लिथियम ब्याट्री को कम तापमान प्रदर्शन

कम तापमान वातावरणमा, लिथियम-आयन ब्याट्री प्रदर्शन आदर्श छैन। सामान्यतया प्रयोग हुने लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूले -१० डिग्री सेल्सियसमा काम गर्दा, तिनीहरूको अधिकतम चार्ज र डिस्चार्ज क्षमता र टर्मिनल भोल्टेज सामान्य तापक्रमको तुलनामा उल्लेखनीय रूपमा कम हुनेछ [६], जब डिस्चार्जको तापक्रम -२० डिग्री सेल्सियसमा झर्छ, उपलब्ध क्षमता हुनेछ। कोठाको तापमान 25 डिग्री सेल्सियसमा 1/3 मा पनि घटाउन सकिन्छ, जब डिस्चार्ज तापमान कम हुन्छ, केहि लिथियम ब्याट्रीहरूले "मृत ब्याट्री" स्थितिमा प्रवेश गरेर, चार्ज र डिस्चार्ज गतिविधिहरू पनि गर्न सक्दैनन्।

1, कम तापमान मा लिथियम आयन ब्याट्री को विशेषताहरु
(१) म्याक्रोस्कोपिक
निम्न तापक्रममा लिथियम-आयन ब्याट्रीको विशेषता परिवर्तनहरू निम्नानुसार छन्: तापमानको निरन्तर कमीको साथ, ओमिक प्रतिरोध र ध्रुवीकरण प्रतिरोध विभिन्न डिग्रीहरूमा बढ्छ; लिथियम-आयन ब्याट्रीको डिस्चार्ज भोल्टेज सामान्य तापमान भन्दा कम छ। कम तापक्रममा चार्ज र डिस्चार्ज गर्दा, यसको अपरेटिङ भोल्टेज सामान्य तापक्रममा भन्दा छिटो बढ्छ वा घट्छ, जसले गर्दा यसको अधिकतम प्रयोगयोग्य क्षमता र शक्तिमा उल्लेखनीय कमी आउँछ।

(2) माइक्रोस्कोपिकली
कम तापमानमा लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूको प्रदर्शन परिवर्तनहरू मुख्य रूपमा निम्न महत्त्वपूर्ण कारकहरूको प्रभावको कारण हुन्। जब परिवेशको तापमान -20 ℃ भन्दा कम हुन्छ, तरल इलेक्ट्रोलाइट ठोस हुन्छ, यसको चिपचिपापन तीव्र रूपमा बढ्छ, र यसको आयनिक चालकता घट्छ। सकारात्मक र नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्रीमा लिथियम आयन प्रसार ढिलो छ; लिथियम आयन विघटन गर्न गाह्रो छ, र SEI फिल्ममा यसको प्रसारण ढिलो छ, र चार्ज ट्रान्सफर प्रतिबाधा बढ्छ। कम तापमानमा लिथियम डेन्ड्राइट समस्या विशेष गरी प्रमुख छ।

2, लिथियम आयन ब्याट्री को कम तापमान प्रदर्शन समाधान गर्न
कम तापमान वातावरण पूरा गर्न एक नयाँ इलेक्ट्रोलाइटिक तरल प्रणाली डिजाइन; प्रसारण गति तेज गर्न र प्रसारण दूरी छोटो गर्न सकारात्मक र नकारात्मक इलेक्ट्रोड संरचना सुधार गर्नुहोस्; प्रतिबाधा कम गर्न सकारात्मक र नकारात्मक ठोस इलेक्ट्रोलाइट इन्टरफेस नियन्त्रण गर्नुहोस्।

(1) इलेक्ट्रोलाइट additives
सामान्यतया, कार्यात्मक additives को प्रयोग ब्याट्री को कम तापमान प्रदर्शन सुधार गर्न र आदर्श SEI फिल्म गठन गर्न मद्दत गर्न को लागी एक प्रभावकारी र आर्थिक तरिका हो। वर्तमानमा, मुख्य प्रकारका additives isocyanate आधारित additives, सल्फर आधारित additives, ionic liquid additives र अजैविक लिथियम नुन additives हुन्।

उदाहरण को लागी, डाइमिथाइल सल्फाइट (DMS) सल्फर आधारित additives, उपयुक्त घटाउने गतिविधि संग, र यसको कमी उत्पादनहरु र लिथियम आयन बाइन्डिंग vinyl सल्फेट (DTD) भन्दा कमजोर भएको कारण, जैविक additives को उपयोग को कम गर्न को लागी इन्टरफेस प्रतिबाधा बढ्छ, निर्माण गर्न को लागी। नकारात्मक इलेक्ट्रोड इन्टरफेस फिल्म को अधिक स्थिर र राम्रो आयनिक चालकता। डाइमिथाइल सल्फाइट (DMS) द्वारा प्रतिनिधित्व गरिएको सल्फाइट एस्टरहरूमा उच्च डाइलेक्ट्रिक स्थिर र फराकिलो सञ्चालन तापमान दायरा हुन्छ।

(2) इलेक्ट्रोलाइट को विलायक
परम्परागत लिथियम-आयन ब्याट्री इलेक्ट्रोलाइटले 1 mol लिथियम हेक्साफ्लोरोफोस्फेट (LiPF6) लाई मिश्रित विलायकमा भंग गर्ने हो, जस्तै EC, PC, VC, DMC, मिथाइल इथाइल कार्बोनेट (EMC) वा डाइथाइल कार्बोनेट (DEC), जहाँ को संरचना। विलायक, पिघलने बिन्दु, डाइलेक्ट्रिक स्थिरता, चिपचिपापन र लिथियम नुनसँग अनुकूलताले ब्याट्रीको सञ्चालन तापमानलाई गम्भीर रूपमा असर गर्नेछ। हाल, कमर्शियल इलेक्ट्रोलाइटलाई -20 डिग्री सेल्सियस र तलको कम तापक्रम वातावरणमा लागू गर्दा ठोस बनाउन सजिलो छ, कम डाइलेक्ट्रिक स्थिरताले लिथियम नुनलाई अलग गर्न गाह्रो बनाउँछ, र ब्याट्रीको आन्तरिक प्रतिरोध र कम गर्न चिपचिपापन धेरै उच्च छ। भोल्टेज प्लेटफर्म। लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूले विद्यमान विलायक अनुपातलाई अनुकूलन गरेर राम्रो कम-तापमान प्रदर्शन गर्न सक्छ, जस्तै इलेक्ट्रोलाइट फॉर्म्युलेसन (EC:PC:EMC=1:2:7) लाई अप्टिमाइज गरेर ताकि TiO2(B)/ graphene नकारात्मक इलेक्ट्रोड A छ। -20℃ मा ~240 mA h g-1 को क्षमता र 0.1 A g-1 वर्तमान घनत्व। वा नयाँ कम तापक्रम इलेक्ट्रोलाइट सॉल्भेन्टहरू विकास गर्नुहोस्। कम तापक्रममा लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूको खराब प्रदर्शन मुख्यतया इलेक्ट्रोड सामग्रीमा Li+ इम्बेड गर्ने प्रक्रियाको क्रममा Li+ को ढिलो विघटनसँग सम्बन्धित छ। Li+ र 1, 3-dioxopentylene (DIOX) जस्ता विलायक अणुहरू बीच कम बाध्यकारी उर्जा भएका पदार्थहरू चयन गर्न सकिन्छ, र नानोस्केल लिथियम टाइटानेटलाई ब्याट्री परीक्षण जम्मा गर्न इलेक्ट्रोड सामग्रीको रूपमा प्रयोग गरिन्छ। अल्ट्रा-कम तापमानमा इलेक्ट्रोड सामग्री, ताकि राम्रो कम-तापमान प्रदर्शन प्राप्त गर्न।

(3) लिथियम नुन
हाल, व्यावसायिक LiPF6 आयन उच्च चालकता छ, वातावरणमा उच्च आर्द्रता आवश्यकताहरू, कमजोर थर्मल स्थिरता, र पानी प्रतिक्रियामा HF जस्ता खराब ग्यासहरू सुरक्षा खतराहरू निम्त्याउन सजिलो छ। लिथियम difluoroxalate बोरेट (LiODFB) द्वारा उत्पादित ठोस इलेक्ट्रोलाइट फिल्म पर्याप्त स्थिर छ र राम्रो कम तापमान प्रदर्शन र उच्च दर प्रदर्शन छ। यो किनभने LiODFB सँग लिथियम डाइअक्सालेट बोरेट (LiBOB) र LiBF4 दुवैका फाइदाहरू छन्।

3. सारांश
लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूको कम तापमान प्रदर्शन धेरै पक्षहरू जस्तै इलेक्ट्रोड सामग्री र इलेक्ट्रोलाइट्स द्वारा प्रभावित हुनेछ। इलेक्ट्रोड सामग्री र इलेक्ट्रोलाइट जस्ता बहु परिप्रेक्ष्यहरूबाट व्यापक सुधारले लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूको अनुप्रयोग र विकासलाई बढावा दिन सक्छ, र लिथियम ब्याट्रीहरूको अनुप्रयोगको सम्भावना राम्रो छ, तर प्रविधिलाई थप अनुसन्धानमा विकास र सिद्ध गर्न आवश्यक छ।