Alasan dan solusi rendahnya kapasitas baterai lithium di musim dingin
Alasan mengapa kapasitas baterai lithium menurun di musim dingin
1. Viskositas elektrolit meningkat
Elektrolit baterai litium terdiri dari pelarut organik karbonat dan zat terlarut litium heksafluorofosfat. Dalam kondisi suhu rendah, viskositas elektrolit meningkat, dan laju difusi ion litium dalam elektrolit melambat, sehingga mengakibatkan penurunan kinerja baterai.
2. Kompatibilitas antara elektrolit, elektroda negatif, dan pemisah menjadi lebih buruk: Dalam lingkungan bersuhu rendah, kompatibilitas antara elektrolit, elektroda negatif, dan pemisah menjadi lebih buruk, yang akan mempengaruhi transmisi ion litium dan kinerja baterai.
2. Berkurangnya reversibilitas zat aktif
Dalam kondisi suhu rendah, reversibilitas bahan aktif baterai litium berkurang, yang berarti efisiensi baterai selama pengisian dan pengosongan berkurang, sehingga mengakibatkan penurunan kapasitas baterai.
3. Sistem difusi internal bahan aktif berkurang: Di lingkungan bersuhu rendah, sistem difusi internal bahan aktif baterai litium-ion berkurang, dan resistansi transfer muatan (Rct) meningkat secara signifikan. Artinya resistensi terhadap pergerakan ion litium di dalam bahan aktif meningkat sehingga mengakibatkan berkurangnya kapasitas baterai.
4. Resistansi pemisah baterai meningkat
Pemisah baterai litium akan menjadi lebih kaku pada kondisi suhu rendah sehingga menyebabkan hambatan ion litium untuk melewati pemisah, yang juga akan mempengaruhi kinerja baterai.
5. Stabilitas termal komponen baterai menurun
Di lingkungan bersuhu rendah, stabilitas termal komponen baterai menurun, dan suhu internal baterai kemungkinan besar akan meningkat. Suhu yang terlalu tinggi dapat berdampak negatif terhadap kinerja baterai.
6. Litium diendapkan dari elektroda negatif: Dalam lingkungan bersuhu rendah, litium diendapkan secara serius dari elektroda negatif baterai litium-ion, dan litium logam yang diendapkan bereaksi dengan elektrolit, dan pengendapan produk menyebabkan ketebalan padatan. antarmuka elektrolit (SEI) meningkat. Hal ini mempengaruhi pengangkutan ion litium dan kinerja baterai.
7. Peningkatan impedansi dispersi ion litium pada baterai litium-ion pada suhu rendah: Ini adalah salah satu faktor penting yang mempengaruhi kinerja baterai litium-ion pada suhu rendah. Pada suhu rendah, ketahanan dispersi ion litium dalam elektrolit meningkat sehingga menyebabkan kecepatan transmisi ion litium melambat, sehingga mempengaruhi kapasitas baterai.
Solusi
1. meningkatkan kinerja elektrolit pada suhu rendah Dengan memperbaiki formula dan komposisi elektrolit serta mengurangi viskositasnya pada kondisi suhu rendah, laju difusi ion litium dalam elektrolit dapat ditingkatkan, sehingga meningkatkan kinerja baterai. Misalnya, pelarut organik baru dapat digunakan atau bahan tambahan dapat digunakan untuk mengurangi viskositas elektrolit.
2. Mengoptimalkan struktur dan komposisi zat aktif
Dengan mengubah struktur dan komposisi bahan aktif, reversibilitasnya pada kondisi suhu rendah dapat ditingkatkan. Misalnya, pelapis bahan aktif jenis baru dapat digunakan atau ukuran dan bentuk partikel bahan aktif dapat diubah.
3. Memperbaiki material dan struktur diafragma
Penggunaan bahan dan struktur membran baru dapat meningkatkan sifat kelembutan dan sirkulasi udara pada kondisi suhu rendah, mengurangi resistensi ion litium yang melewati pemisah, sehingga meningkatkan kinerja baterai. Misalnya, Anda bisa menggunakan membran berpori atau membran komposit.
4. Memperkuat manajemen termal baterai
Dengan memperkuat manajemen termal baterai, suhu internal baterai dapat tetap stabil dan dampak panas berlebih terhadap kinerja baterai dapat dihindari. Misalnya, perangkat pembuangan panas dapat ditambahkan ke baterai atau desain pembuangan panas pada baterai dapat dioptimalkan. Selain itu, suhu pengoperasian baterai juga dapat disesuaikan melalui strategi kontrol pengisian dan pengosongan yang cerdas. Misalnya, selama proses pengisian daya, ukuran dan waktu arus dikontrol untuk menghindari suhu baterai terlalu tinggi; selama proses pengosongan, pekerjaan dihentikan tepat waktu untuk menurunkan suhu baterai. Langkah-langkah ini dapat membantu menjaga suhu di dalam baterai tetap stabil dan meningkatkan kinerja baterai.
