Półprzewodnikowyniskotemperaturowe baterie litowewykazują niską wydajność elektrochemiczną w niskich temperaturach. Ładowanie akumulatora litowo-jonowego w niskiej temperaturze spowoduje wygenerowanie ciepła w wyniku reakcji chemicznej elektrody dodatniej i ujemnej, co spowoduje przegrzanie elektrody. Ze względu na niestabilność elektrod dodatnich i ujemnych w niskich temperaturach łatwo jest spowodować, że w reakcji elektrolitu wygenerują się pęcherzyki powietrza i wytrącą się lit, niszcząc w ten sposób właściwości elektrochemiczne. Dlatego niska temperatura jest nieuniknionym procesem w procesie starzenia się akumulatora.
Temperatura ładowania akumulatora litowo-jonowego jest zbyt niska w niskiej temperaturze, co może spowodować uszkodzenie elektrod dodatnich i ujemnych. Gdy temperatura ładowania akumulatora jest niższa niż temperatura pokojowa, elektroda dodatnia akumulatora reaguje i ulega rozkładowi termicznemu, a wytworzony gaz i ciepło gromadzą się w gazie powstającym w elektrodzie dodatniej, powodując rozszerzanie się ogniwa. Jeśli temperatura podczas rozładowywania będzie zbyt niska, bieguny staną się niestabilne. Aby utrzymać aktywność elektrody ujemnej i dodatniej, akumulator musi być ładowany w sposób ciągły, dlatego materiał aktywny elektrody dodatniej powinien być utrzymywany w określonej pozycji podczas ładowania.
Pojemność baterii spada szybciej podczas pracy w niskich temperaturach, co ma znaczący wpływ na żywotność baterii. Ładowanie w niskiej temperaturze prowadzi do nadmiernych zmian objętości elektrody dodatniej i ujemnej, co z kolei prowadzi do powstawania dendrytów litu, a tym samym wpływa na wydajność akumulatora. Utrata mocy i degradacja pojemności podczas cyklu ładowania/rozładowania jest również głównym czynnikiem wpływającym na żywotność akumulatora, a rozkład katody LiCoSiO 2 i katody LiCoSiO 2 w wysokich temperaturach powoduje wytwarzanie gazu i pęcherzyków wraz ze stałym elektrolitem, co wpływa na żywotność baterii. Reakcja elektrod dodatnich i ujemnych z elektrolitem w niskiej temperaturze powoduje powstawanie pęcherzyków, które destabilizują elektrody dodatnie i ujemne podczas cyklu pracy akumulatora, powodując w ten sposób szybki spadek pojemności akumulatora.
Wydłużenie cyklu życia zależy od stanu rozładowania akumulatora i stężenia jonów litu podczas ładowania. Wysokie stężenie jonów litu będzie hamować wydajność cykliczną akumulatora, podczas gdy niskie stężenie litu będzie hamować wydajność cykliczną akumulatora. Ponieważ ładowanie w niskiej temperaturze spowoduje gwałtowną reakcję elektrolitu, wpływając w ten sposób na reakcję elektrody dodatniej i ujemnej, co spowoduje interakcję pomiędzy elektrodą dodatnią i ujemną, substancje czynne powodując w ten sposób reakcję elektrody ujemnej i wytworzenie dużej ilości gazu i wodę, zwiększając w ten sposób ciepło akumulatora. Gdy stężenie jonów litu jest niższe niż 0,05%, cykl życia wynosi tylko 2 razy dziennie; gdy prąd ładowania akumulatora jest wyższy niż 0,2 A/C, system cykli może utrzymać 8-10 razy dziennie, natomiast gdy stężenie dendrytu litu jest niższe niż 0,05%, system cykli może utrzymać 6-7 razy dziennie .
W niskiej temperaturze na elektrodzie ujemnej i membranie akumulatora litowo-jonowego nastąpi utrata wody, co doprowadzi do zmniejszenia wydajności cyklu i pojemności ładowania akumulatora; polaryzacja materiału elektrody dodatniej spowoduje również kruche odkształcenie materiału elektrody ujemnej, powodując niestabilność sieci i zjawisko przenoszenia ładunku; parowanie, ulatnianie, desorpcja, emulgowanie i wytrącanie elektrolitu również doprowadzą do zmniejszenia wydajności cyklicznej akumulatora. W akumulatorach LFP ilość materiału aktywnego na powierzchni akumulatora stopniowo maleje wraz ze wzrostem liczby ładowań i rozładowań, a redukcja materiału aktywnego doprowadzi do zmniejszenia pojemności akumulatora; podczas procesu ładowania i rozładowywania, wraz ze wzrostem liczby ładowań i rozładowań, materiał aktywny na styku ponownie składa się w solidną i niezawodną strukturę akumulatora, co czyni akumulator trwalszym i bezpieczniejszym.
Czas publikacji: 15 listopada 2022 r