鉅大LARGE | 點擊量:804次 | 2020年11月20日
鋰離子電池冬天容量變低的原因有什么
據報道,鋰離子電池在-20C時的放電容量僅為室溫下的31.5%。傳統鋰離子電池的工作溫度在-20至+55C之間。但是,在特種航天,特種工業和電動汽車領域,要求電池在-40C下正常工作。因此,改善鋰離子電池的低溫性能具有重要意義。
限制鋰離子電池低溫性能的因素
在低溫環境下,電解質的粘度新增,甚至部分固化,導致鋰離子電池的電導率降低。
在低溫環境下,電解質,負極和隔板之間的相容性變差。
在低溫環境下,鋰離子電池負極嚴重析出,并且析出的金屬鋰與電解質反應,并且產物沉積導致固體電解質界面(SEI)的厚度新增。
在低溫環境下,鋰離子電池活性材料內部的擴散系統減少,并且電荷轉移電阻(Rct)顯著新增。
影響鋰離子電池低溫性能的決定性因素的討論
專家意見1:電解液對鋰離子電池的低溫性能影響最大,電解液的組成和理化性質對電池的低溫性能有重要影響。低溫下電池循環所面對的問題是:電解質的粘度會新增,離子傳導速度將減慢,從而導致外部電路的電子遷移速度不匹配,因此電池將嚴重極化并充放電容量將急劇下降。特別是在低溫下充電時,鋰離子容易在負極表面形成鋰樹枝狀結晶,導致電池故障。
電解質的低溫性能與電解質本身的電導率密切相關。電解質的高電導率可以更快地傳輸離子,并且在低溫下可以發揮更大的容量。電解質中的鋰鹽解離得越多,遷移次數越大,電導率越高。電導率越高,離子電導率越快,極化越小,低溫下電池的性能越好。因此,較高的電導率是實現鋰離子電池的良好低溫性能的必要條件。
電解質的電導率與電解質的組成有關,降低溶劑的粘度是提高電解質的電導率的方法之一。低溫下良好的溶劑流動性是離子遷移的保證,低溫下負極上電解質形成的固體電解質膜也是影響鋰離子傳導的關鍵,RSEI是鋰的重要阻抗低溫環境中的離子電池。
專家2:限制鋰離子電池低溫性能的重要因素是低溫下Li+擴散電阻的急劇新增,而不是SEI膜。
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