Zakaj se zmogljivost litijeve baterije pozimi zmanjša

Zakaj se zmogljivost litijeve baterije pozimi zmanjša

Zakaj se zmogljivost litijeve baterije pozimi zmanjša?

  Od vstopa na trg so litij-ionske baterije zaradi svojih prednosti, kot so dolga življenjska doba, velika specifična zmogljivost in brez spominskega učinka, zelo razširjene. Nizkotemperaturna uporaba litij-ionskih baterij ima težave, kot so nizka kapaciteta, močno slabljenje, slaba zmogljivost cikla, očitno razvijanje litija ter neuravnoteženo odstranjevanje in vstavljanje litija. Vendar pa z nenehnim širjenjem področij uporabe postajajo vse bolj očitne omejitve, ki jih prinaša slaba zmogljivost litij-ionskih baterij pri nizkih temperaturah.

Odkar so litij-ionske baterije vstopile na trg, so bile zaradi svojih prednosti, kot so dolga življenjska doba, velika specifična zmogljivost in brez spominskega učinka, široko uporabljene. Litij-ionske baterije, ki se uporabljajo pri nizkih temperaturah, imajo težave, kot so nizka kapaciteta, resno slabljenje, slaba zmogljivost cikla, očitno obarjanje litija ter neuravnotežena deinterkalacija in deinterkalacija litija. Ker pa se področja uporabe še naprej širijo, so omejitve, ki jih povzročajo slabe nizkotemperaturne zmogljivosti litij-ionskih baterij, vse bolj očitne.

Po poročilih je zmogljivost praznjenja litij-ionskih baterij pri -20 ℃ le približno 31,5 % tiste pri sobni temperaturi. Tradicionalne litij-ionske baterije delujejo pri temperaturah med -20~+55 ℃. Vendar pa je na področjih, kot so vesoljska, vojaška in električna vozila, zahtevano, da lahko baterija normalno deluje pri -40 ℃. Zato je izboljšanje nizkotemperaturnih lastnosti litij-ionskih baterij velikega pomena.

Po poročilih je zmogljivost praznjenja litij-ionskih baterij pri -20 °C le približno 31,5 % tiste pri sobni temperaturi. Delovna temperatura tradicionalnih litij-ionskih baterij je med -20~+55 ℃. V letalstvu, vojaški industriji, električnih vozilih in drugih področjih pa morajo baterije normalno delovati pri -40 °C. Zato je izboljšanje nizkotemperaturnih lastnosti litij-ionskih baterij velikega pomena.

Dejavniki, ki omejujejo delovanje litij-ionskih baterij pri nizkih temperaturah

Dejavniki, ki omejujejo delovanje litij-ionskih baterij pri nizkih temperaturah

• V okoljih z nizko temperaturo se viskoznost elektrolita poveča in celo delno strdi, kar povzroči zmanjšanje prevodnosti litij-ionskih baterij.
• V okoljih z nizko temperaturo se viskoznost elektrolita poveča in celo delno strdi, kar povzroči zmanjšanje prevodnosti litij-ionskih baterij.
  
• Združljivost med elektrolitom, negativno elektrodo in separatorjem se poslabša v okoljih z nizko temperaturo.
• V okoljih z nizko temperaturo postane združljivost med elektrolitom, negativno elektrodo in separatorjem slabša.
  
• Negativna elektroda litij-ionskih baterij v okoljih z nizko temperaturo doživi močno precipitacijo litija in oborjeni kovinski litij reagira z elektrolitom, kar povzroči odlaganje njegovih produktov in povečanje debeline vmesnika trdnega elektrolita (SEI).
• Litij se resno izloči iz negativne elektrode litij-ionskih baterij v nizkotemperaturnih okoljih, oborjeni kovinski litij pa reagira z elektrolitom, odlaganje produkta pa povzroči povečanje debeline vmesnika trdnega elektrolita (SEI).
  
• V okoljih z nizko temperaturo se difuzijski sistem litij-ionskih baterij znotraj aktivnega materiala zmanjša, impedanca prenosa naboja (Rct) pa se bistveno poveča.
• V okoljih z nizko temperaturo se difuzijski sistem znotraj aktivnega materiala litij-ionskih baterij zmanjša, upornost prenosa naboja (Rct) pa se znatno poveča.
  

Raziskovanje dejavnikov, ki vplivajo na delovanje litij-ionskih baterij pri nizkih temperaturah

Razprava o dejavnikih, ki vplivajo na delovanje litij-ionskih baterij pri nizkih temperaturah

Strokovno mnenje 1: Elektrolit ima največji vpliv na nizkotemperaturno delovanje litij-ionskih baterij, sestava in fizikalno-kemijske lastnosti elektrolita pa pomembno vplivajo na nizkotemperaturno delovanje baterij. Težava, s katero se srečuje nizkotemperaturno kroženje baterij, je, da se viskoznost elektrolita poveča, hitrost ionskega prevoda se upočasni, hitrost migracije elektronov v zunanjem tokokrogu pa se ne ujema, kar povzroči močno polarizacijo baterije in ostro zmanjšanje zmogljivosti polnjenja in praznjenja. Zlasti pri polnjenju pri nizkih temperaturah lahko litijevi ioni zlahka tvorijo litijeve dendrite na površini negativne elektrode, kar povzroči okvaro baterije.

Strokovno mnenje 1: Elektrolit ima največji vpliv na nizkotemperaturno delovanje litij-ionskih baterij, fizikalne in kemijske lastnosti elektrolita pa pomembno vplivajo na nizkotemperaturno delovanje baterije. Težava, s katero se srečujejo baterije, ki krožijo pri nizkih temperaturah, je, da se bo viskoznost elektrolita povečala in hitrost ionske prevodnosti upočasnila, kar bo povzročilo neusklajenost v hitrosti migracije elektronov v zunanjem vezju. Posledično bo baterija resna polariziran, zmogljivost polnjenja in praznjenja pa se bo močno zmanjšala. Zlasti pri polnjenju pri nizkih temperaturah lahko litijevi ioni zlahka tvorijo litijeve dendrite na površini negativne elektrode, kar povzroči okvaro baterije.

Delovanje elektrolita pri nizkih temperaturah je tesno povezano z njegovo lastno prevodnostjo. Elektroliti z visoko prevodnostjo hitro prenašajo ione in imajo večjo zmogljivost pri nizkih temperaturah. Bolj ko litijeve soli disociirajo v elektrolitu, večja je migracija in večja je prevodnost. Višja kot je prevodnost in hitrejša je stopnja prevodnosti ionov, manjša je prejeta polarizacija in boljša je zmogljivost baterije pri nizkih temperaturah. Zato je višja prevodnost nujen pogoj za doseganje dobrih nizkotemperaturnih zmogljivosti litij-ionskih baterij.

Učinkovitost elektrolita pri nizkih temperaturah je tesno povezana s prevodnostjo samega elektrolita. Elektrolit z visoko prevodnostjo lahko hitro prenaša ione in ima večjo zmogljivost pri nizkih temperaturah. Več ko je litijevih soli v elektrolitu disociiranih, večje je število migracij in večja je prevodnost. Prevodnost je visoka in hitrejša kot je stopnja prevodnosti ionov, manjša je polarizacija in boljša je zmogljivost baterije pri nizkih temperaturah. Zato je višja električna prevodnost nujen pogoj za doseganje dobrih nizkotemperaturnih zmogljivosti litij-ionskih baterij.

Prevodnost elektrolita je povezana z njegovo sestavo, zmanjšanje viskoznosti topila pa je eden od načinov za izboljšanje prevodnosti elektrolita. Dobra fluidnost topil pri nizkih temperaturah je zagotovilo za transport ionov, film trdnega elektrolita, ki ga tvori elektrolit na negativni elektrodi pri nizkih temperaturah, pa je tudi ključni dejavnik, ki vpliva na prevodnost litijevega iona, RSEI pa je glavna impedanca litijevega ionskih baterij v okoljih z nizko temperaturo.

Prevodnost elektrolita je povezana s sestavo elektrolita Zmanjšanje viskoznosti topila je eden od načinov za izboljšanje prevodnosti elektrolita. Dobra fluidnost topila pri nizkih temperaturah zagotavlja transport ionov, film trdnega elektrolita, ki ga tvori elektrolit na negativni elektrodi pri nizkih temperaturah, pa je tudi ključ do vplivanja na prevodnost litijevih ionov, RSEI pa je glavna impedanca litij-ionskih baterij v okoljih z nizko temperaturo.

Strokovnjak 2: Glavni dejavnik, ki omejuje delovanje litij-ionskih baterij pri nizkih temperaturah, je hitro naraščajoča Li+difuzijska impedanca pri nizkih temperaturah in ne membrana SEI.

Strokovnjak 2: Glavni dejavnik, ki omejuje delovanje litij-ionskih baterij pri nizkih temperaturah, je močno povečanje Li+ difuzijske odpornosti pri nizkih temperaturah, ne film SEI.

Nizkotemperaturne lastnosti materialov pozitivnih elektrod za litij-ionske baterije

Nizkotemperaturne značilnosti katodnih materialov litij-ionske baterije

1. Nizkotemperaturne lastnosti slojevitih materialov pozitivnih elektrod

1. Nizkotemperaturne značilnosti slojevitih katodnih materialov

Večplastna struktura z neprimerljivo hitrostjo v primerjavi z enodimenzionalnimi litij-ionskimi difuzijskimi kanali in strukturno stabilnostjo tridimenzionalnih kanalov je prvi komercialno dostopen material pozitivnih elektrod za litij-ionske baterije. Njegove reprezentativne snovi vključujejo LiCoO2, Li (Co1 xNix) O2 in Li (Ni, Co, Mn) O2.

Večplastna struktura nima le neprimerljive hitrosti enodimenzionalnih difuzijskih kanalov litij-ionov, ampak ima tudi strukturno stabilnost tridimenzionalnih kanalov. Je najzgodnejši komercialni katodni material za litij-ionske baterije. Njegove reprezentativne snovi vključujejo LiCoO2, Li(Co1-xNix)O2 in Li(Ni,Co,Mn)O2 itd.

Xie Xiaohua idr. preučeval LiCoO2/MCMB in testiral njegove lastnosti polnjenja in praznjenja pri nizkih temperaturah.

Xie Xiaohua in drugi so uporabili LiCoO2/MCMB kot predmet raziskovanja in preizkusili njegove lastnosti polnjenja in praznjenja pri nizkih temperaturah.

Rezultati so pokazali, da se je z znižanjem temperature razelektritveni plato zmanjšal s 3,762 V (0 ℃) na 3,207 V (-30 ℃); Močno se je zmanjšala tudi skupna kapaciteta baterije s 78,98 mA · h (0 ℃) na 68,55 mA · h (-30 ℃).

Rezultati kažejo, da ko se temperatura zniža, njegova razelektritvena platforma pade s 3,762 V (0 ℃) na 3,207 V (–30 ℃), njena skupna kapaciteta baterije močno pade iz 78,98 mA·h (0 ℃) na 68,55 mA·h; (–30 °C).

2. Nizkotemperaturne značilnosti spinelno strukturiranih katodnih materialov

2. Nizkotemperaturne značilnosti katodnih materialov spinelne strukture

Spinelno strukturiran katodni material LiMn2O4 ima prednosti nizkih stroškov in netoksičnosti zaradi odsotnosti elementa Co.

Katodni material LiMn2O4 s spinelno strukturo ne vsebuje elementa Co, zato ima prednosti nizkih stroškov in netoksičnosti.

Vendar pa spremenljiva valenčna stanja Mn in učinek Jahna Tellerja Mn3+ povzročijo strukturno nestabilnost in slabo reverzibilnost te komponente.

Vendar spremenljivo valenčno stanje Mn in Jahn-Tellerjev učinek Mn3+ vodita do strukturne nestabilnosti in slabe reverzibilnosti te komponente.

Peng Zhengshun et al. je poudaril, da imajo različne metode priprave velik vpliv na elektrokemično delovanje katodnih materialov LiMn2O4. Vzemimo za primer Rct: Rct LiMn2O4, sintetiziranega z metodo visokotemperaturne trdne faze, je znatno višji od tistega, sintetiziranega s sol gel metodo, ta pojav pa se odraža tudi v koeficientu difuzije litijevega iona. Glavni razlog za to je, da imajo različne metode sinteze pomemben vpliv na kristaliničnost in morfologijo produktov.

Peng Zhengshun in drugi so poudarili, da imajo različne metode priprave večji vpliv na elektrokemično delovanje katodnih materialov LiMn2O4. Kot primer vzamemo Rct LiMn2O4, sintetiziranega z visokotemperaturno trdno fazo. po sol-gel metodi, ta pojav pa se pojavi pri litijevih ionih. Odraža se tudi v difuzijskem koeficientu. Razlog je predvsem v tem, da imajo različne metode sinteze večji vpliv na kristaliničnost in morfologijo produkta.

3. Nizkotemperaturne značilnosti katodnih materialov fosfatnega sistema

3. Nizkotemperaturne lastnosti katodnih materialov fosfatnega sistema

LiFePO4 je skupaj s ternarnimi materiali postal glavni material pozitivne elektrode za električne baterije zaradi svoje odlične stabilnosti volumna in varnosti. 

Katodni material LiMn2O4 s spinelno strukturo ne vsebuje elementa Co, zato ima prednosti nizkih stroškov in netoksičnosti.

Slaba nizkotemperaturna učinkovitost litijevega železovega fosfata je predvsem posledica tega, da je njegov material izolator, nizke elektronske prevodnosti, slabe difuzije litijevih ionov in slabe prevodnosti pri nizkih temperaturah, kar poveča notranji upor baterije in nanj močno vpliva polarizacija , kar ovira polnjenje in praznjenje baterije, kar ima za posledico nezadovoljivo delovanje pri nizkih temperaturah.

Zaradi odlične volumske stabilnosti in varnosti je LiFePO4 skupaj s ternarnimi materiali postal glavni del trenutnih katodnih materialov za električne baterije. Slaba nizkotemperaturna učinkovitost litijevega železovega fosfata je predvsem zato, ker je sam material izolator z nizko elektronsko prevodnostjo, slabo difuzivnostjo litijevih ionov in slabo prevodnostjo pri nizkih temperaturah, kar poveča notranji upor baterije in nanj močno vpliva Polnjenje in praznjenje baterije sta blokirana, zato delovanje pri nizkih temperaturah ni idealno.

Pri proučevanju obnašanja polnjenja in praznjenja LiFePO4 pri nizkih temperaturah so Gu Yijie et al. ugotovil, da se je njegova kulonova učinkovitost zmanjšala s 100 % pri 55 ℃ na 96 % pri 0 ℃ oziroma 64 % pri -20 ℃; Napetost praznjenja se zmanjša s 3,11 V pri 55 ℃ na 2,62 V pri -20 ℃.

Ko so Gu Yijie in sod. preučevali obnašanje napolnjenosti in praznjenja LiFePO4 pri nizkih temperaturah, so ugotovili, da je njegova kulonovska učinkovitost padla s 100 % pri 55 °C na 96 % pri 0 °C in na 64 % pri –20 °C; napetost je padla s 3,11 V pri 55 °C Zmanjša se na 2,62 V pri –20 °C.

Xing et al. modificiral LiFePO4 z uporabo nanoogljika in ugotovil, da je dodatek nanoogljikovih prevodnih sredstev zmanjšal občutljivost elektrokemične učinkovitosti LiFePO4 na temperaturo in izboljšal njegovo delovanje pri nizkih temperaturah; Praznilna napetost modificiranega LiFePO4 se je zmanjšala s 3,40 V pri 25 ℃ na 3,09 V pri -25 ℃, z zmanjšanjem le za 9,12 %; Učinkovitost njegove baterije je 57,3 % pri -25 ℃, več kot 53,4 % brez nanoogljikovih prevodnih sredstev.

Xing et al. so uporabili nanoogljik za modifikacijo LiFePO4 in ugotovili, da so bile elektrokemične lastnosti LiFePO4 manj občutljive na temperaturo in da se je po modifikaciji napetost praznjenja LiFePO4 povečala s 3,40 na 3,40 pri 25 °C V je padel na 3,09 V pri –25 °C, kar je zmanjšanje za samo 9,12 %; njegova učinkovitost baterije pri –25 °C je bila višja od 53,4 % brez nanoogljikovega prevodnika.

V zadnjem času je LiMnPO4 vzbudil veliko zanimanje med ljudmi. Raziskava je pokazala, da ima LiMnPO4 prednosti, kot so visok potencial (4,1 V), brez onesnaževanja, nizka cena in velika specifična zmogljivost (170 mAh/g). Vendar se zaradi nižje ionske prevodnosti LiMnPO4 v primerjavi z LiFePO4 Fe pogosto uporablja za delno nadomestitev Mn za tvorbo trdnih raztopin LiMn0,8Fe0,2PO4 v praksi.

V zadnjem času je LiMnPO4 pritegnil veliko zanimanja. Raziskave so pokazale, da ima LiMnPO4 prednosti visokega potenciala (4,1 V), brez onesnaževanja, nizke cene in velike specifične zmogljivosti (170 mAh/g). Vendar pa se zaradi nižje ionske prevodnosti LiMnPO4 kot LiFePO4 Fe pogosto uporablja za delno nadomestitev Mn v praksi, da se tvori trdna raztopina LiMn0,8Fe0,2PO4.

Nizkotemperaturne lastnosti materialov negativnih elektrod za litij-ionske baterije

Nizkotemperaturne lastnosti anodnih materialov za litij-ionske baterije

V primerjavi z materiali pozitivnih elektrod je pojav nizkotemperaturne razgradnje materialov negativnih elektrod v litij-ionskih baterijah resnejši, predvsem zaradi naslednjih treh razlogov:

V primerjavi s katodnimi materiali je nizkotemperaturno poslabšanje anodnih materialov litij-ionske baterije resnejše. Obstajajo trije glavni razlogi:

• Med nizkotemperaturnim polnjenjem in praznjenjem z visoko hitrostjo je polarizacija baterije huda in velika količina kovinskega litija se nanese na površino negativne elektrode, reakcijski produkti med kovinskim litijem in elektrolitom pa na splošno nimajo prevodnosti;
• Pri polnjenju in praznjenju pri nizkih temperaturah in pri visokih stopnjah je baterija močno polarizirana in velika količina kovinskega litija se nanese na površino negativne elektrode, reakcijski produkt med kovinskim litijem in elektrolitom pa na splošno ni prevoden;
  
• S termodinamičnega vidika elektrolit vsebuje veliko število polarnih skupin, kot sta C-O in C-N, ki lahko reagirajo z materiali negativnih elektrod, kar ima za posledico filme SEI, ki so bolj dovzetni za učinke nizkih temperatur;
• S termodinamičnega vidika vsebuje elektrolit veliko število polarnih skupin, kot sta C–O in C–N, ki lahko reagirajo z anodnim materialom, nastali film SEI pa je bolj dovzeten za nizke temperature;
  
• Težko je vdelati litij v ogljikove negativne elektrode pri nizkih temperaturah, kar povzroči asimetrično polnjenje in praznjenje.
• Ogljikove negativne elektrode težko vstavijo litij pri nizkih temperaturah, poleg tega obstaja asimetrija pri polnjenju in praznjenju.
  

Raziskave nizkotemperaturnih elektrolitov

Raziskave nizkotemperaturnega elektrolita

Elektrolit igra vlogo pri prenosu Li+in litij-ionskih baterij, njegova ionska prevodnost in zmogljivost tvorbe filma SEI pa pomembno vplivata na delovanje baterije pri nizkih temperaturah. Obstajajo trije glavni indikatorji za presojo kakovosti nizkotemperaturnih elektrolitov: ionska prevodnost, elektrokemično okno in aktivnost elektrodne reakcije. Raven teh treh indikatorjev je v veliki meri odvisna od njihovih sestavnih materialov: topil, elektrolitov (litijeve soli) in aditivov. Zato je preučevanje delovanja različnih delov elektrolita pri nizkih temperaturah zelo pomembno za razumevanje in izboljšanje delovanja baterij pri nizkih temperaturah.

Elektrolit igra vlogo pri transportu Li+ v litij-ionskih baterijah, njegova ionska prevodnost in SEI lastnosti oblikovanja filma pa pomembno vplivajo na delovanje baterije pri nizkih temperaturah. Obstajajo trije glavni indikatorji za presojo kakovosti nizkotemperaturnih elektrolitov: ionska prevodnost, elektrokemično okno in reaktivnost elektrode. Ravni teh treh indikatorjev so v veliki meri odvisne od njihovih sestavnih materialov: topilo, elektrolit (litijeva sol) in dodatki. Zato je preučevanje nizkotemperaturnih lastnosti različnih delov elektrolita velikega pomena za razumevanje in izboljšanje delovanja baterije pri nizkih temperaturah.

• V primerjavi z verižnimi karbonati imajo elektroliti na osnovi EC kompaktno strukturo, visoko interakcijsko silo ter višje tališče in viskoznost. Vendar pa velika polarnost, ki jo prinaša krožna struktura, pogosto povzroči visoko dielektrično konstanto. Visoka dielektrična konstanta, visoka ionska prevodnost in odlična zmogljivost tvorjenja filma EC topil učinkovito preprečujejo sočasno vstavljanje molekul topil, zaradi česar so nepogrešljiva. Zato najpogosteje uporabljeni nizkotemperaturni elektrolitski sistemi temeljijo na EC in so pomešani z majhnimi molekulskimi topili z nizkim tališčem.
• V primerjavi z verižnimi karbonati so nizkotemperaturne značilnosti elektrolitov na osnovi EC ta, da imajo ciklični karbonati tesno strukturo, močno silo ter višje tališče in viskoznost. Vendar pa ima velika polarnost, ki jo prinaša obročna struktura, pogosto visoko dielektrično konstanto. Velika dielektrična konstanta, visoka ionska prevodnost in odlične lastnosti EC topil, ki tvorijo film, učinkovito preprečujejo sočasno vstavljanje molekul topil, zaradi česar so nepogrešljivi molekulsko topilo z nizkim tališčem.
  
• Litijeve soli so pomembna sestavina elektrolitov. Litijeve soli v elektrolitih lahko ne le izboljšajo ionsko prevodnost raztopine, ampak tudi zmanjšajo difuzijsko razdaljo Li+ v raztopini. Na splošno velja, da večja kot je koncentracija Li+ v raztopini, večja je njena ionska prevodnost. Vendar pa koncentracija litijevih ionov v elektrolitu ni linearno povezana s koncentracijo litijevih soli, temveč kaže parabolično obliko. To je zato, ker je koncentracija litijevih ionov v topilu odvisna od moči disociacije in asociacije litijevih soli v topilu.

• Litijeva sol je pomembna sestavina elektrolita. Litijeva sol v elektrolitu lahko ne le poveča ionsko prevodnost raztopine, ampak tudi zmanjša difuzijsko razdaljo Li+ v raztopini. Na splošno velja, da večja kot je koncentracija Li+ v raztopini, večja je njena ionska prevodnost. Vendar koncentracija litijevih ionov v elektrolitu ni linearno povezana s koncentracijo litijeve soli, ampak je parabolična. To je zato, ker je koncentracija litijevih ionov v topilu odvisna od moči disociacije in asociacije litijeve soli v topilu.

  
  

Raziskave nizkotemperaturnih elektrolitov

Raziskave nizkotemperaturnega elektrolita

Poleg same sestave baterije lahko na delovanje baterije pomembno vplivajo tudi procesni dejavniki v praktičnem delovanju.

Poleg same sestave baterije bodo na zmogljivost baterije močno vplivali tudi procesni dejavniki v dejanskem delovanju.

(1) Postopek priprave. Yaqub et al. proučevali vpliv obremenitve elektrode in debeline prevleke na nizkotemperaturno zmogljivost LiNi0,6Co0,2Mn0,2O2/grafitnih baterij in ugotovili, da je z vidika ohranjanja zmogljivosti manjša obremenitev elektrode in tanjša plast prevleke, boljša je delovanje pri nizkih temperaturah.

(1) Postopek priprave. Yaqub et al. so preučevali učinke obremenitve elektrode in debeline prevleke na nizkotemperaturno zmogljivost LiNi0,6Co0,2Mn0,2O2/grafitnih baterij in ugotovili, da je v smislu ohranjanja zmogljivosti manjša obremenitev elektrode in tanjša plast prevleke. , boljša je učinkovitost pri nizkih temperaturah.

(2) Stanje polnjenja in praznjenja. Petzl et al. preučeval učinek nizkotemperaturnih pogojev polnjenja in praznjenja na življenjsko dobo baterij in ugotovil, da bo velika globina praznjenja povzročila znatno izgubo zmogljivosti in skrajšala življenjsko dobo baterij.

(2) Stanje polnjenja in praznjenja. Petzl in drugi so preučevali vpliv nizkotemperaturnih stanj polnjenja in praznjenja na življenjsko dobo baterije in ugotovili, da bo globina praznjenja velika, povzročila večjo izgubo zmogljivosti in skrajšala življenjsko dobo baterije.

(3) Drugi dejavniki. Površina, velikost por, gostota elektrode, omočljivost med elektrodo in elektrolitom ter separator vplivajo na delovanje litij-ionskih baterij pri nizkih temperaturah. Poleg tega ni mogoče prezreti vpliva materialnih in procesnih napak na delovanje baterij pri nizkih temperaturah.

(3) Drugi dejavniki. Površina, velikost por, gostota elektrode elektrode, omočljivost elektrode in elektrolita ter separatorja vplivajo na delovanje litij-ionskih baterij pri nizkih temperaturah. Poleg tega ni mogoče prezreti vpliva napak v materialih in postopkih na delovanje baterij pri nizkih temperaturah.

Povzetek

Povzemite

Da bi zagotovili delovanje litij-ionskih baterij pri nizkih temperaturah, je treba dobro opraviti naslednje točke:

(1) Oblikovanje tankega in gostega filma SEI;

(2) Zagotovite, da ima Li+ visok difuzijski koeficient v aktivni snovi;

(3) Elektroliti imajo visoko ionsko prevodnost pri nizkih temperaturah.

Poleg tega lahko raziskave uporabijo drugačen pristop in se osredotočijo na drugo vrsto litij-ionske baterije – vse polprevodniške litij-ionske baterije. V primerjavi z običajnimi litij-ionskimi baterijami se pričakuje, da bodo vse polprevodniške litij-ionske baterije, zlasti vse polprevodniške tankoslojne litij-ionske baterije, v celoti rešile težave z degradacijo zmogljivosti in varnostjo cikliranja baterij, ki se uporabljajo pri nizkih temperaturah.

Da bi zagotovili delovanje litij-ionskih baterij pri nizkih temperaturah, je treba narediti naslednje:

(1) Oblikujte tanek in gost film SEI;

(2) Zagotovite, da ima Li+ velik difuzijski koeficient v aktivnem materialu;

(3) Elektrolit ima visoko ionsko prevodnost pri nizkih temperaturah.

Poleg tega lahko raziskave najdejo tudi drug način, da se osredotočijo na drugo vrsto litij-ionske baterije – popolnoma polprevodniško litij-ionsko baterijo. V primerjavi z običajnimi litij-ionskimi baterijami se pričakuje, da bodo polprevodniške litij-ionske baterije, zlasti popolnoma polprevodniške tankoslojne litij-ionske baterije, v celoti rešile problem slabljenja zmogljivosti in vprašanja varnosti cikla baterij, ki se uporabljajo pri nizke temperature.