Төмөн температурада литий-иондук батареянын иштеши идеалдуу эмес. Көбүнчө колдонулган литий-иондук батарейкалар -10°Cде иштегенде, алардын максималдуу заряддоо жана разряддоо сыйымдуулугу жана терминалдык чыңалуу нормалдуу температурага салыштырмалуу [6] кыйла төмөндөйт, разряд температурасы -20°Сге чейин төмөндөгөндө, жеткиликтүү кубаттуулук ал тургай, 25 ° C бөлмө температурасында 1/3 чейин азайтылышы мүмкүн, разряд температурасы төмөн болгондо, кээ бир литий батареялары да "өлүк батарея" абалына кирип, иш-аракеттерди кубаттап жана разряд кыла албайт.
1, төмөнкү температурада литий-иондук батарейкалардын мүнөздөмөлөрү
(1) Макроскопиялык
Төмөнкү температурада литий-иондук аккумулятордун мүнөздүү өзгөрүүлөрү төмөнкүдөй: температуранын тынымсыз төмөндөшү менен омдук каршылык жана поляризациялык каршылык ар кандай даражада жогорулайт; Литий-иондук батареянын разряд чыңалышы кадимки температурадан төмөн. Төмөн температурада заряддоодо жана кубаттоодо анын иштөө чыңалуусу нормалдуу температурага караганда тезирээк көтөрүлөт же төмөндөйт, натыйжада анын максималдуу колдонулуучу кубаттуулугу жана кубаттуулугу бир топ төмөндөйт.
(2) Микроскопиялык
Төмөн температурада литий-иондук батарейкалардын иштешинин өзгөрүшү, негизинен, төмөнкү маанилүү факторлордун таасирине байланыштуу. Айлана-чөйрөнүн температурасы -20℃ төмөн болгондо, суюк электролит катып, анын илешкектүүлүгү кескин жогорулап, иондук өткөргүчтүгү төмөндөйт. Оң жана терс электроддук материалдарда литий ионунун диффузиясы жай жүрөт; Литий ионунун дезолвациясы кыйын жана анын SEI пленкасында өткөрүлүшү жай жүрүп, зарядды өткөрүү импедансы жогорулайт. Литий дендрити маселеси төмөнкү температурада өзгөчө байкалат.
2, литий-иондук батарейкалардын төмөнкү температуралык көрсөткүчтөрүн чечүү үчүн
Төмөн температура чөйрөсүн канааттандыруу үчүн жаңы электролиттик суюктук системасын иштеп чыгуу; берүү ылдамдыгын тездетүү жана берүү аралыкты кыскартуу үчүн оң жана терс электрод структурасын жакшыртуу; Импедансты азайтуу үчүн оң жана терс катуу электролит интерфейсин көзөмөлдө.
(1) электролит кошумчалары
Жалпысынан алганда, функционалдык кошумчаларды колдонуу батареянын төмөнкү температуралык көрсөткүчтөрүн жакшыртуу жана идеалдуу SEI пленкасын түзүүгө жардам берүү үчүн эң натыйжалуу жана үнөмдүү ыкмалардын бири болуп саналат. Азыркы учурда кошумчалардын негизги түрлөрү болуп изоцианаттык негиздеги кошумчалар, күкүрт негизиндеги кошумчалар, иондук суюктуктар жана органикалык эмес литий тузунун кошумчалары саналат.
Мисалы, диметилсульфит (DMS) күкүрттүн негизиндеги кошумчалар, тиешелүү төмөндөтүүчү активдүүлүккө ээ жана анын калыбына келтирүүчү продуктулары жана литий ионунун байланышы винилсульфатка (DTD) караганда алсыз болгондуктан, органикалык кошумчаларды колдонууну жеңилдетүү интерфейстин импедансын жогорулатат, терс электроддун интерфейс пленкасынын дагы туруктуу жана жакшы иондук өткөрүмдүүлүк. Диметилсульфит (ДМС) менен көрсөтүлгөн сульфит эфирлери жогорку диэлектрдик өткөрүмдүүлүккө жана кең иштөө температурасына ээ.
(2) электролиттин эриткичи
Салттуу литий-иондук батареянын электролити 1 моль литий гексафторофосфатты (LiPF6) EC, PC, VC, DMC, метил этил карбонаты (EMC) же диэтил карбонат (DEC) сыяктуу аралаш эриткичке эритүү болуп саналат. эриткич, эрүү температурасы, диэлектрик туруктуулугу, илешкектүүлүк жана литий тузу менен шайкештик батареянын иштөө температурасына олуттуу таасир этет. Азыркы учурда, коммерциялык электролит -20 ℃ жана андан төмөн төмөн температура чөйрөсүнө колдонулганда катаалдануу оңой, аз диэлектрик туруктуулугу литий тузун диссоциациялоону кыйындатат жана илешкектүүлүгү батареянын ички каршылыгын жана төмөн болушу үчүн өтө жогору. чыңалуу платформасы. Литий-иондук батарейкалар төмөнкү температурада жакшыраак иштеши мүмкүн, мисалы, электролиттин формуласын оптималдаштыруу (EC:PC:EMC=1:2:7), TiO2(B)/ графен терс электрод А болушу үчүн учурдагы эриткичтин катышын оптималдаштыруу аркылуу кубаттуулугу ~240 мА ч g-1 -20℃ жана 0,1 A g-1 токтун тыгыздыгы. Же жаңы төмөн температурадагы электролит эриткичтерин иштеп чыгуу. Төмөн температурада литий-иондук батарейкалардын начар иштеши, негизинен, электрод материалына Li+ кирүү процессинде Li+тин жай дезолвациясы менен байланыштуу. Li+ менен эриткичтин молекулаларынын ортосундагы байланыш энергиясы төмөн заттарды, мисалы, 1, 3-диоксопентилен (DIOX) тандаса болот жана наноөлчөмдүү литий титанат электрод материалы катары батареянын сыналышын чогултуу үчүн колдонулат. төмөн температурада жакшыраак иштөө үчүн электрод материалы өтө төмөн температурада.
(3) литий тузу
Азыркы учурда, соода LiPF6 иону жогорку өткөрүмдүүлүккө ээ, чөйрөдө жогорку нымдуулук талаптары, начар жылуулук туруктуулугу жана суу реакциясында HF сыяктуу жаман газдар коопсуздук коркунучун жаратат. Литий difluoroxalate borate (LiODFB) тарабынан өндүрүлгөн катуу электролит пленкасы жетиштүү туруктуу жана жакшыраак төмөн температура көрсөткүчү жана жогорку чен көрсөткүчтөрү бар. Бул LiODFB литий диоксалат борат (LiBOB) жана LiBF4 да артыкчылыктарга ээ, анткени.
3. Жыйынтык
Литий-иондук батарейкалардын төмөнкү температурадагы көрсөткүчтөрүнө электрод материалдары жана электролиттер сыяктуу көптөгөн аспектилер таасир этет. Электрод материалдары жана электролит сыяктуу бир нече көз караштан комплекстүү жакшыртуу литий-иондук батарейкаларды колдонууга жана өнүктүрүүгө көмөктөшөт жана литий батареяларын колдонуу келечеги жакшы, бирок технологияны андан ары изилдөөдө иштеп чыгуу жана өркүндөтүү керек.
Посттун убактысы: 27-июль 2023-ж