Effekten av lågtemperaturladdning på litiumbatterier är oåterkallelig

Laddning eller urladdning av batterier vid låga temperaturer kommer att orsaka oåterkalleliga skador på batteriet, vilket orsakar kapacitetsminskningar och allvarliga säkerhetsrisker. Långtidsförvaring vid ultralåga temperaturer (-20 grad ) kommer också att orsaka oåterkalleliga skador på batteriet och minska dess kapacitet.

1. Hela processen att ladda litiumjonbatteri vid låg temperatur

Det positiva stadiet för litiumjonbatterier är i allmänhet ternärt (NCM), litiumjärnfosfatbatteri (LFP) och litiumkoboltoxidbatteri (LCO), och den negativa elektroden är grafit (Gr). När batteriet laddas, rör sig litiumjoner från den positiva gitterkonstanten över litiumbatteriets elektrolytmembran till den negativa elektroden och placeras i det fasta grafitskiktet. Vid laddning och urladdning kan det förstås att det går ut från det fasta lagret av grafit negativa elektroden och sedan återgår till den positiva gitterkonstanten.

När temperaturen på litiumjonbatteriets struktur och laddnings- och urladdningsprocessen är låg, minskar den molekylära rörelseprestandan, hela reaktionshastigheten och materialöverföringsprocessen saktar ner, så den mest uppenbara långsamheten i batteriet är litium- jon/ Transport av litiummolekyler i grafit (negativ elektrod) fast skikt och positiv ordningens gitterkonstant. Därför finns det mycket litium avsatt i den elektriska scenen och litiumbatteriets elektrolytsida. När batteriet laddas kan litiumjoner inte pressas in i grafitskiktet och kommer att stanna kvar på ytan av den negativa elektroden, förvandlas till metalliskt litium och ackumuleras till litiumdendriter. Under laddning och urladdning pressas litiumjoner på ytan av det positiva stegets gitterkonstanten, vilket lätt kan få det positiva steget att spricka.

2. Batteriladdning vid låg temperatur orsakar litiumutfällning, vilket resulterar i uppenbara säkerhetsrisker

Tillväxtprocessen för litiumdendriter: När man laddar ett vanligt batteri kommer litiumjoner in i det fasta lagret av grafit på ett ordnat sätt, vilket orsakar en interkalationsreaktion. Men när man laddar ett lågtemperaturbatteri kan litiumjoner inte tränga in i grafitskiktet och kommer alltid att absorberas av den elektroniska enheten på ytan av den negativa elektroden och bli metalliskt litium, vilket resulterar i en omvandlingsreaktion (reaktionspotentialskillnaden är lägre än interkalationsreaktionen, vilket kan förstås som svårare att uppstå. Det är dock svårt för ämnena i interkalationsreaktionen att spridas, vilket gör att omvandlingsreaktionen lätt sker vid låga temperaturer) och ackumuleras till litiumdendriter. Som vi alla lärde oss i kemi i nionde klass, är metalliskt litium mycket reaktivt och kan reagera omedelbart med litiumbatteriets elektrolyt. De resulterande kemiska komponenterna är också irreversibla, vilket orsakar kapacitetsförlust. Dessutom fortsätter metalllitium att växa och utvecklas, och det är mycket lätt att punktera membranet och ansluta till det positiva steget, vilket orsakar intern kortslutningsfel och orsakar lätt allvarligare säkerhetsolyckor.

3. Laddning och urladdning vid låg temperatur framkallar sprickbildning av partiklar på positiv nivå

Under laddning och urladdning vid låg temperatur, kläms litiumjoner på ytan av gitterkonstanten på positiv nivå, vilket lätt kan leda till att aktiva partiklar på positiv nivå spricker. Å ena sidan orsakar det skador på positiva energiråvaror, vilket orsakar kapacitetsskador. Dessutom kommer utfällningen av överskott av kemiska element i den positiva elektroden att överföras till ytan av den negativa elektroden och omvandlas till metallpartiklar, vilket inducerar bildandet av litiumackumulering.

4. Lagring vid låg temperatur minskar batterikapaciteten

Nyligen upptäckte några forskare att batteriet endast förvarades vid låg temperatur i 48 timmar och sedan placerades i rumstemperatur för vila, och sedan testades kapaciteten. Det visade sig att för batterier som blötlagts i hög temperatur under lång tid, kommer kapaciteten att minska med 3,2 % när de laddas med en liten hastighet (långsam laddning), men när de laddas med en hög hastighet (snabbladdning), kommer kapaciteten att vara minskat med 6 %.

Faktorer som leder till kapacitetsnedsättning är:

1) Låg temperatur förvärrar sprickbildningen i det positiva steget.

2) Låg temperatur kommer sannolikt att få positiva partiklar att rotera, vilket gör att de bryts loss från limmet och förlorar fotoelektrokatalytisk aktivitet.