Разлог зашто се литијумске батерије плаше хладноће углавном се односе на њихове унутрашње хемијске реакције и физичка својства.
1 Успорите брзину хемијске реакције
Током процеса пуњења и пражњења литијумских батерија, укључује миграцију литијум јона између позитивне и негативне електроде, као и хемијске реакције електродних активних материјала. Ове реакције захтевају одређену количину енергије да би се превазишла енергетска баријера активације, омогућавајући пренос електрона и конверзију материјала.
У окружењима са ниским температурама, брзина ових хемијских реакција ће се значајно успорити јер се успорава молекуларно кретање реактаната, смањује се учесталост судара, а реакције постају тешке за извођење. Због тога ће перформансе литијумских батерија на ниским температурама бити погођене, што се манифестује као смањен капацитет и смањена брзина рада.
2 Смањена растворљивост активног материјала електроде
Растворљивост активних материјала електрода унутар литијумских батерија ће се смањити на ниским температурама. То значи да ће се у условима ниске температуре концентрација активних супстанци електроде у електролиту смањити, чиме ће се смањити количина активних супстанци доступних за реакцију. Ово додатно смањује способност пуњења и пражњења батерије, што доводи до пада перформанси батерије.
3 Смањена течност електролита
Електролит у литијумским батеријама може постати вискозан, па чак и делимично очврснути на ниским температурама. То ће довести до смањења јонске проводљивости електролита, односно успорава се брзина миграције јона у електролиту.
Због кључне улоге миграције јона у процесима пуњења и пражњења батерије, смањење флуидности електролита директно утиче на излазни напон и снагу батерије.
4 Повећава се унутрашњи отпор батерије
У окружењима са ниским температурама, отпор различитих материјала унутар литијумских батерија, као што су електроде и електролити, ће се повећати. Ово ће довести до повећања унутрашњег отпора батерије, чиме се смањује њен ефективни капацитет и време пражњења. У међувремену, повећање унутрашњег отпора ће такође генерисати више топлоте током процеса пуњења и пражњења батерије, што додатно утиче на њене перформансе и безбедност.
5 Феномен таложења литијума негативне електроде
Током пуњења на ниским температурама, литијум јони могу лако да формирају литијум дендрите на површини негативне електроде. Ови литијумски дендрити могу да пробуше сепаратор, узрокујући унутрашње кратке спојеве у батерији и потенцијално доводећи до безбедносних несрећа. Поред тога, исталожени литијум метал реагује са електролитом и формира наслаге, повећавајући дебљину интерфејса чврстог електролита (СЕИ) и даље утиче на перформансе батерије при ниским температурама.
6 Која су решења за суочавање са страхом од ниске температуре у литијумским батеријама
1. Побољшајте материјале и дизајн батерија
Оптимизујте електролит:Користите електролит који не смрзава да бисте обезбедили добру способност транспорта јона на ниским температурама. Побољшајте материјале електрода и дизајн структуре батерије, рационално дизајнирајте унутрашњу структуру батерије, смањите унутрашње празнине и побољшајте топлотну проводљивост батерије.
2. Оптимизација система управљања батеријама
Интелигентни систем контроле температуре:Додајте температурне сензоре унутар батерије да пратите промене температуре у реалном времену.
Предузмите мере загревања или хлађења у складу са температуром батерије како бисте осигурали да батерија може да одржи одговарајућу радну температуру у окружењу са ниском температуром.
Технологија предгревања батерије:
Загрејте батерију на одговарајућу температуру пре употребе да бисте побољшали перформансе литијумске батерије на ниским температурама.
Ово се може постићи кроз функцију предгревања система предгревања аутомобила или кућне станице за пуњење.
Прилагођавање стратегије пуњења:
Усвајање спорог пуњења у окружењима са ниским температурама како би се смањио унутрашњи отпор и брзина електрохемијске реакције батерије.
Заштитите батерију од оштећења изазваних прекомерним пуњењем и пражњењем контролисањем струје и напона батерије.
3. Предлози и мере корисника
Избегавајте дуготрајно паркирање на ниским температурама:Покушајте да избегнете паркирање возила у окружењу са ниском температуром на дуже време да бисте смањили брзо смањење снаге батерије.
Напуните по потреби:Придржавајте се принципа „пуните по потреби“ да бисте избегли да батерија буде прениска и да утиче на нормално коришћење.
Изаберите висококвалитетне изолационе материјале:Замотајте литијумску батерију специјализованим изолационим материјалима да бисте повећали њену температуру.
Обратите пажњу на куповину висококвалитетних изолационих материјала како бисте осигурали ефикасност изолације.