Ann an àrainneachd teòthachd ìosal, chan eil coileanadh bataraidh lithium-ion air leth freagarrach.Nuair a bhios bataraidhean lithium-ion air an cleachdadh gu cumanta ag obair aig -10 ° C, thèid an cosgais as àirde agus an comas sgaoilidh agus an bholtadh crìochnachaidh a lughdachadh gu mòr an taca ris an teòthachd àbhaisteach [6], nuair a thuiteas an teòthachd sgaoilidh gu -20 ° C, bidh an comas a tha ri fhaighinn eadhon air a lughdachadh gu 1/3 aig teòthachd an t-seòmair 25 ° C, nuair a tha an teòthachd sgaoilidh nas ìsle, chan urrainn dha cuid de bataraidhean lithium eadhon cosgais agus leigeil ma sgaoil, a ’dol a-steach do staid“ bataraidh marbh ”.
1, Feartan bataraidhean lithium-ion aig teòthachd ìosal
(1) Macroscopic
Tha na h-atharrachaidhean àbhaisteach de bhataraidh lithium-ion aig teòthachd ìosal mar a leanas: le lùghdachadh leantainneach ann an teòthachd, an aghaidh ohmic agus an aghaidh polarization àrdachadh ann an diofar ìrean;Tha bholtadh sgaoilidh bataraidh lithium-ion nas ìsle na an teòthachd àbhaisteach.Nuair a bhios tu a’ cur cosgais agus a’ faighinn a-mach aig teòthachd ìosal, bidh an bholtachd obrachaidh aige ag èirigh no a’ tuiteam nas luaithe na an teòthachd àbhaisteach, a’ leantainn gu lùghdachadh mòr anns a’ chomas cleachdaidh is cumhachd as àirde aige.
(2) Gu microscopach
Tha atharrachaidhean coileanaidh bataraidhean lithium-ion aig teòthachd ìosal gu ìre mhòr mar thoradh air buaidh nam feartan cudromach a leanas.Nuair a tha an teòthachd àrainneachd nas ìsle na -20 ℃, bidh an electrolyte leaghan a ’daingneachadh, bidh an slaodachd aige ag àrdachadh gu mòr, agus bidh an giùlan ionic aige a’ lughdachadh.Tha sgaoileadh ion lithium ann an stuthan electrode adhartach is àicheil slaodach;Tha ian lithium duilich a mhilleadh, agus tha an sgaoileadh ann am film SEI slaodach, agus tha an àrdachadh ann am bacadh gluasad cosgais.Tha an duilgheadas lithium dendrite gu sònraichte follaiseach aig teòthachd ìosal.
2, Gus fuasgladh fhaighinn air coileanadh teòthachd ìosal bataraidhean lithium-ion
Dealbhaich siostam leaghan electrolytic ùr gus coinneachadh ris an àrainneachd teòthachd ìosal;Leasaich structar electrode adhartach is àicheil gus astar an tar-chuir a luathachadh agus an astar tar-chuir a ghiorrachadh;Smachd air eadar-aghaidh electrolyte cruaidh adhartach is àicheil gus casg a chuir air casg.
(1) cuir-ris electrolyte
San fharsaingeachd, is e cleachdadh stuthan cur-ris gnìomh aon de na dòighean as èifeachdaiche agus as eaconomach gus coileanadh teothachd ìosal a’ bhataraidh a leasachadh agus cuideachadh le bhith a’ cruthachadh am film SEI air leth.Aig an àm seo, is e na prìomh sheòrsan cur-ris cuir-ris stèidhichte air isocyanate, cuir-ris stèidhichte air sulbhur, cuir-ris lionn ionic agus cuir-ris salann lithium neo-organach.
Mar eisimpleir, cuir-ris stèidhichte air pronnasg dimethyl sulfite (DMS), le gnìomhachd lughdachadh iomchaidh, agus leis gu bheil na toraidhean lughdachadh aige agus ceangal ion lithium nas laige na vinyl sulfate (DTD), le bhith a’ lughdachadh cleachdadh stuthan cur-ris organach àrdaichidh am bacadh eadar-aghaidh, gus a giùlan ionic nas seasmhaiche agus nas fheàrr den fhilm eadar-aghaidh electrode àicheil.Tha seasmhach àrd dielectric agus raon teòthachd obrachaidh farsaing aig na h-eistirean sulfite a tha air an riochdachadh le dimethyl sulfite (DMS).
(2) Fuasgladh an electrolyte
Is e an electrolyte bataraidh lithium-ion traidiseanta 1 mol de lithium hexafluorophosphate (LiPF6) a sgaoileadh a-steach do fhuasgladh measgaichte, leithid EC, PC, VC, DMC, methyl ethyl carbonate (EMC) no diethyl carbonate (DEC), far a bheil an co-dhèanamh de bheir an t-solventach, puing leaghaidh, seasmhach dielectric, slaodachd agus co-chòrdalachd le salann lithium buaidh mhòr air teòthachd obrachaidh a’ bhataraidh.Aig an àm seo, tha an electrolyte malairteach furasta a dhaingneachadh nuair a thèid a chuir a-steach don àrainneachd teòthachd ìosal de -20 ℃ agus gu h-ìosal, tha an seasmhach dielectric ìosal a ’dèanamh an salann lithium duilich a sgaradh, agus tha an slaodachd ro àrd gus am bataraidh a dhèanamh an aghaidh agus ìosal àrd-ùrlar bholtaids.Faodaidh coileanadh teothachd ìosal nas fheàrr a bhith aig bataraidhean lithium-ion le bhith a’ dèanamh an fheum as fheàrr den cho-mheas fuasglaidh a th’ ann mar-thà, leithid le bhith a’ dèanamh an fheum as fheàrr de chruthachadh electrolyte (EC: PC: EMC = 1: 2: 7) gus am bi A electrode àicheil TiO2 (B) / graphene A. comas ~ 240 mA h g-1 aig -20 ℃ agus 0.1 A g-1 dùmhlachd gnàthach.No leasaich fuasglaidhean electrolyte aig teòthachd ìosal ùr.Tha droch choileanadh bataraidhean lithium-ion aig teòthachd ìosal gu ìre mhòr co-cheangailte ri leaghadh slaodach Li + rè pròiseas Li + a’ fighe a-steach don stuth electrode.Faodar stuthan le lùth ceangail ìosal eadar Li + agus moileciuilean fuasglaidh, leithid 1, 3-dioxopentylene (DIOX), a thaghadh, agus bithear a’ cleachdadh titanate lithium nanoscale mar an stuth electrode gus an deuchainn bataraidh a chruinneachadh gus dìoladh a dhèanamh airson co-èifeachd sgaoilidh nas lugha den stuth electrode aig teòthachd ultra-ìosal, gus coileanadh nas fheàrr aig teòthachd ìosal a choileanadh.
(3) salann lithium
Aig an àm seo, tha giùlan àrd aig an ian LiPF6 malairteach, tha riatanasan taiseachd àrd san àrainneachd, seasmhachd teirmeach truagh, agus droch ghasaichean leithid HF ann an ath-bhualadh uisge furasta a bhith ag adhbhrachadh cunnartan sàbhailteachd.Tha am film electrolyte cruaidh a chaidh a thoirt a-mach le lithium difluoroxalate borate (LiODFB) seasmhach gu leòr agus tha coileanadh teòthachd ìosal nas fheàrr agus coileanadh ìre nas àirde.Tha seo air sgàth gu bheil na buannachdan aig LiODFB an dà chuid lithium dioxalate borate (LiBOB) agus LiBF4.
3. Geàrr-chunntas
Bidh mòran thaobhan leithid stuthan electrode agus electrolytes a’ toirt buaidh air coileanadh teòthachd ìosal bataraidhean lithium-ion.Faodaidh leasachadh coileanta bho ioma-shealladh leithid stuthan electrode agus electrolyte tagradh agus leasachadh bataraidhean lithium-ion a bhrosnachadh, agus tha an dùil tagradh bataraidhean lithium math, ach feumar an teicneòlas a leasachadh agus a choileanadh ann an tuilleadh rannsachaidh.
Ùine puist: Iuchar-27-2023