Lityum-ion batareyalardan foydalanish past haroratli muhitda cheklangan, chunki ularning zaryadsizlanish qobiliyati keskin pasayadi va ularni past haroratlarda zaryad qilish mumkin emas. Past haroratli zaryadlash vaqtida akkumulyatorning grafit elektrodiga lityum ionlarining kiritilishi va lityum qoplama reaktsiyasi birgalikda mavjud bo'lib, bir-biri bilan raqobatlashadi. Past harorat sharoitida grafitdagi litiy ionlarining tarqalishi inhibe qilinadi va elektrolitning o'tkazuvchanligi pasayadi, bu esa kiritish tezligining pasayishiga olib keladi. Grafit yuzasida lityum qoplama reaktsiyasi ko'proq sodir bo'ladi.
Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, sig'imi 3500 mA / soat bo'lgan batareya, agar -10 darajali muhitda ishlatilsa, 100 dan kam zaryadlash va zaryadsizlanish tsiklidan so'ng, batareya quvvati 500 mA / soatgacha keskin pasayadi va asosan bekor qilinadi. Ya'ni, -10 darajali ish muhitida elektr transport vositasi kuniga bir marta quvvatlansa va zaryadsizlansa, uch oydan so'ng akkumulyatorni chiqarib tashlash va yangisiga almashtirish kerak bo'ladi.
Lityum temir fosfat batareyalarining past haroratli ishlashiga ta'sir qiluvchi sabablar:
1. Ijobiy elektrod tuzilishi
Ijobiy elektrod materialining uch o'lchovli tuzilishi lityum temir fosfat batareyalarining diffuziya tezligini, ayniqsa past haroratlarda cheklaydi. Turli xil musbat elektrod materiallari turli xil uch o'lchovli tuzilmalarga ega. Hozirgi vaqtda elektr transport vositalari uchun lityum-ionli batareyalarda ishlatiladigan muhim ijobiy elektrod materiallari lityum temir fosfat, nikel kobalt marganets uchlik materiallari va lityum marganets oksidi hisoblanadi. Lityum temir fosfat batareyalarining zaryadsizlanish quvvati -20 daraja haroratda xona haroratining 67,38% ga yetishi mumkin, nikel kobalt marganets uchlik batareyalari esa 70,1% ga yetishi mumkin.
2. Yuqori erish nuqtasi erituvchi
Elektrolitning aralash erituvchisida yuqori erish nuqtasi erituvchilar mavjudligi sababli, past haroratlarda lityum-ionli akkumulyator elektrolitining viskozitesi ortadi. Harorat juda past bo'lsa, elektrolitlarning qotib qolishi sodir bo'lib, elektrolitdagi litiy ionlarining uzatish tezligining pasayishiga olib keladi.
3. Litiy ionlarining tarqalish tezligi
Grafit manfiy elektrodlardagi litiy ionlarining diffuziya tezligi past harorat sharoitida pasayadi. Past haroratli muhitda lityum-ion batareyalarning zaryad o'tkazuvchanligining ortishi grafit salbiy elektroddagi lityum ionlarining diffuziya tezligining pasayishiga olib keladi, bu lityum temir fosfat batareyalarining past haroratli ishlashiga ta'sir qiluvchi muhim sababdir.
4. SEI membranasi
Past haroratli muhitda lityum temir fosfat batareyalarining salbiy elektrodidagi SEI plyonkasi qalinlashadi va SEI plyonkasining empedansi kuchayadi, bu esa SEI plyonkasida lityum ionlarining o'tkazuvchanlik tezligini pasayishiga olib keladi. Oxir oqibat, past haroratli muhitda zaryadlash va zaryadlash paytida hosil bo'lgan qutblanish zaryadlash va tushirish samaradorligini pasaytiradi.
5. Ishlab chiqarish muhiti
Ko'p kimyoviy xom ashyo va murakkab jarayonlarga ega bo'lgan yuqori texnologiyali mahsulot sifatida lityum temir fosfat batareyalari ishlab chiqarish muhitida harorat, namlik, chang va boshqa omillar uchun yuqori talablarga ega. To'g'ri nazorat qilinmasa, batareya sifati o'zgarib turadi.
Xulosa: Hozirgi vaqtda lityum temir fosfat batareyalarining past haroratli ishlashiga ko'plab omillar ta'sir qiladi, masalan, ijobiy elektrodning tuzilishi, batareyaning turli qismlarida lityum ionlarining migratsiya tezligi, SEI plyonkasining qalinligi va kimyoviy tarkibi, va elektrolitda litiy tuzlari va erituvchilarni tanlash. Past haroratli ishlash lityum-ion batareyalarni elektr transport vositalari, maxsus maydonlar va ekstremal muhitda qo'llashni cheklaydi. Ajoyib past haroratli lityum-ion batareyalarni ishlab chiqish bozorda dolzarb talab hisoblanadi.
