیون مواد الکترود مثبت همچنین باعث تغییر شکل شکننده مواد الکترود منفی می شود که منجر به ناپایداری شبکه و پدیده انتقال بار می شود. تبخیر، تبخیر، دفع، امولسیون و رسوب الکترولیت نیز منجر به کاهش عملکرد چرخه باتری می شود. در باتری های LFP، با افزایش تعداد شارژ و دشارژ، مواد فعال روی سطح باتری به تدریج کاهش می یابد و کاهش مواد فعال منجر به کاهش ظرفیت باتری می شود. در طول فرآیند شارژ و دشارژ، با افزایش تعداد شارژ و دشارژ، مواد فعال در رابط دوباره به یک ساختار باتری جامد و قابل اعتماد جمع می‌شوند که باتری را بادوام‌تر و ایمن‌تر می‌کند.


زمان ارسال: نوامبر-15-2022