Nan anviwònman tanperati ki ba, pèfòmans batri ityòm-ion pa ideyal. Lè pil ityòm-ion yo souvan itilize yo travay nan -10 ° C, chaj maksimòm yo ak kapasite egzeyat yo ak vòltaj tèminal yo pral siyifikativman redwi konpare ak tanperati nòmal [6], lè tanperati egzeyat la desann nan -20 ° C, kapasite ki disponib la pral. menm redwi a 1/3 nan tanperati chanm 25 ° C, lè tanperati egzeyat la pi ba, kèk pil ityòm pa ka menm chaje ak egzeyat aktivite, k ap antre nan yon eta "batri mouri".
1, karakteristik sa yo nan ityòm-ion pil nan tanperati ki ba
(1) Makwoskopik
Chanjman karakteristik nan batri ityòm-ion nan tanperati ki ba yo se jan sa a: ak diminisyon kontinyèl nan tanperati, rezistans nan ohmik ak ogmantasyon nan rezistans polarizasyon nan diferan degre; Vòltaj egzeyat batri ityòm-ion pi ba pase tanperati nòmal. Lè chaje ak dechaje nan tanperati ki ba, vòltaj opere li yo monte oswa tonbe pi vit pase sa a nan tanperati nòmal, sa ki lakòz yon diminisyon enpòtan nan kapasite maksimòm li yo ak pouvwa.
(2) Mikwoskopik
Chanjman pèfòmans nan pil ityòm-ion nan tanperati ki ba yo se sitou akòz enfliyans nan faktè enpòtan sa yo. Lè tanperati anbyen an pi ba pase -20 ℃, elektwolit likid la solidifye, viskozite li ogmante sevè, ak konduktiviti iyonik li diminye. Lityòm ion difizyon nan materyèl elektwòd pozitif ak negatif se ralanti; Lityòm ion difisil pou desolvate, ak transmisyon li nan fim SEI se ralanti, ak enpedans transfè chaj la ogmante. Pwoblèm nan dendrit ityòm se sitou enpòtan nan tanperati ki ba.
2, Pou rezoud pèfòmans nan tanperati ki ba nan ityòm-ion pil
Konsepsyon yon nouvo sistèm likid elektwolitik pou satisfè anviwònman tanperati ki ba; Amelyore estrikti elektwòd pozitif ak negatif pou akselere vitès transmisyon an ak diminye distans transmisyon an; Kontwole koòdone elektwolit solid pozitif ak negatif pou diminye enpedans.
(1) aditif elektwolit
An jeneral, itilizasyon aditif fonksyonèl yo se youn nan fason ki pi efikas ak ekonomik pou amelyore pèfòmans tanperati ki ba batri a epi ede fòme fim SEI ideyal la. Kounye a, kalite prensipal aditif yo se aditif ki baze sou isocyanate, aditif ki baze sou souf, aditif likid iyonik ak aditif sèl ityòm inòganik.
Pou egzanp, dimethyl sulfit (DMS) souf ki baze sou aditif, ak aktivite rediksyon ki apwopriye, epi paske pwodwi rediksyon li yo ak ityòm ion obligatwa se pi fèb pase silfat vinil (DTD), soulaje itilizasyon aditif òganik yo ap ogmante enpedans koòdone a, yo bati yon pi estab ak pi bon konduktiviti iyonik nan fim nan koòdone elektwòd negatif. Ester sulfit ki reprezante pa sulfit dimethyl (DMS) gen gwo konstan dyelèktrik ak lajè ranje tanperati opere.
(2) sòlvan elektwolit la
Elektwolit tradisyonèl ityòm-ion batri a se fonn 1 mol ityòm hexafluorophosphate (LiPF6) nan yon sòlvan melanje, tankou EC, PC, VC, DMC, methyl etil carbonate (EMC) oswa dyetil carbonate (DEC), kote konpozisyon an nan sòlvan an, pwen k ap fonn, konstan dyelèktrik, viskozite ak konpatibilite ak sèl ityòm pral seryezman afekte tanperati fonksyònman batri a. Kounye a, elektwolit komèsyal la fasil solidifye lè yo aplike nan anviwònman tanperati ki ba nan -20 ℃ ak pi ba a, konstan dyelèktrik ki ba a fè sèl la ityòm difisil pou disosye, ak viskozite a twò wo pou fè batri a rezistans entèn ak ba. platfòm vòltaj. Batri ityòm-ion yo ka gen pi bon pèfòmans ba-tanperati lè yo optimize rapò sòlvan ki deja egziste a, tankou pa optimize fòmilasyon elektwolit la (EC:PC:EMC = 1:2:7) pou TiO2(B)/grafèn elektwòd negatif gen A. kapasite nan ~ 240 mA h g-1 nan -20 ℃ ak 0.1 A g-1 dansite aktyèl la. Oswa devlope nouvo solvang elektwolit tanperati ki ba. Pèfòmans nan pòv ityòm-ion pil nan tanperati ki ba sitou ki gen rapò ak desolvasyon dousman nan Li + pandan pwosesis la nan Li + entegre nan materyèl la elektwòd. Sibstans ki gen enèji obligatwa ki ba ant Li + ak molekil sòlvan, tankou 1, 3-dioxopentylene (DIOX), yo ka chwazi, epi yo itilize nanokal ityòm titanat kòm materyèl elektwòd pou rasanble tès batri a pou konpanse koyefisyan difizyon redwi a. materyèl elektwòd nan tanperati ultra-ba, konsa tankou reyalize pi bon pèfòmans ba-tanperati.
(3) sèl ityòm
Kounye a, komèsyal LiPF6 ion la gen gwo konduktiviti, kondisyon imidite segondè nan anviwònman an, pòv estabilite tèmik, ak move gaz tankou HF nan reyaksyon dlo yo fasil lakòz danje sekirite. Fim nan elektwolit solid ki te pwodwi pa ityòm difluoroxalate borat (LiODFB) se ki estab ase epi li gen pi bon pèfòmans tanperati ki ba ak pi wo pèfòmans pousantaj. Sa a se paske LiODFB gen avantaj ki genyen nan tou de ityòm dioxalate borat (LiBOB) ak LiBF4.
3. Rezime
Pèfòmans tanperati ki ba nan pil ityòm-ion pral afekte pa anpil aspè tankou materyèl elektwòd ak elektwolit. Amelyorasyon konplè nan plizyè pèspektiv tankou materyèl elektwòd ak elektwolit ka ankouraje aplikasyon an ak devlopman nan ityòm-ion pil, ak pwospè aplikasyon an nan pil ityòm se yon bon bagay, men teknoloji a bezwen yo dwe devlope ak pèfeksyone nan plis rechèch.
Lè poste: 27-Jul-2023