Zergatik murrizten da litiozko bateriaren edukiera neguan?

Zergatik murrizten da litiozko bateriaren edukiera neguan?

Zergatik murrizten da litiozko bateriaren edukiera neguan?

  Merkatuan sartu zirenetik, litio-ioizko bateriak oso erabiliak izan dira beren abantailengatik, hala nola, iraupen luzea, gaitasun espezifiko handia eta memoria efekturik ez. Litio-ioizko baterien tenperatura baxuko erabilerak arazoak ditu, hala nola, gaitasun baxua, atenuazio larria, ziklo-abiadura eskasa, litioaren bilakaera nabaria eta litioa kentzea eta sartzea desorekatua. Hala ere, aplikazio-eremuen etengabeko hedapenarekin, litio-ioizko baterien tenperatura baxuko errendimendu eskasak ekartzen dituen mugak gero eta nabariagoak dira.

Litio-ioizko bateriak merkatuan sartu zirenetik, oso erabiliak izan dira beren abantailengatik, hala nola bizitza luzea, gaitasun espezifiko handia eta memoria efekturik ez. Tenperatura baxuetan erabiltzen diren litio-ioizko bateriek arazoak dituzte, hala nola, gaitasun baxua, atenuazio larria, ziklo-abiadura eskasa, litio prezipitazio nabaria eta litioaren desinterkalazio eta desinterkalazio desorekatua. Hala ere, aplikazio-eremuak hedatzen jarraitzen duten heinean, litio-ioizko baterien tenperatura baxuko errendimendu eskasak eragindako mugak gero eta nabariagoak dira.

Txostenen arabera, -20 ℃-tan litio-ioizko baterien deskarga-gaitasuna giro-tenperaturan dagoenaren % 31,5 baino ez da. Litio-ioizko bateria tradizionalek -20 ~ + 55 ℃ arteko tenperaturetan funtzionatzen dute. Hala ere, ibilgailu aeroespazialean, militarretan eta elektrikoetan, hala nola, bateriak -40 ℃-tan funtziona dezan behar da. Hori dela eta, litio-ioizko baterien tenperatura baxuko propietateak hobetzea garrantzi handia du.

Txostenen arabera, -20 °C-tan litio-ioizko baterien deskarga-gaitasuna giro-tenperaturan dagoenaren %31,5 baino ez da. Litio-ioizko bateria tradizionalen funtzionamendu-tenperatura -20 ~ + 55 ℃ artekoa da. Hala ere, aeroespazialean, industria militarrean, ibilgailu elektrikoetan eta beste esparru batzuetan, bateriak normaltasunez funtzionatu behar dute -40 °C-tan. Hori dela eta, litio-ioizko baterien tenperatura baxuko propietateak hobetzea garrantzi handia du.

Litio-ioizko baterien tenperatura baxuko errendimendua murrizten duten faktoreak

Litio-ioizko baterien tenperatura baxuko errendimendua murrizten duten faktoreak

• Tenperatura baxuko inguruneetan, elektrolitoaren biskositatea handitu egiten da eta partzialki solidotzen da, litio-ioizko baterien eroankortasuna murrizten delarik.
• Tenperatura baxuko inguruneetan, elektrolitoaren biskositatea areagotu egiten da eta partzialki solidotzen da, litio-ioizko baterien eroankortasuna gutxituz.
  
• Elektrolitoaren, elektrodo negatiboaren eta bereizgailuaren arteko bateragarritasuna hondatzen da tenperatura baxuko inguruneetan.
• Tenperatura baxuko inguruneetan, elektrolitoaren, elektrodo negatiboaren eta bereizgailuaren arteko bateragarritasuna okerragoa da.
  
• Tenperatura baxuko inguruneetan litio-ioi baterien elektrodo negatiboak litio-hauste larria jasaten du, eta hauspeatutako litio metalikoak elektrolitoarekin erreakzionatzen du, bere produktuak jalkitzea eta elektrolito solidoen interfazearen (SEI) lodiera handitzea eraginez.
• Litioa tenperatura baxuko inguruneetan litio-ioizko baterien elektrodo negatibotik hauspeatzen da, eta hauspeatutako litio metalikoak elektrolitoarekin erreakzionatzen du, eta produktuaren deposizioak elektrolito solidoen interfazearen (SEI) lodiera handitzen du.
  
• Tenperatura baxuko inguruneetan, material aktiboaren barruan litio-ioizko baterien difusio-sistema gutxitzen da eta karga-transferentzia inpedantzia (Rct) nabarmen handitzen da.
• Tenperatura baxuko inguruneetan, litio-ioizko baterien material aktiboaren difusio-sistema gutxitzen da eta karga-transferentzia-erresistentzia (Rct) nabarmen handitzen da.
  

Litio-ioizko baterien tenperatura baxuko errendimenduan eragiten duten faktoreak aztertzea

Litio-ioizko baterien tenperatura baxuko errendimenduan eragiten duten faktoreei buruzko eztabaida

Adituen iritzia 1: elektrolitoak litio-ioizko baterien tenperatura baxuko errendimenduan du eragin handiena, eta elektrolitoaren konposizioak eta propietate fisikokimikoak eragin handia dute baterien tenperatura baxuko errendimenduan. Baterien tenperatura baxuko zikloak jasaten duen arazoa hauxe da: elektrolitoaren biskositatea handitzen dela, ioi-eroalearen abiadura moteltzen dela eta kanpoko zirkuituko elektroien migrazio-abiadura ez datorrela bat, bateriaren polarizazio larria eta zorrotza eragiten duela. kargatzeko eta deskargatzeko ahalmenaren murrizketa. Batez ere tenperatura baxuetan kargatzen denean, litio ioiek erraz sor ditzakete litio-dendritak elektrodo negatiboaren gainazalean, bateriaren hutsegitea eraginez.

Adituen iritzia 1: elektrolitoak litio-ioizko baterien tenperatura baxuko errendimenduan du eraginik handiena elektrolitoaren konposizioak eta propietate fisikoek eta kimikoek eragin handia dute bateriaren tenperatura baxuko errendimenduan. Bateriek tenperatura baxuetan zikloka egiten duten arazoa da elektrolitoaren biskositatea handituko dela eta ioi-eroapen-abiadura moteldu egingo dela, eta ondorioz, kanpoko zirkuituaren elektroien migrazio-abiadura desegokia izango da polarizatu eta karga eta deskarga ahalmena nabarmen murriztuko da. Batez ere tenperatura baxuetan kargatzen denean, litio ioiek erraz sor ditzakete litio-dendritak elektrodo negatiboaren gainazalean, bateriaren hutsegitea eraginez.

Elektrolito baten tenperatura baxuko errendimendua oso lotuta dago bere eroankortasunarekin. Eroankortasun handiko elektrolitoek ioiak azkar garraiatzen dituzte eta tenperatura baxuetan gaitasun handiagoa izan dezakete. Zenbat eta litio gatz gehiago disoziatu elektrolitoan, orduan eta migrazio gehiago gertatzen da, eta eroankortasun handiagoa. Zenbat eta eroankortasun handiagoa eta ioi-eroale-abiadura azkarragoa izan, orduan eta polarizazioa txikiagoa izango da, eta bateriaren errendimendu hobea izango da tenperatura baxuetan. Hori dela eta, eroankortasun handiagoa beharrezkoa da litio-ioizko baterien tenperatura baxuko errendimendu ona lortzeko.

Elektrolitoaren tenperatura baxuko errendimendua elektrolitoaren beraren eroankortasunarekin oso lotuta dago Eroankortasun handiko elektrolitoak ioiak azkar garraiatu ditzake eta tenperatura baxuetan ahalmen handiagoa izan dezake. Elektrolitoan zenbat eta litio-gatz gehiago disoziatu, orduan eta migrazio-kopuru handiagoa eta eroankortasun handiagoa. Eroankortasuna handia da, eta zenbat eta ioi-eroapen-tasa azkarragoa izan, orduan eta txikiagoa da polarizazioa, eta bateriaren errendimendu hobea da tenperatura baxuetan. Beraz, eroankortasun handiagoa beharrezkoa da litio-ioizko baterien tenperatura baxuko errendimendu ona lortzeko.

Elektrolito baten eroankortasuna bere konposizioarekin lotuta dago, eta disolbatzailearen biskositatea murriztea elektrolitoaren eroankortasuna hobetzeko moduetako bat da. Tenperatura baxuetan disolbatzaileen jariakortasun ona ioien garraiorako bermea da, eta elektrolitoak tenperatura baxuan elektrodo negatiboan sortzen duen elektrolito solidoaren filma litio ioiaren eroankortasuna eragiten duen faktore gakoa ere bada, eta RSEI litioaren inpedantzia nagusia da. ioizko bateriak tenperatura baxuko inguruneetan.

Elektrolitoaren eroankortasuna elektrolitoaren konposizioarekin erlazionatuta dago disolbatzailearen biskositatea murriztea elektrolitoaren eroankortasuna hobetzeko moduetako bat. Tenperatura baxuetan disolbatzailearen jariakortasun onak ioien garraioa bermatzen du, eta elektrolitoak tenperatura baxuetan elektrodo negatiboan sortzen duen elektrolito solidoaren filma litio-ioi-eroalean eragiteko gakoa ere bada, eta RSEI litio-ioizko baterien inpedantzia nagusia da. tenperatura baxuko inguruneetan.

2. aditua: litio-ioizko baterien tenperatura baxuko errendimendua mugatzen duen faktore nagusia tenperatura baxuetan Li+difusio inpedantzia azkar handitzen ari da, SEI mintza baino.

2. aditua: litio-ioizko baterien tenperatura baxuko errendimendua mugatzen duen faktore nagusia Li+ difusio-erresistentzia tenperatura baxuetan handitzea da, ez SEI filma.

Litio-ioizko baterietarako elektrodo positiboen materialen tenperatura baxuko ezaugarriak

Litio-ioizko bateria katodoen materialen tenperatura baxuko ezaugarriak

1. Geruzatutako elektrodo positiboen materialen tenperatura baxuko ezaugarriak

1. Geruzadun egitura katodoen materialen tenperatura baxuko ezaugarriak

Geruzadun egitura, dimentsio bakarreko litio-ioi-difusio-kanalekin alderatuta eta hiru dimentsioko kanalen egitura-egonkortasuna duen tasa-errendimendu paregabea duena, litio-ioizko baterien elektrodo positiboen materiala da. Bere substantzia adierazgarrien artean LiCoO2, Li (Co1 xNix) O2 eta Li (Ni, Co, Mn) O2 dira.

Geruzatutako egiturak dimentsio bakarreko litio-ioiaren difusio-kanalen errendimendu paregabea izateaz gain, hiru dimentsioko kanalen egitura-egonkortasuna ere badu litio-ioizko bateriaren katodoen materialrik zaharrena da. Bere substantzia adierazgarrien artean LiCoO2, Li(Co1-xNix)O2 eta Li(Ni,Co,Mn)O2, etab.

Xie Xiaohua et al. LiCoO2/MCMB aztertu eta tenperatura baxuko karga eta deskarga ezaugarriak probatu zituen.

Xie Xiaohua eta beste batzuek LiCoO2/MCMB erabili zuten ikerketa-objektu gisa eta tenperatura baxuko karga eta deskarga ezaugarriak probatu zituzten.

Emaitzek erakutsi zuten tenperatura jaitsi ahala, deskarga-plataforma 3.762V (0 ℃) izatetik 3.207V (-30 ℃) izatera igaro zela; Bateriaren ahalmen osoa ere asko jaitsi da 78,98 mA · h (0 ℃) izatetik 68,55 mA · h (-30 ℃) izatera.

Emaitzek erakusten dute tenperatura jaisten den heinean, bere deskarga-plataforma 3,762 V (0 ℃) 3,207 V-ra (–30 ℃) bere bateriaren ahalmen osoa ere nabarmen jaisten dela 78,98 mA·h (0 ℃) 68,55 mA·h-ra; (–30°C).

2. Espinela egituratutako katodo materialen tenperatura baxuko ezaugarriak

2. Espinela egitura katodo materialen tenperatura baxuko ezaugarriak

Espinela egituratutako LiMn2O4 katodoaren materialak kostu baxuko eta toxikotasunik gabeko abantailak ditu Co elementurik ez duelako.

LiMn2O4 katodoaren materialak ez du Co elementurik, beraz, kostu baxuko eta toxikotasun ezaren abantailak ditu.

Hala ere, Mn-ren balentzia-egoera aldakorrak eta Mn3+-ren Jahn Teller efektuak egitura-ezegonkortasuna eta osagai honen itzulgarritasun eskasa eragiten dute.

Hala ere, Mn-ren balentzia-egoera aldakorrak eta Mn3+-ren Jahn-Teller efektuak egitura-ezegonkortasuna eta osagai honen itzulgarritasun eskasa eragiten dute.

Peng Zhengshun et al. adierazi du prestaketa metodo ezberdinek eragin handia dutela LiMn2O4 katodoko materialen errendimendu elektrokimikoan. Hartu Rct adibide gisa: tenperatura altuko fase solidoaren metodoaren bidez sintetizatutako LiMn2O4-ren Rct sol gel metodoaren bidez sintetizatutakoa baino nabarmen handiagoa da, eta fenomeno hori litio ioiaren difusio-koefizientean ere islatzen da. Horren arrazoi nagusia da sintesi-metodo ezberdinek eragin handia dutela produktuen kristalinitatean eta morfologian.

Peng Zhengshun et al-ek adierazi zuten LiMn2O4 katodoko materialen errendimendu elektrokimikoan eragin handiagoa dutela: tenperatura altuko fase solidoaren metodoak sintetizatutako LiMn2O4-ren Rct sintetizatutakoa baino nabarmen handiagoa da. sol-gel metodoaren bidez, eta fenomeno hori litio ioietan gertatzen da Difusio-koefizientean ere islatzen da. Arrazoia, batez ere, sintesi metodo ezberdinek produktuaren kristalinitatean eta morfologian duten eragin handiari zor zaio.

3. Fosfato-sistema katodoen materialen tenperatura baxuko ezaugarriak

3. Fosfato-sistema katodoen materialen tenperatura baxuko ezaugarriak

LiFePO4, material ternarioekin batera, elektrodo positiboen material nagusia bihurtu da potentziarako baterien bolumen-egonkortasun eta segurtasun bikainagatik. 

LiMn2O4 katodoaren materialak ez du Co elementurik, beraz, kostu baxuko eta toxikotasun ezaren abantailak ditu.

Litio-burdin fosfatoaren tenperatura baxuko errendimendu eskasa batez ere bere materiala isolatzailea delako, eroankortasun elektroniko baxua, litio ioiaren difusio eskasa eta eroankortasun eskasa tenperatura baxuetan, bateriaren barne-erresistentzia handitzen du eta polarizazioak asko eragiten du. , bateria kargatzea eta deskargatzea oztopatzen duena, tenperatura baxuko errendimendu desegokia eraginez.

Bere bolumen-egonkortasun eta segurtasun bikaina dela eta, LiFePO4, material ternarioekin batera, energia-bateriek egungo katodo-materialen gorputz nagusia bihurtu da. Litio-burdin fosfatoaren tenperatura baxuko errendimendu eskasa materiala bera isolatzailea delako da batez ere, eroankortasun elektroniko baxua, litio ioiaren difusibotasun eskasa eta tenperatura baxuetan eroankortasun eskasa duena, bateriaren barne-erresistentzia handitzen duena eta eragin handia duelako. polarizazioa Bateriaren karga eta deskarga blokeatuta daude, beraz, tenperatura baxua Errendimendua ez da egokia.

Tenperatura baxuetan LiFePO4-ren karga eta deskarga portaera aztertzerakoan, Gu Yijie et al. aurkitu zuen bere Coulombic eraginkortasuna % 100etik 55 ℃-tan % 96ra jaitsi zela 0 ℃-tan eta % 64ra -20 ℃-tan, hurrenez hurren; Deskarga-tentsioa 3,11 V-tik 55 ℃-tan 2,62 V-ra jaisten da -20 ℃-tan.

Gu Yijie et al-ek LiFePO4-ren karga eta deskarga-portaera aztertu zutenean, bere Coulombic-en eraginkortasuna % 100etik 0° C-tan eta % 64ra jaitsi zen deskarga 55 °C-tan 3,11V-tik 55°C-tan jaitsi da tentsioa -20°C-ra 2,62 V-ra jaisten da.

Xing et al. LiFePO4 aldatu zuen nanokarbonoa erabiliz eta aurkitu zuen nanokarbonoko agente eroaleak gehitzeak LiFePO4-ren errendimendu elektrokimikoaren tenperaturarekiko sentikortasuna murriztu zuela eta tenperatura baxuko errendimendua hobetzen zuela; Aldatutako LiFePO4-ren deskarga-tentsioa 3,40 V-tik 25 ℃-tan 3,09 V-ra jaitsi da -25 ℃-ra, % 9,12ko jaitsiera soilik; Eta bere bateriaren eraginkortasuna % 57,3koa da -25 ℃-tan, nanokarbonozko agente eroalerik gabe % 53,4 baino handiagoa.

Xing et al.ek nanokarbonoa erabili zuten LiFePO4 aldatzeko eta aurkitu zuten nanokarbonoko agente eroalea gehitu ondoren, LiFePO4ren propietate elektrokimikoak ez zirela tenperaturarekiko sentikorrak eta tenperatura baxuko errendimendua hobetu zela, LiFePO4-ren deskarga-tentsioa 3.40tik 3.40ra igo zen 25 °C-tan V 3,09 V-ra jaitsi da -25 °C-tan, % 9,12ko jaitsiera eta -25 °C-tan bere bateriaren eraginkortasuna % 57,3 izan zen, nanokarbonoko agente eroalerik gabe.

Azkenaldian, LiMnPO4-k interes handia piztu du jendearen artean. Ikerketek aurkitu dute LiMnPO4 abantailak dituela, hala nola potentzial handia (4.1V), kutsadurarik eza, prezio baxua eta gaitasun espezifiko handia (170mAh/g). Hala ere, LiMnPO4-ren eroankortasun ioniko txikiagoa dela eta LiFePO4-rekin alderatuta, Fe sarritan erabiltzen da Mn partzialki ordezkatzeko LiMn0.8Fe0.2PO4 soluzio solidoak praktikan egiteko.

Berriki, LiMnPO4k interes handia piztu du. Ikerketek aurkitu dute LiMnPO4-k potentzial handia (4.1V), kutsadurarik ez, prezio baxua eta gaitasun espezifiko handia (170mAh/g) abantailak dituela. Hala ere, LiMnPO4-ren LiFePO4 baino eroankortasun ioniko txikiagoa dela eta, Fe sarritan erabiltzen da praktikan Mn partzialki ordezkatzeko LiMn0.8Fe0.2PO4 soluzio solidoa sortzeko.

Litio-ioizko baterietarako elektrodo negatiboen materialen tenperatura baxuko ezaugarriak

Litio-ioizko bateria anodoen materialen tenperatura baxuko propietateak

Elektrodo positiboen materialekin alderatuta, litio-ioizko baterietan elektrodo negatiboen materialen tenperatura baxuko degradazio-fenomenoa larriagoa da, batez ere hiru arrazoi hauengatik:

Katodoko materialen aldean, litio-ioizko bateriaren anodoen materialen tenperatura baxuko hondatzea larriagoa da hiru arrazoi nagusi daude:

• Tenperatura baxuko tasa altua kargatzen eta deskargatzean, bateriaren polarizazioa larria da, eta elektrodo negatiboaren gainazalean litio metalezko gordailuen kopuru handia eta litio metalaren eta elektrolitoaren arteko erreakzio-produktuek, oro har, ez dute eroankortasunik;
• Tenperatura baxuetan eta tasa altuetan kargatzen eta deskargatzen denean, bateria oso polarizatuta dago, eta litio metaliko kopuru handi bat metatzen da elektrodo negatiboaren gainazalean, eta litio metalikoaren eta elektrolitoaren arteko erreakzio-produktua, oro har, ez da eroalea;
  
• Perspektiba termodinamikotik, elektrolitoak C-O eta C-N bezalako talde polar ugari ditu, eta elektrodo negatiboen materialekin erreakzionatu dezakete, eta ondorioz tenperatura baxuko efektuak jasaten dituzten SEI filmak sortzen dira;
• Ikuspuntu termodinamikotik, elektrolitoak C–O eta C–N bezalako talde polar ugari ditu, anodoko materialarekin erreakzionatu dezaketenak, eta eratutako SEI filmak tenperatura baxurako jasaten du;
  
• Zaila da litioa karbono-elektrodo negatiboetan txertatzea tenperatura baxuetan, eta ondorioz karga eta deskarga asimetrikoak sortzen dira.
• Karbono negatiboko elektrodoentzat zaila da litioa sartzea tenperatura baxuetan, eta asimetria dago kargan eta deskargan.
  

Tenperatura baxuko elektrolitoei buruzko ikerketa

Tenperatura baxuko elektrolitoari buruzko ikerketa

Elektrolitoak litio-ioizko baterietan Li + transmititzeko zeregina du, eta bere ioi-eroankortasunak eta SEI filmaren eraketa-errendimenduak eragin handia dute bateriaren tenperatura baxuko errendimenduan. Tenperatura baxuko elektrolitoen kalitatea epaitzeko hiru adierazle nagusi daude: ioien eroankortasuna, leiho elektrokimikoa eta elektrodoen erreakzio-jarduera. Hiru adierazle horien maila, hein handi batean, osatzen duten materialen araberakoa da: disolbatzaileak, elektrolitoak (litio-gatzak) eta gehigarriak. Hori dela eta, elektrolitoaren hainbat zatiren tenperatura baxuko errendimendua aztertzeak garrantzi handia du baterien tenperatura baxuko errendimendua ulertzeko eta hobetzeko.

Elektrolitoak litio-ioizko baterietan Li+ garraiatzeko zeregina du, eta bere eroankortasun ionikoak eta SEI filma eratzeko propietateek eragin handia dute bateriaren tenperatura baxuko errendimenduan. Tenperatura baxuko elektrolitoen kalitatea epaitzeko hiru adierazle nagusi daude: eroankortasun ionikoa, leiho elektrokimikoa eta elektrodoen erreaktibitatea. Hiru adierazle horien mailak osatzen duten materialen araberakoak dira neurri handi batean: disolbatzailea, elektrolitoa (litio-gatza) eta gehigarriak. Hori dela eta, elektrolitoaren hainbat zatiren tenperatura baxuko propietateen azterketak garrantzi handia du bateriaren tenperatura baxuko errendimendua ulertzeko eta hobetzeko.

• Kate karbonatoekin alderatuta, EC oinarritutako elektrolitoek egitura trinkoa, interakzio-indar handia eta urtze-puntu eta biskositate handiagoak dituzte. Hala ere, egitura zirkularrak dakarren polaritate handiak konstante dielektriko altua izaten du maiz. Konstante dielektriko altuak, ioi-eroankortasun handia eta EC disolbatzaileen filma osatzeko errendimendu bikainak eraginkortasunez saihesten dute disolbatzaileen molekulen ko txertatzea, ezinbestekoak bihurtuz. Hori dela eta, gehien erabiltzen diren tenperatura baxuko elektrolito-sistemak ECn oinarritzen dira eta urtze-puntu baxuko molekula txikiko disolbatzaileekin nahasten dira.
• Kate karbonatoekin alderatuta, ECn oinarritutako elektrolitoen tenperatura baxuko ezaugarriak karbonato ziklikoek egitura estua, indar sendoa eta urtze-puntu eta biskositate handiagoak dituzte. Hala ere, eraztun-egiturak ekarritako polaritate handiak askotan konstante dielektriko handia izaten du. Konstante dielektriko handiak, ioi-eroankortasun handia eta EC disolbatzaileen film-formazio-propietate bikainak eraginkortasunez saihesten dituzte disolbatzaileen molekulak batera sartzea, eta, beraz, gehien erabiltzen diren tenperatura baxuko elektrolito-sistemak EC eta gero nahasten dira urtze-puntu baxuko disolbatzaile molekula.
  
• Litio-gatzak elektrolitoen osagai garrantzitsu bat dira. Elektrolitoetako litio-gatzak disoluzioaren eroankortasun ionikoa hobetzeaz gain, Li+disoluzioaren difusio-distantzia ere murriztu dezake. Oro har, zenbat eta Li+ kontzentrazio handiagoa izan disoluzio batean, orduan eta ioi-eroankortasun handiagoa izango du. Hala ere, elektrolitoan litio ioien kontzentrazioa ez dago linealki erlazionatuta litio-gatzen kontzentrazioarekin, baizik eta forma parabolikoa erakusten du. Hau da, disolbatzailean litio ioien kontzentrazioa disolbatzailearen litio-gatzen disoziazioaren eta elkartzearen indarraren araberakoa delako.

• Litio gatza elektrolitoaren osagai garrantzitsu bat da. Elektrolitoan dagoen litio-gatzak disoluzioaren eroankortasun ionikoa handitzeaz gain, disoluzioaren Li+-ren difusio-distantzia ere murriztu dezake. Oro har, disoluzioan zenbat eta Li+ kontzentrazio handiagoa izan, orduan eta eroankortasun ionikoa handiagoa izango da. Hala ere, elektrolitoan litio ioiaren kontzentrazioa ez dago linealki erlazionatuta litio gatzaren kontzentrazioarekin, parabolikoa baizik. Hau da, litio ioien kontzentrazioa disolbatzailean litio-gatzaren disoziazioaren eta elkartzearen indarraren araberakoa delako.

  
  

Tenperatura baxuko elektrolitoei buruzko ikerketa

Tenperatura baxuko elektrolitoari buruzko ikerketa

Bateriaren konposizioaz gain, funtzionamendu praktikoan prozesuko faktoreek ere eragin handia izan dezakete bateriaren errendimenduan.

Bateriaren konposizioaz gain, benetako funtzionamenduko prozesu-faktoreek ere eragin handia izango dute bateriaren errendimenduan.

(1) Prestaketa prozesua. Yaqub et al. elektrodoen kargak eta estaldura-lodierak LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2/Graphite baterien tenperatura baxuko errendimenduan duten eragina aztertu zuen eta aurkitu zuen ahalmenaren atxikipenari dagokionez, zenbat eta elektrodoen karga txikiagoa izan eta zenbat eta estaldura geruza meheagoa izan, orduan eta hobea izango da. tenperatura baxuko errendimendua.

(1) Prestaketa prozesua. Yaqub et al-ek elektrodoen kargaren eta estalduraren lodieraren eragina aztertu zuten LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2/Graphite baterien tenperatura baxuko errendimenduan eta aurkitu zuten ahalmenari dagokionez, elektrodoaren karga txikiagoa eta estaldura geruza meheagoa dela. , orduan eta hobea izango da tenperatura baxuko errendimendua.

(2) Kargatzeko eta deskargatzeko egoera. Petzl et al. Tenperatura baxuko karga eta deskarga baldintzek baterien ziklo-bizitzan duten eragina aztertu du eta deskarga sakonera handia denean, gaitasun-galera handia eragingo duela eta ziklo-bizitza murrizten du.

(2) Karga eta deskarga egoera. Petzl et al-ek tenperatura baxuko karga eta deskarga-egoerek bateriaren zikloaren bizitzan duten eragina aztertu zuten eta deskarga-sakonera handia denean, gaitasun-galera handiagoa eragingo duela eta ziklo-bizitza murriztuko dute.

(3) Beste faktore batzuk. Azalera, poroen tamaina, elektrodo dentsitateak, elektrodoaren eta elektrolitoaren arteko bustigarritasuna eta bereizgailuak litio-ioizko baterien tenperatura baxuko errendimenduari eragiten diote. Gainera, ezin da alde batera utzi materialen eta prozesuen akatsek baterien tenperatura baxuko errendimenduan duten eragina.

(3) Beste faktore batzuk. Azalera, poroen tamaina, elektrodoaren elektrodoaren dentsitateak, elektrodoaren eta elektrolitoaren hezegarritasunak eta bereizleak litio-ioizko baterien tenperatura baxuko errendimenduari eragiten diote. Gainera, ezin da alde batera utzi materialen eta prozesuen akatsek baterien tenperatura baxuko errendimenduan duten eragina.

Laburpen

Laburtu

Litio-ioizko baterien tenperatura baxuko errendimendua ziurtatzeko, ondo egin behar dira puntu hauek:

(1) SEI film mehe eta trinko bat osatzea;

(2) Ensure that Li+has a high diffusion coefficient in the active substance;

(3) Elektrolitoek eroankortasun ioniko handia dute tenperatura baxuetan.

Horrez gain, ikerketak beste ikuspegi bat har dezake eta beste litio-ioizko bateria mota batean zentratu daiteke: egoera solidoko litio-ioizko bateria guztiak. Litio-ioizko bateria konbentzionalekin alderatuta, egoera solidoko litio-ioizko bateria guztiek, batez ere egoera solidoko film meheko litio-ioizko bateria guztiek, tenperatura baxuetan erabiltzen diren baterien ahalmenaren degradazioa eta bizikletaren segurtasun-arazoak guztiz konpontzea espero da.

Litio-ioizko baterien tenperatura baxuko errendimendua bermatzeko, puntu hauek egin behar dira:

(1) SEI film mehe eta trinko bat osatu;

(2) Ziurtatu Li+ material aktiboan difusio-koefiziente handia duela;

(3) Elektrolitoak eroankortasun ioniko handia du tenperatura baxuetan.

Horrez gain, ikerketek beste modu bat ere aurki dezakete litio-ioizko bateria-egoera solido osoa litio-ioizko bateria mota batean zentratzeko. Ohiko litio-ioizko pilekin alderatuta, egoera solido osoko litio-ioizko bateriak, batez ere egoera solido osoko film meheko litio-ioizko bateriak, guztiz konpontzea espero da erabiltzen diren baterien edukiera murriztearen eta zikloaren segurtasun-arazoak. tenperatura baxuak.