Razones y soluciones a la baja capacidad de las baterías de litio en invierno
Razones por las que la capacidad de las baterías de litio disminuye en invierno
1. La viscosidad del electrolito aumenta.
El electrolito de las baterías de litio está compuesto por disolventes orgánicos de carbonato y soluto de hexafluorofosfato de litio. En condiciones de baja temperatura, la viscosidad del electrolito aumenta y la velocidad de difusión de los iones de litio en el electrolito se ralentiza, lo que resulta en una disminución del rendimiento de la batería.
2. La compatibilidad entre el electrolito, el electrodo negativo y el separador empeora: en un ambiente de baja temperatura, la compatibilidad entre el electrolito, el electrodo negativo y el separador empeora, lo que afectará la transmisión de iones de litio y el rendimiento de la batería.
2. Reversibilidad reducida de las sustancias activas.
En condiciones de baja temperatura, la reversibilidad del material activo de las baterías de litio se reduce, lo que significa que la eficiencia de la batería durante la carga y descarga se reduce, lo que resulta en una reducción de la capacidad de la batería.
3. Se reduce el sistema de difusión interna del material activo: en ambientes de baja temperatura, el sistema de difusión interna del material activo de las baterías de iones de litio se reduce y la resistencia de transferencia de carga (Rct) aumenta significativamente. Esto significa que aumenta la resistencia al movimiento de los iones de litio dentro del material activo, lo que resulta en una reducción de la capacidad de la batería.
4. La resistencia del separador de baterías aumenta.
El separador de baterías de litio se volverá más rígido en condiciones de baja temperatura, lo que provocará que la resistencia de los iones de litio pase a través del separador, lo que también afectará el rendimiento de la batería.
5. Disminuye la estabilidad térmica de los componentes de la batería.
En entornos de baja temperatura, la estabilidad térmica de los componentes de la batería disminuye y es más probable que aumente la temperatura interna de la batería. Las temperaturas excesivamente altas pueden afectar negativamente al rendimiento de la batería.
6. El litio se precipita del electrodo negativo: en ambientes de baja temperatura, el litio se precipita seriamente del electrodo negativo de las baterías de iones de litio y el litio metálico precipitado reacciona con el electrolito y la deposición del producto provoca el espesor del sólido. interfaz electrolítica (SEI) para aumentar. Esto afecta al transporte de iones de litio y al rendimiento de la batería.
7. El aumento de la impedancia de dispersión de iones de litio de las baterías de iones de litio a bajas temperaturas: este es uno de los factores importantes que afectan el rendimiento a bajas temperaturas de las baterías de iones de litio. A bajas temperaturas, la resistencia a la dispersión de los iones de litio en el electrolito aumenta, lo que hace que la velocidad de transmisión de los iones de litio disminuya, afectando así la capacidad de la batería.
Soluciones
1. Mejorar el rendimiento del electrolito a baja temperatura. Al mejorar la fórmula y composición del electrolito y reducir su viscosidad en condiciones de baja temperatura, se puede aumentar la tasa de difusión de los iones de litio en el electrolito, mejorando así el rendimiento de la batería. Por ejemplo, se pueden utilizar nuevos disolventes orgánicos o se pueden utilizar aditivos para reducir la viscosidad del electrolito.
2. Optimizar la estructura y composición de las sustancias activas.
Al cambiar la estructura y composición del material activo, se puede mejorar su reversibilidad en condiciones de baja temperatura. Por ejemplo, se pueden utilizar nuevos tipos de recubrimientos de material activo o se puede cambiar el tamaño y la forma de las partículas de material activo.
3. Mejorar el material y la estructura del diafragma.
El uso de nuevos materiales y estructuras de membrana puede mejorar sus propiedades de suavidad y transpirabilidad en condiciones de baja temperatura, reduciendo la resistencia de los iones de litio que pasan a través del separador, mejorando así el rendimiento de la batería. Por ejemplo, puede utilizar una membrana porosa o una membrana compuesta.
4. Fortalecer la gestión térmica de la batería.
Al fortalecer la gestión térmica de la batería, la temperatura interna de la batería se puede mantener estable y se puede evitar el impacto del sobrecalentamiento en el rendimiento de la batería. Por ejemplo, se puede agregar un dispositivo de disipación de calor al paquete de baterías o se puede optimizar el diseño de disipación de calor del paquete de baterías. Además, la temperatura de funcionamiento de la batería también se puede ajustar mediante estrategias inteligentes de control de carga y descarga. Por ejemplo, durante el proceso de carga, se controla el tamaño y el tiempo de la corriente para evitar que la temperatura de la batería sea demasiado alta; Durante el proceso de descarga, el trabajo se detiene de manera oportuna para reducir la temperatura de la batería. Estas medidas pueden ayudar a mantener estable la temperatura dentro de la batería y mejorar su rendimiento.
