الحالة الصلبةبطاريات الليثيوم ذات درجة الحرارة المنخفضةتظهر أداء كهروكيميائي منخفض في درجات حرارة منخفضة. شحن بطارية ليثيوم أيون عند درجة حرارة منخفضة سوف يولد حرارة في التفاعل الكيميائي للأقطاب الكهربائية الموجبة والسالبة، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة القطب الكهربائي. نظرًا لعدم استقرار الأقطاب الكهربائية الموجبة والسالبة عند درجات الحرارة المنخفضة، فمن السهل التسبب في تفاعل الإلكتروليت لتوليد فقاعات الهواء وترسيب الليثيوم، وبالتالي تدمير الأداء الكهروكيميائي. ولذلك، فإن درجة الحرارة المنخفضة هي عملية حتمية في عملية شيخوخة البطارية.
درجة حرارة شحن بطارية ليثيوم أيون منخفضة للغاية عند درجة حرارة منخفضة، مما سيشكل ضررًا للأقطاب الكهربائية الإيجابية والسلبية. عندما تكون درجة حرارة شحن البطارية أقل من درجة حرارة الغرفة، يتفاعل القطب الموجب للبطارية ويتحلل حراريا، ويتراكم الغاز والحرارة المتولدة في الغاز المتكون في القطب الموجب، مما يتسبب في تمدد الخلية. إذا كانت درجة الحرارة منخفضة جدًا أثناء التفريغ، فسوف تصبح الأقطاب غير مستقرة. من أجل الحفاظ على نشاط القطب السالب والقطب الموجب، يجب شحن البطارية بشكل مستمر، وبالتالي، يجب الحفاظ على المادة النشطة للقطب الموجب في وضع معين قدر الإمكان عند الشحن.
تتحلل سعة البطارية بشكل أسرع أثناء ركوب الدراجات في درجات الحرارة المنخفضة ولها تأثير كبير على عمر البطارية. يؤدي الشحن في درجات الحرارة المنخفضة إلى تغيرات كبيرة في حجم الأقطاب الكهربائية الموجبة والسالبة، مما يؤدي بدوره إلى تكوين تشعبات الليثيوم وبالتالي يؤثر على أداء البطارية. يعد فقدان الطاقة وتدهور السعة أثناء دورة الشحن/التفريغ أيضًا عاملاً رئيسيًا يؤثر على عمر البطارية، كما أن تحلل كاثود LiCoSiO 2 وكاثود LiCoSiO 2 عند درجات حرارة عالية يولد الغاز والفقاعات جنبًا إلى جنب مع المنحل بالكهرباء الصلب، مما يؤثر على عمر البطارية. عمر البطارية. يؤدي تفاعل الأقطاب الكهربائية الموجبة والسالبة مع الإلكتروليت عند درجة حرارة منخفضة إلى توليد فقاعات تعمل على زعزعة استقرار الأقطاب الكهربائية الموجبة والسالبة أثناء دورة البطارية، مما يتسبب في تدهور سعة البطارية بسرعة.
يعتمد تمديد عمر الدورة على حالة تفريغ البطارية وتركيز أيون الليثيوم أثناء الشحن. سيمنع تركيز أيونات الليثيوم العالي أداء دورة البطارية، بينما سيمنع تركيز الليثيوم المنخفض أداء دورة البطارية. حيث أن الشحن عند درجة حرارة منخفضة سيؤدي إلى تفاعل الإلكتروليت بعنف، وبالتالي التأثير على تفاعل القطب الموجب والسالب، مما سيؤدي إلى التفاعل بين المواد النشطة للقطب الموجب والسالب وبالتالي يتسبب في تفاعل القطب السالب وإنتاج كمية كبيرة من الغاز و الماء، وبالتالي زيادة حرارة البطارية. عندما يكون تركيز أيون الليثيوم أقل من 0.05%، تكون مدة الدورة مرتين فقط في اليوم؛ عندما يكون تيار شحن البطارية أعلى من 0.2 A/C، يمكن لنظام الدورة الحفاظ على 8-10 مرات/يوم، بينما عندما يكون تركيز تفرعات الليثيوم أقل من 0.05%، يمكن لنظام الدورة الحفاظ على 6-7 مرات/يوم. .
عند درجة حرارة منخفضة، سيحدث فقدان الماء في القطب السالب والحجاب الحاجز لبطارية ليثيوم أيون، مما سيؤدي إلى انخفاض أداء الدورة وقدرة شحن البطارية؛ سيؤدي استقطاب مادة القطب الموجب أيضًا إلى تشوه هش لمادة القطب السالب، مما يؤدي إلى عدم استقرار الشبكة وظاهرة نقل الشحنة؛ سيؤدي التبخر والتطاير والامتزاز والاستحلاب وترسيب المنحل بالكهرباء أيضًا إلى انخفاض أداء دورة البطارية. في بطاريات LFP، تتناقص المادة النشطة الموجودة على سطح البطارية تدريجيًا مع زيادة عدد الشحن والتفريغ، وسيؤدي تقليل المادة النشطة إلى انخفاض سعة البطارية؛ أثناء عملية الشحن والتفريغ، مع زيادة عدد الشحن والتفريغ، يتم إعادة تجميع المادة النشطة في الواجهة لتشكل هيكل بطارية قويًا وموثوقًا، مما يجعل البطارية أكثر متانة وأمانًا.
وقت النشر: 15 نوفمبر 2022