Polprevodniškinizkotemperaturne litijeve baterijekažejo nizke elektrokemijske lastnosti pri nizkih temperaturah.Polnjenje litij-ionske baterije pri nizki temperaturi bo ustvarilo toploto v kemični reakciji pozitivnih in negativnih elektrod, kar bo povzročilo pregrevanje elektrod.Zaradi nestabilnosti pozitivnih in negativnih elektrod pri nizkih temperaturah je enostavno povzročiti reakcijo elektrolita, da nastanejo zračni mehurčki in obarjanje litija, kar uniči elektrokemično delovanje.Zato je nizka temperatura neizogiben proces v procesu staranja baterije.
Temperatura polnjenja litij-ionske baterije je pri nizki temperaturi prenizka, kar bo poškodovalo pozitivne in negativne elektrode.Ko je temperatura polnjenja baterije nižja od sobne temperature, pozitivna elektroda baterije reagira in termično razpade, plin in toplota, ki nastaneta, pa se kopičita v plinu, ki nastane v pozitivni elektrodi, kar povzroči širjenje celice.Če je temperatura med praznjenjem prenizka, bodo poli postali nestabilni.Da bi ohranili aktivnost negativne elektrode in pozitivne elektrode, je treba baterijo polniti neprekinjeno, zato je treba aktivni material pozitivne elektrode med polnjenjem čim dlje držati v določenem položaju.
Zmogljivost baterije hitreje upada med nizkimi temperaturami in pomembno vpliva na življenjsko dobo baterije.Nizkotemperaturno polnjenje vodi do prevelikih sprememb prostornine v pozitivnih in negativnih elektrodah, kar posledično povzroči nastanek litijevih dendritov in tako vpliva na delovanje baterije.Izguba moči in poslabšanje zmogljivosti med ciklom polnjenja/praznjenja je prav tako glavni dejavnik, ki vpliva na življenjsko dobo baterije, razgradnja katode LiCoSiO 2 in katode LiCoSiO 2 pri visokih temperaturah pa skupaj s trdnim elektrolitom ustvarja plin in mehurčke, kar vpliva na življenjska doba baterije.Reakcija pozitivnih in negativnih elektrod z elektrolitom pri nizki temperaturi ustvarja mehurčke, ki destabilizirajo pozitivne in negativne elektrode med ciklom baterije in tako povzročijo hitro zmanjšanje zmogljivosti baterije.
Podaljšanje življenjskega cikla je odvisno od stanja izpraznjenosti baterije in koncentracije litijevih ionov med polnjenjem.Visoka koncentracija litijevih ionov bo zavirala ciklično delovanje baterije, medtem ko bo nizka koncentracija litija zavirala ciklično delovanje baterije.Ker bo polnjenje pri nizki temperaturi povzročilo burno reakcijo elektrolita, kar bo vplivalo na reakcijo pozitivne in negativne elektrode, kar bo povzročilo interakcijo med aktivnimi snovmi pozitivne in negativne elektrode, kar bo povzročilo reakcijo negativne elektrode in proizvedlo veliko količino plina in vode, s čimer se poveča toplota baterije.Ko je koncentracija litijevih ionov nižja od 0,05 %, je življenjska doba cikla samo 2-krat/dan;ko je polnilni tok baterije višji od 0,2 A/C, lahko sistem cikla vzdržuje 8-10 krat/dan, medtem ko lahko, ko je koncentracija litijevega dendrita nižja od 0,05 %, sistem cikla vzdržuje 6-7 krat/dan .
Pri nizki temperaturi bo prišlo do izgube vode v negativni elektrodi in diafragmi Li-ionske baterije, kar bo povzročilo zmanjšanje zmogljivosti cikla in polnilne zmogljivosti baterije;polarizacija materiala pozitivne elektrode bo povzročila tudi krhko deformacijo materiala negativne elektrode, kar bo povzročilo nestabilnost mreže in pojav prenosa naboja;izhlapevanje, izhlapevanje, desorpcija, emulgiranje in obarjanje elektrolita bo prav tako povzročilo zmanjšanje ciklične zmogljivosti baterije.V baterijah LFP se aktivni material na površini baterije postopoma zmanjšuje, ko se število polnjenj in praznjenj povečuje, zmanjšanje aktivnega materiala pa bo povzročilo zmanjšanje zmogljivosti baterije;med postopkom polnjenja in praznjenja, ko se število polnjenj in praznjenj poveča, se aktivni material na vmesniku ponovno sestavi v trdno in zanesljivo strukturo baterije, zaradi česar je baterija bolj trpežna in varna.
Čas objave: 15. nov. 2022