Grunden til, at lithium-batterier er bange for kulde, er primært relateret til deres interne kemiske reaktioner og fysiske egenskaber.
1 Nedsættelse af kemisk reaktionshastighed
Under opladning og afladning af lithiumbatterier involverer det migrering af lithiumioner mellem de positive og negative elektroder, såvel som de kemiske reaktioner af elektrodeaktive materialer. Disse reaktioner kræver en vis mængde energi for at overvinde aktiveringsenergibarrieren, hvilket muliggør elektronoverførsel og materialeomdannelse.
I miljøer med lav temperatur vil hastigheden af disse kemiske reaktioner sænkes betydeligt, fordi reaktanternes molekylære bevægelse sænkes, kollisionsfrekvensen falder, og reaktionerne bliver svære at udføre. Derfor vil ydeevnen af lithium-batterier ved lave temperaturer blive påvirket, manifesteret som reduceret kapacitet og nedsat hastighedsydelse.
2 Nedsat opløselighed af elektrodeaktivt materiale
Opløseligheden af elektrodeaktive materialer inde i lithiumbatterier vil falde ved lave temperaturer. Det betyder, at under lave temperaturforhold vil koncentrationen af elektrodeaktive stoffer i elektrolytten falde, hvorved mængden af aktive stoffer, der er tilgængelige for reaktion, reduceres. Dette reducerer yderligere batteriets opladnings- og afladningskapacitet, hvilket fører til et fald i batteriets ydeevne.
3 Nedsat elektrolytfluiditet
Elektrolytten i lithiumbatterier kan blive tyktflydende og endda delvist størknet ved lave temperaturer. Dette vil føre til et fald i elektrolyttens ionledningsevne, det vil sige, at migrationshastigheden af ioner i elektrolytten sænkes.
På grund af ionmigreringens afgørende rolle i batteriopladnings- og -afladningsprocesser påvirker faldet i elektrolytfluiditeten direkte batteriets udgangsspænding og effekt.
4 Batteriets interne modstand øges
I miljøer med lav temperatur vil modstanden af forskellige materialer inde i lithiumbatterier, såsom elektroder og elektrolytter, stige. Dette vil føre til en stigning i batteriets indre modstand og derved reducere dets effektive kapacitet og afladningstid. I mellemtiden vil stigningen i intern modstand også generere mere varme under batteriets opladning og afladning, hvilket yderligere påvirker dets ydeevne og sikkerhed.
5 Negativt elektrodelithiumaflejringsfænomen
Under lavtemperaturopladning kan lithiumioner let danne lithiumdendritter på den negative elektrodeoverflade. Disse lithiumdendritter kan punktere separatoren, hvilket kan forårsage interne kortslutninger i batteriet og potentielt føre til sikkerhedsulykker. Derudover reagerer det udfældede lithiummetal med elektrolytten for at danne aflejringer, hvilket øger tykkelsen af den faste elektrolytgrænseflade (SEI) og påvirker yderligere batteriets ydeevne ved lav temperatur.
6 Hvad er løsningerne til at håndtere frygten for lav temperatur i lithium-batterier
1. Forbedre batterimaterialer og design
Optimer elektrolytten:Brug en ikke-frysende elektrolyt for at sikre god iontransportevne ved lave temperaturer. Forbedre elektrodematerialer og batteristrukturdesign, design rationelt batteriets indre struktur, reducer interne hulrum og forbedre batteriets termiske ledningsevne.
2. Optimering af batteristyringssystem
Intelligent temperaturkontrolsystem:Tilføj temperatursensorer inde i batteriet for at overvåge temperaturændringer i realtid.
Tag opvarmnings- eller afkølingsforanstaltninger i henhold til batteritemperaturen for at sikre, at batteriet kan opretholde en passende arbejdstemperatur i et miljø med lav temperatur.
Batteriforvarmningsteknologi:
Forvarm batteriet til en passende temperatur før brug for at forbedre lithiumbatteriets ydeevne ved lav temperatur.
Dette kan opnås gennem forvarmningsfunktionen i bilens forvarmningssystem eller hjemmeladestationen.
Justering af opladningsstrategi:
Vedtagelse af langsom opladning i miljøer med lav temperatur for at reducere batteriets indre modstand og elektrokemiske reaktionshastighed.
Beskyt batteriet mod skader forårsaget af overopladning og afladning ved at kontrollere batteriets strøm og spænding.
3. Brugerforslag og tiltag
Undgå langtidsparkering ved lav temperatur:Prøv at undgå at parkere køretøjet i et miljø med lav temperatur i lang tid for at reducere det hurtige fald i batteristrøm.
Oplad efter behov:Følg princippet om "oplad efter behov" for at undgå, at batteriet bliver for lavt og påvirker normal brug.
Vælg isoleringsmaterialer af høj kvalitet:Pak lithiumbatteriet ind med specielle isoleringsmaterialer for at øge dets temperatur.
Vær opmærksom på at købe isoleringsmaterialer af høj kvalitet for at sikre isoleringseffektivitet.