Solid-statenízkoteplotní lithiové baterievykazují nízké elektrochemické vlastnosti při nízkých teplotách. Nabíjení lithium-iontové baterie při nízké teplotě bude generovat teplo při chemické reakci kladných a záporných elektrod, což vede k přehřátí elektrody. Vzhledem k nestabilitě kladných a záporných elektrod při nízkých teplotách je snadné způsobit reakci elektrolytu, která vytváří vzduchové bubliny a srážení lithia, čímž se ničí elektrochemický výkon. Nízká teplota je proto nevyhnutelným procesem v procesu stárnutí baterie.
Teplota nabíjení lithium-iontové baterie je při nízké teplotě příliš nízká, což poškodí kladné a záporné elektrody. Když je teplota nabíjení baterie nižší než pokojová teplota, kladná elektroda baterie reaguje a tepelně se rozkládá a vznikající plyn a teplo se hromadí v plynu vytvořeném v kladné elektrodě, což způsobuje expanzi článku. Pokud je teplota během vybíjení příliš nízká, póly se stanou nestabilními. Aby byla zachována aktivita záporné elektrody a kladné elektrody, musí být baterie nabíjena nepřetržitě, proto by aktivní materiál kladné elektrody měl být při nabíjení co nejvíce udržován v určité poloze.
Kapacita baterie se rychleji snižuje během cyklování při nízkých teplotách a má významný dopad na životnost baterie. Nízkoteplotní nabíjení vede k nadměrným objemovým změnám kladných a záporných elektrod, což následně vede k tvorbě lithiových dendritů a tím ovlivňuje výkon baterie. Ztráta výkonu a degradace kapacity během cyklu nabíjení/vybíjení je také hlavním faktorem ovlivňujícím životnost baterie a rozklad katody LiCoSiO 2 a katody LiCoSiO 2 při vysokých teplotách vytváří plyn a bubliny spolu s pevným elektrolytem, což ovlivňuje výdrž baterie. Reakce kladných a záporných elektrod s elektrolytem při nízké teplotě vytváří bubliny, které destabilizují kladné a záporné elektrody během cyklu baterie, což způsobuje rychlé snížení kapacity baterie.
Prodloužení životnosti cyklu závisí na vybitém stavu baterie a koncentraci lithium-iontů během nabíjení. Vysoká koncentrace lithných iontů brzdí cyklický výkon baterie, zatímco nízká koncentrace lithia brzdí cyklický výkon baterie. Protože nabíjení při nízké teplotě způsobí, že elektrolyt bude prudce reagovat, čímž se ovlivní reakce kladné a záporné elektrody, což způsobí interakci mezi aktivními látkami kladné a záporné elektrody, což způsobí reakci záporné elektrody a produkci velkého množství plynu a vody, čímž se zvyšuje teplo baterie. Když je koncentrace lithných iontů nižší než 0,05 %, životnost cyklu je pouze 2krát denně; když je nabíjecí proud baterie vyšší než 0,2 A/C, systém cyklu může udržovat 8-10krát denně, zatímco když je koncentrace dendritu lithia nižší než 0,05 %, systém cyklu může udržovat 6-7krát denně .
Při nízké teplotě dojde ke ztrátě vody v záporné elektrodě a membráně Li-ion baterie, což povede ke snížení výkonu cyklu a nabíjecí kapacity baterie; polarizace materiálu kladné elektrody také způsobí křehkou deformaci materiálu záporné elektrody, což má za následek nestabilitu mřížky a jev přenosu náboje; odpařování, těkání, desorpce, emulgace a srážení elektrolytu také povede ke snížení výkonu cyklu baterie. V bateriích LFP se aktivní materiál na povrchu baterie postupně snižuje se zvyšujícím se počtem nabití a vybití a snížení aktivního materiálu povede ke snížení kapacity baterie; během procesu nabíjení a vybíjení, jak se zvyšuje počet nabití a vybití, se aktivní materiál na rozhraní znovu sestaví do pevné a spolehlivé struktury baterie, díky čemuž je baterie odolnější a bezpečnější.
Čas odeslání: 15. listopadu 2022