Raisons et solutions à la faible capacité des batteries au lithium en hiver
Raisons pour lesquelles la capacité des batteries au lithium diminue en hiver
1. La viscosité de l'électrolyte augmente
L'électrolyte des batteries au lithium est composé de solvants organiques carbonatés et de soluté d'hexafluorophosphate de lithium. Dans des conditions de basse température, la viscosité de l'électrolyte augmente et le taux de diffusion des ions lithium dans l'électrolyte ralentit, entraînant une diminution des performances de la batterie.
La compatibilité entre l'électrolyte, l'électrode négative et le séparateur se détériore : dans un environnement à basse température, la compatibilité entre l'électrolyte, l'électrode négative et le séparateur se détériore, ce qui affectera la transmission des ions lithium et les performances. de la batterie.
2. Réversibilité réduite des substances actives
Dans des conditions de basse température, la réversibilité du matériau actif des batteries au lithium est réduite, ce qui signifie que l'efficacité de la batterie pendant la charge et la décharge est réduite, entraînant une réduction de la capacité de la batterie.
3. Le système de diffusion interne du matériau actif est réduit : dans les environnements à basse température, le système de diffusion interne du matériau actif des batteries lithium-ion est réduit et la résistance de transfert de charge (Rct) augmente considérablement. Cela signifie que la résistance au mouvement des ions lithium à l’intérieur du matériau actif augmente, entraînant une réduction de la capacité de la batterie.
4. La résistance du séparateur de batterie augmente
Le séparateur des batteries au lithium deviendra plus rigide dans des conditions de basse température, ce qui fera passer la résistance des ions lithium à travers le séparateur, ce qui affectera également les performances de la batterie.
5. La stabilité thermique des composants de la batterie diminue
Dans les environnements à basse température, la stabilité thermique des composants de la batterie diminue et la température interne de la batterie est plus susceptible d'augmenter. Des températures excessivement élevées peuvent avoir un impact négatif sur les performances de la batterie.
6. Le lithium est précipité de l'électrode négative : dans les environnements à basse température, le lithium est sérieusement précipité de l'électrode négative des batteries lithium-ion, et le lithium métallique précipité réagit avec l'électrolyte, et le dépôt du produit provoque l'épaisseur du solide. interface électrolytique (SEI) pour augmenter. Cela affecte le transport des ions lithium et les performances de la batterie.
7. L’augmentation de l’impédance de dispersion des batteries lithium-ion à basse température : C’est l’un des facteurs importants affectant les performances à basse température des batteries lithium-ion. À basse température, la résistance de dispersion des ions lithium dans l'électrolyte augmente, provoquant un ralentissement de la vitesse de transmission des ions lithium, affectant ainsi la capacité de la batterie.
Solutions
1. Améliorer les performances à basse température de l'électrolyte
En améliorant la formule et la composition de l'électrolyte et en réduisant sa viscosité dans des conditions de basse température, le taux de diffusion des ions lithium dans l'électrolyte peut être augmenté, améliorant ainsi les performances de la batterie. Par exemple, de nouveaux solvants organiques peuvent être utilisés ou des additifs peuvent être utilisés pour réduire la viscosité de l'électrolyte.
2. Optimiser la structure et la composition des substances actives
En modifiant la structure et la composition du matériau actif, sa réversibilité dans des conditions de basse température peut être améliorée. Par exemple, de nouveaux types de revêtements de matière active peuvent être utilisés ou la taille et la forme des particules de matière active peuvent être modifiées.
3. Améliorer le matériau et la structure du diaphragme
L'utilisation de nouveaux matériaux et structures de membrane peut améliorer sa douceur et sa respirabilité dans des conditions de basse température.
Propriétés, réduisant la résistance des ions lithium traversant le séparateur, améliorant ainsi les performances de la batterie. Par exemple, des membranes poreuses ou des membranes composites peuvent être utilisées.
4. Renforcer la gestion thermique de la batterie
En renforçant la gestion thermique de la batterie, la température interne de la batterie peut être maintenue stable et l'impact de la surchauffe sur les performances de la batterie peut être évité. Par exemple, un dispositif de dissipation thermique peut être ajouté au bloc de batterie ou la conception de dissipation thermique du bloc de batterie peut être optimisée. De plus, la température de fonctionnement de la batterie peut également être ajustée grâce à des stratégies intelligentes de contrôle de charge et de décharge. Par exemple, pendant le processus de charge, la taille et la durée du courant sont contrôlées pour éviter que la température de la batterie ne soit trop élevée ; pendant le processus de décharge, le travail est arrêté en temps opportun pour abaisser la température de la batterie. Ces mesures peuvent aider à maintenir la température à l’intérieur de la batterie stable et à améliorer les performances de la batterie.
5. Ajouter un dispositif d'isolation thermique
L’ajout d’un dispositif d’isolation thermique à l’extérieur de la batterie est également une solution efficace. Le dispositif d'isolation thermique peut réduire l'impact de l'environnement externe sur la batterie et maintenir la température de fonctionnement normale de la batterie. Par exemple, des matériaux isolants ou des dispositifs de chauffage peuvent être ajoutés aux batteries au lithium des véhicules électriques pour améliorer leurs performances dans des environnements à basse température.
