Uticaj niskotemperaturnog punjenja na litijumske baterije je nepovratan

Punjenje ili pražnjenje baterija na niskim temperaturama će uzrokovati nepovratno oštećenje baterije, uzrokujući pad kapaciteta i ozbiljne sigurnosne rizike. Dugotrajno skladištenje na ultra niskim temperaturama (-20 stepen) će također uzrokovati nepovratno oštećenje baterije i smanjiti njen kapacitet.

1. Cijeli proces punjenja litijum-jonske baterije na niskoj temperaturi

Pozitivna faza litijum-jonskih baterija je uglavnom ternarna (NCM), litijum-željezo-fosfatna baterija (LFP) i litijum-kobalt oksidna baterija (LCO), a negativna elektroda je grafitna (Gr). Kada se baterija puni, litijevi joni se kreću od pozitivne konstante rešetke preko elektrolitske dijafragme litijumske baterije do negativne elektrode i postavljaju se u grafitni čvrsti sloj. Prilikom punjenja i pražnjenja može se shvatiti da izlazi iz čvrstog sloja grafitne negativne elektrode i zatim se vraća na pozitivnu konstantu rešetke.

Kada je temperatura strukture litijum-jonske baterije i procesa punjenja i pražnjenja niska, performanse molekularnog kretanja se smanjuju, cijela brzina reakcije i proces prijenosa materijala će se usporiti, tako da je najočitija sporost u bateriji litijum- ion/ Transport molekula litijuma u čvrstom sloju grafita (negativna elektroda) i konstanta rešetke pozitivnog reda. Zbog toga se mnogo litijuma taloži u električnom stepenu i stranici elektrolita litijumske baterije. Kada se baterija puni, litijum ioni se ne mogu stisnuti u sloj grafita i ostat će na površini negativne elektrode, pretvarajući se u metalni litijum i akumulirajući u litijum dendrite. Tokom punjenja i pražnjenja, litijum joni se istiskuju na površini konstante rešetke pozitivnog stepena, što može lako izazvati pucanje pozitivnog stepena.

2. Punjenje baterije pri niskoj temperaturi uzrokuje taloženje litijuma, što rezultira očiglednim sigurnosnim rizicima

Proces rasta litijum dendrita: Prilikom punjenja normalne baterije, litijum ioni ulaze u čvrsti sloj grafita na uredan način, izazivajući interkalaciju. Međutim, prilikom punjenja baterije niske temperature, litijum ioni se ne mogu stisnuti u sloj grafita i uvek će ih apsorbovati elektronski uređaj na površini negativne elektrode i postati metalni litijum, što rezultira reakcijom konverzije (razlika potencijala reakcije je niže od reakcije interkalacije, što se može shvatiti kao teže da se odvija.Međutim, teško je da se supstance u interkalacionoj reakciji šire, što uzrokuje da se reakcija konverzije lako odvija na niskim temperaturama) i akumuliraju se u litijum dendrite. Kao što smo svi naučili u devetom razredu hemije, metalni litijum je veoma reaktivan i može odmah da reaguje sa elektrolitom litijumske baterije. Rezultirajuće hemijske komponente su također nepovratne, uzrokujući gubitak kapaciteta. Osim toga, metalni litijum nastavlja da raste i razvija se, a vrlo je lako probiti dijafragmu i spojiti se sa pozitivnim stepenom, uzrokujući unutrašnji kvar kratkog spoja i lako izazivajući ozbiljnije bezbednosne nesreće.

3. Punjenje i pražnjenje pri niskoj temperaturi izazivaju pucanje čestica pozitivnog nivoa

Tokom niskotemperaturnog punjenja i pražnjenja, litijum joni se istiskuju na površini konstante rešetke pozitivnog nivoa, što može lako dovesti do pucanja aktivnih čestica pozitivnog nivoa. S jedne strane, uzrokuje štetu pozitivnim energetskim sirovinama, uzrokujući oštećenje kapaciteta. Osim toga, taloženje viška kemijskih elemenata u pozitivnoj elektrodi će se prenijeti na površinu negativne elektrode i pretvoriti u metalne čestice, izazivajući stvaranje akumulacije litijuma.

4. Skladištenje na niskoj temperaturi smanjuje kapacitet baterije

Nedavno su neki istraživači otkrili da je baterija držana na niskoj temperaturi samo 48 sati, a zatim stavljena na sobnu temperaturu da se odmori, a zatim je testiran kapacitet. Utvrđeno je da će za baterije koje su natopljene visokom temperaturom dugo vremena, kapacitet biti smanjen za 3,2% kada se pune malom brzinom (sporo punjenje), ali kada se pune velikom brzinom (brzo punjenje), kapacitet će biti smanjen. smanjen za 6%.

Faktori koji dovode do smanjenja kapaciteta su:

1) Niska temperatura pogoršava pucanje pozitivnog stupnja.

2) Niska temperatura će vjerovatno uzrokovati rotaciju čestica pozitivnog nivoa, uzrokujući da se odvoje od ljepila i izgube fotoelektrokatalitičku aktivnost.