Причина, чому літієві батареї бояться холоду, в основному пов'язана з їхніми внутрішніми хімічними реакціями та фізичними властивостями.
1 Уповільнення швидкості хімічної реакції
Під час процесу заряджання та розряджання літієвих батарей відбувається міграція іонів літію між позитивним і негативним електродами, а також хімічні реакції активних матеріалів електродів. Ці реакції потребують певної кількості енергії для подолання енергетичного бар’єру активації, що забезпечує перенесення електронів і перетворення матеріалу.
У низькотемпературному середовищі швидкість цих хімічних реакцій значно сповільнюється, оскільки молекулярний рух реагентів сповільнюється, частота зіткнень зменшується, і реакції стає важко проводити. Таким чином, продуктивність літієвих батарей при низьких температурах буде вплинути, що виявиться у вигляді зменшення ємності та зниження продуктивності.
2 Знижена розчинність активного матеріалу електрода
Розчинність електродних активних матеріалів у літієвих батареях зменшується при низьких температурах. Це означає, що в умовах низької температури концентрація електродних активних речовин в електроліті буде знижуватися, тим самим зменшуючи кількість активних речовин, доступних для реакції. Це додатково зменшує здатність акумулятора заряджати та розряджати, що призводить до зниження продуктивності акумулятора.
3 Зниження плинності електроліту
Електроліт в літієвих батареях може ставати в’язким і навіть частково твердіти при низьких температурах. Це призведе до зниження іонної провідності електроліту, тобто швидкість міграції іонів в електроліті сповільнюється.
Через вирішальну роль міграції іонів у процесах заряджання та розряджання батареї, зниження плинності електроліту безпосередньо впливає на вихідну напругу та потужність батареї.
4 Внутрішній опір батареї збільшується
У низькотемпературному середовищі опір різних матеріалів усередині літієвих батарей, таких як електроди та електроліти, зростатиме. Це призведе до збільшення внутрішнього опору акумулятора, тим самим зменшуючи його ефективну ємність і час розряду. У той же час збільшення внутрішнього опору також вироблятиме більше тепла під час процесу заряджання та розряджання батареї, що додатково впливає на її продуктивність і безпеку.
5 Явище осадження літію на негативному електроді
Під час низькотемпературного заряджання іони літію можуть легко утворювати літієві дендрити на поверхні негативного електрода. Ці літієві дендрити можуть пробити сепаратор, спричинивши внутрішнє коротке замикання в акумуляторі та потенційно призвести до нещасних випадків. Крім того, осаджений металевий літій реагує з електролітом, утворюючи відкладення, збільшуючи товщину поверхні розділу твердого електроліту (SEI) і додатково впливаючи на низькотемпературні характеристики батареї.
6 Які є рішення для боротьби зі страхом низької температури в літієвих батареях
1. Покращте матеріали та дизайн акумулятора
Оптимізація електроліту:Використовуйте незамерзаючий електроліт, щоб забезпечити хорошу здатність транспортувати іони за низьких температур. Поліпшити електродні матеріали та конструкцію конструкції батареї, раціонально розробити внутрішню структуру батареї, зменшити внутрішні пустоти та підвищити теплопровідність батареї.
2. Оптимізація системи управління акумулятором
Інтелектуальна система контролю температури:Додайте датчики температури всередині акумулятора, щоб відстежувати зміни температури в реальному часі.
Вживайте заходів щодо нагрівання або охолодження відповідно до температури батареї, щоб забезпечити належну робочу температуру батареї в умовах низької температури.
Технологія попереднього підігріву батареї:
Попередньо нагрійте батарею до відповідної температури перед використанням, щоб покращити роботу літієвої батареї при низьких температурах.
Цього можна досягти за допомогою функції попереднього підігріву системи попереднього підігріву автомобіля або домашньої зарядної станції.
Коригування стратегії зарядки:
Використовуйте повільне заряджання в умовах низької температури, щоб зменшити внутрішній опір і швидкість електрохімічної реакції батареї.
Захистіть батарею від пошкоджень, викликаних перезарядом і розрядом, контролюючи струм і напругу батареї.
3. Пропозиції та заходи користувачів
Уникайте тривалої стоянки при низькій температурі:Намагайтеся уникати тривалого паркування автомобіля при низькій температурі, щоб зменшити швидке зниження заряду акумулятора.
Заряджайте за потреби:Дотримуйтесь принципу «заряджайте за потреби», щоб уникнути надто низького заряду батареї та негативного впливу на нормальне використання.
Вибирайте якісні теплоізоляційні матеріали:Оберніть літієву батарею спеціальними ізоляційними матеріалами, щоб підвищити її температуру.
Зверніть увагу на придбання якісних ізоляційних матеріалів, щоб забезпечити ефективність ізоляції.