Met die vinnige ontwikkeling van elektriese voertuie wêreldwyd, het die markgrootte van elektriese voertuie $1 triljoen in 2020 bereik en sal voortgaan om teen 'n tempo van meer as 20% per jaar in die toekoms te groei. Daarom sal elektriese voertuie as 'n belangrike manier van vervoer, die werkverrigtingvereistes vir kragbatterye toenemend hoog wees, en die impak van batteryverval op kragbatteryprestasie in lae-temperatuur omgewings moet nie geïgnoreer word nie. Die hoofredes vir battery verval in lae-temperatuur omgewings is: Eerstens, die lae temperatuur beïnvloed die klein interne weerstand van die battery, die termiese diffusie area is groot, en die interne weerstand van die battery verhoog. Tweedens, die battery binne en buite die lading oordrag kapasiteit is swak, sal die battery vervorming plaasvind wanneer die plaaslike onomkeerbare polarisasie. Derdens is die lae temperatuur van die elektroliet molekulêre beweging stadig en moeilik om te diffundeer in die tyd wanneer die temperatuur styg. Daarom is lae temperatuur battery verval ernstig, wat lei tot ernstige battery prestasie agteruitgang.
1 、 Die status van lae temperatuur battery tegnologie
Die tegniese en materiële werkverrigtingvereistes van litium-ioonkragbatterye wat by lae temperature voorberei word, is hoog. Die ernstige prestasie agteruitgang van litium-ioon krag battery in lae temperatuur omgewing is te wyte aan die toename van interne weerstand, wat lei tot die moeilikheid van elektroliet diffusie en verkorte selsiklus lewe. Daarom het die navorsing oor laetemperatuurkragbatterytegnologie die afgelope paar jaar 'n mate van vordering gemaak. Tradisionele hoë-temperatuur litium-ioon batterye het swak hoë-temperatuur werkverrigting, en hul werkverrigting is steeds onstabiel onder lae-temperatuur toestande; groot volume lae-temperatuur selle, lae kapasiteit, en swak lae-temperatuur siklus prestasie; polarisasie is aansienlik sterker by lae temperatuur as by hoë temperatuur; verhoogde viskositeit van elektroliet by lae temperatuur lei tot 'n vermindering in die aantal lading/ontladingsiklusse; verminderde veiligheid van selle en verminderde batterylewe by lae temperatuur; en verminderde werkverrigting in gebruik by lae temperatuur. Daarbenewens het die kort sikluslewe van die battery by lae temperatuur en die veiligheidsrisiko's van lae-temperatuur selle nuwe vereistes vir die veiligheid van kragbatterye gestel. Daarom is die ontwikkeling van stabiele, veilige, betroubare en langlewe kragbatterye vir lae-temperatuur omgewings die fokus van navorsing oor lae-temperatuur litium-ioon batterye. Tans is daar verskeie lae-temperatuur litium-ioon battery materiale: (1) litium metaal anode materiale: litium metaal word wyd gebruik in elektriese voertuie as gevolg van sy hoë chemiese stabiliteit, hoë elektriese geleidingsvermoë en lae-temperatuur lading en ontlading prestasie; (2) koolstofanodemateriaal word wyd in elektriese voertuie gebruik as gevolg van hul goeie hitteweerstand, lae-temperatuur siklus prestasie, lae elektriese geleidingsvermoë en lae-temperatuur siklus lewe by lae temperature; (3) koolstofanodemateriaal word wyd in elektriese voertuie gebruik as gevolg van hul goeie hitteweerstand, lae-temperatuur siklus prestasie, lae elektriese geleidingsvermoë en lae-temperatuur siklus lewe. in; (3) organiese elektroliete het goeie werkverrigting by lae temperatuur; (4) polimeer elektroliete: polimeer molekulêre kettings is relatief kort en het hoë affiniteit; (5) anorganiese materiale: anorganiese polimere het goeie prestasieparameters (geleiding) en goeie verenigbaarheid tussen elektrolietaktiwiteit; (6) metaaloksiede is minder; (7) anorganiese materiale: anorganiese polimere, ens.
2、 Die effek van lae temperatuur omgewing op litium battery
Die sikluslewe van litiumbatterye hang hoofsaaklik van die ontladingsproses af, terwyl lae temperatuur 'n faktor is wat 'n groter impak op die lewensduur van litiumprodukte het. Gewoonlik, onder 'n lae temperatuur omgewing, sal die oppervlak van die battery faseverandering ondergaan wat skade aan die oppervlakstruktuur veroorsaak, gepaardgaande met kapasiteit en selkapasiteitvermindering. Onder hoë temperatuurtoestande word gas in die sel gegenereer, wat termiese diffusie sal versnel; onder lae temperatuur kan gas nie betyds ontslaan word nie, wat die faseverandering van batteryvloeistof versnel; hoe laer die temperatuur, hoe meer gas word gegenereer en hoe stadiger die faseverandering van batteryvloeistof. Daarom is die interne materiaalverandering van die battery meer drasties en kompleks onder lae temperatuur, en dit is makliker om gasse en vaste stowwe binne die batterymateriaal te genereer; terselfdertyd sal die lae temperatuur lei tot 'n reeks vernietigende reaksies soos onomkeerbare chemiese bindingsbreek by die raakvlak tussen die katodemateriaal en elektroliet; dit sal ook lei tot die vermindering van elektroliet-selfsamestelling en sikluslewe; die litiumioonladingoordragvermoë na die elektroliet sal verminder word; die laai- en ontladingsproses sal 'n reeks kettingreaksies veroorsaak soos polarisasieverskynsel tydens litiumioonladingoordrag, batterykapasiteitverval en interne spanningvrystelling, wat die sikluslewe en energiedigtheid van litiumioonbatterye en ander funksies beïnvloed. Hoe laer die temperatuur by lae temperatuur, hoe meer intens en kompleks sal die verskeie vernietigende reaksies soos redoksreaksie op die batteryoppervlak, termiese diffusie, faseverandering binne die sel en selfs volledige vernietiging weer 'n reeks kettingreaksies soos elektroliet veroorsaak. selfsamestelling, hoe stadiger die reaksiespoed, hoe ernstiger die batterykapasiteitverval, en hoe swakker is die litiumioonladingmigrasievermoë by hoë temperatuur.
3、 Lae temperatuur op die vordering van navorsingsvooruitsigte vir litiumbatterytegnologie
In die lae temperatuur omgewing sal die veiligheid, sikluslewe en seltemperatuurstabiliteit van die battery beïnvloed word, en die impak van lae temperatuur op die lewensduur van litiumbatterye kan nie geïgnoreer word nie. Op die oomblik het die lae temperatuur krag battery tegnologie navorsing en ontwikkeling met behulp van diafragma, elektroliet, positiewe en negatiewe elektrode materiale en ander metodes 'n mate van vordering gemaak. In die toekoms moet die ontwikkeling van lae-temperatuur litium battery tegnologie verbeter word uit die volgende aspekte: (1) die ontwikkeling van litium battery materiaal stelsel met hoë energiedigtheid, lang lewe, lae verswakking, klein grootte en lae koste by lae temperatuur ; (2) voortdurende verbetering van battery interne weerstandsbeheer deur strukturele ontwerp en materiaal voorbereiding tegnologie; (3) in die ontwikkeling van 'n hoë-kapasiteit, lae-koste litium battery stelsel, aandag moet gegee word aan elektroliet bymiddels, litium ioon en anode en katode koppelvlak en interne aktiewe materiaal en ander sleutel faktore invloed; (4) verbeter die battery siklus prestasie (laai en ontlaai spesifieke energie), die termiese stabiliteit van die battery in 'n lae temperatuur omgewing, die veiligheid van litium batterye in 'n lae temperatuur omgewing en ander battery tegnologie ontwikkeling rigting; (5) hoë veiligheidsprestasie, hoë koste en laekoste kragbatterystelseloplossings in lae temperatuurtoestande ontwikkel; (6) laetemperatuur batteryverwante produkte ontwikkel en die toepassing daarvan bevorder; (7) ontwikkel hoëprestasie lae-temperatuurbestande batterymateriaal en toesteltegnologie.
Natuurlik, benewens bogenoemde navorsingsaanwysings, is daar ook baie navorsingsrigtings om batterywerkverrigting onder lae temperatuurtoestande verder te verbeter, die energiedigtheid van laetemperatuurbatterye te verbeter, batteryagteruitgang in laetemperatuuromgewings te verminder, batterylewe en ander navorsing te verleng vordering; maar die belangriker kwessie is hoe om hoë werkverrigting, hoë veiligheid, lae koste, hoë reikafstand, lang lewe en lae koste kommersialisering van batterye onder lae temperatuur toestande te bereik, is die huidige Die navorsing moet daarop fokus om deur te breek en die probleem op te los.
Pos tyd: Nov-22-2022