Cum lithium-ion gravidae forum intraverunt, late usi sunt propter commoda vitae longae, magnae facultatis propriae, et nulla memoria effectus. Minimum temperaturae usus batteries lithii-ion difficultates habet ut capacitas humilis, attenuatio gravis, effectus cycli pauperis, depositio lithii manifesta, et extractio lithii non libratae. Attamen, cum continua expansione applicationis agrorum, angustiae ab humili temperaturae obtentu lithii-ion gravidae fiunt magis magisque manifestae fiunt.

Secundum relationes, missio gravida lithii-ion in -20°C capacitas tantum circiter 31.5% illius in locus temperatus est. Temperatura operativa gravida lithii-ionis traditionalis est inter -20 et +55 °C. Tamen in campis aerospace, industriae militaris, vehiculis electricis, etc., pugna requiritur ad normaliter in -40°C. Ideo magnae significationis est proprietates Li-ion gravida emendare humilis temperatus.

Factors Restricting Low Temperature Performance of Li-ion Batteries

In environment humilis temperaturae, viscositas electrolytici crescit et etiam ex parte solidatur, inde in diminutione lagunculorum in conductivity lithii-ion.

Compatibilitas inter electrolyticum et electrode negativum et separator pauper fit in ambitu terrae temperatae.

Electrode negativa lithii-ion altilium gravem lithium praecipitationem sub ambitu ima temperaturae habet, et lithium metalli praecipitatum cum electrolytico reagit, eiusque producti depositio auget in crassitudine solidi interfaciei electrolytici (SEI).

In environment humilis temperaturae, diffusio gravidarum Li-ion in materia activa decrescit, et crimen translationis resistentiae (Rct) significanter crescit.

Discussion de Factors Affecting Low Temperature Performance of Li-ion Batteries

Sententia Periti 1: Electrolytus maximam vim habet in gravida lithio-ion, et compositione et proprietatibus physicochemicis electrolytici momenti vim habent in pugna humilis temperatura exercenda. Problemata quae ab cyclo pilae cycli ad frigiditatem spectantia sunt: ​​viscositas electronici augebit, et celeritas conductionis tardius fiet, inde in mismatch electronici migrationis celeritatem circuitionis externi, sic pugna graviter polarizata est; et in crimen ac missionem facultatis acriter reducitur. Praesertim cum lithium iones ad frigiditatem temperatam facile formant lithium dendrites in superficie electrodi negativi, inde in pugna defectio.

Humilis temperatus effectus electrolytici ad magnitudinem conductivitatis ipsius electrolytici propinqua est. Electrolytus cum conductivity altum celeriter iones transmittit et capacitatem ad low temperiem magis exserere potest. Quo plus salis lithium in electrolytico dissociatur, eo superior numerus migrationum et conductivitatis altior. Quo superior electricae conductivity, celerius ion conductionis rate, eo minus polarizationis, et melior pugnae ad frigiditas temperatus exercenda. Superior ergo conductivity electricae conditio necessaria est ad bonum low-temperatum effectum lithium-ion gravida consequendum.

Conductivity electrolytici ad compositionem electrolytici refertur, et viscositas solvendi reductio una viae ad conductionem electrolytici emendandam pertinet. Bona fluoritas solutae temperationis solvens est cautione oneraria ion, et solida cinematographica ab electrolytico negativo temperatura sub electrolytica formata est etiam clavis ad motum lithii ions afficiens, et RSEI est impedimentum principale. lithium ion batteries in low temperatus ambitibus.

Peritus 2: Praecipuum factorem limitans gravidae frigiditatis temperaturae effectus lithii-ion est acriter resistentia Li+ diffusionis aucta in frigidis temperaturis, non SEI pellicula.

Humilis temperatus proprietatibus materiae cathodae pro lithium ion batteries

1. Low temperatus proprietatibus Nunc cathode materiae

Nunc structura non solum incomparabilem ratem perficiendi canales unius dimensionis lithium ion diffusionis habet, sed etiam stabilitatem structuram trium canalium dimensivarum habet. Prima est materia cathode commercialis pro lithium ion batteries. Substantiae eius repraesentativae sunt LiCoO2, Li(Co1-xNix)O2 et Li(Ni, Co, Mn)O2 et sic porro.

Xie Xiaohua et al. LiCoO2/MCMB ut obiectum investigationis cepit et notas eius ignobiles temperaturas observationes emissionis probavit.

Eventus ostendunt decrescente temperaturae emissionem suggestum ab 3.762V (0°C) ad 3.207V (-30°C); capacitas tota altilium etiam acriter minuit ab 78.98mA·h (0°C) ad 68.55mA·h (-30°C).

2. Caloris temperaturae notae ex materia cathode spinel exstructa

LiMn2O4 cathode spinalis structura commoda vilis sumptus et non-toxicitatis habet quia Co elementi non continet.

Valentia autem variabilitas Mn et Jahn-Teller effectus Mn3+ inducit ad instabilitatem structuram et conversionem pauperum huius componentis.

Peng Zhengshun et al. ostendebat varias methodos praeparationis magnam vim habere in effectione materiae electronicae LiMn2O4 cathodae. Rct exemplum sumens: Rct of LiMn2O4 summa temperaturae solidae-phasmatis summatim perstringitur, est insigniter altior quam methodus sol-gel, et hoc phaenomenon lithium ions non afficitur. Diffusio etiam coefficiens reflectitur. Ratio est, quia variae methodi syntheses magnam vim habent in crystallinitate et morphologia productorum.

3. Proprietates humiles temperaturae materiae cathodae systematis phosphatae

Ob eius excellentem soliditatem et incolumitatem volumen, LiFePO4, una cum materiis ternariis, summa vis materiae cathodae hodiernae facta est. Pauper humilis temperatus effectus lithii ferri phosphatis maxime est quia sua materia ipsa insulator est, humilis conductivity electronic, diffusivity lithium pauperis, et conductivity pauperum ad frigiditatem temperatam, quae resistentia interna pugnae auget, quae valde afficitur. polarizationem et altilium crimen et missionem impediuntur. Proin et pretium tortor, non euismod massa.

Cum studeo crimen-exsolvere mores de LiFePO4 ad low temperies, Gu Yijie et al. deprehendi efficientiam eius colombicam delapsam ab 100 ad 55°C ad 96% ad 0°C et 64% ad -20°C, respective; missionis intentione decrevit 3.11V ad 55°C. Decresce 2.62V ad -20°C.

Xing et al. LiFePO4 cum nanocarbon modificatum et inventum, addito nanocarbon agente conductivo, effectum electrochemicum de LiFePO4 minus sensitivum ad temperaturam fuisse, et effectionem frigiditatis temperaturae meliorem esse; missio intentionis LiFePO4 mutationis aucta ab 3.40 ad 25°CV guttae ad 3.09V ad -25°C, decrementum tantum 9.12%; eiusque cellula efficientia ad -25°C 57.3% est, quae altior quam 53.4% ​​sine agente nano-carbono conductivo est.

Nuper LiMnPO4 multum interest. Studium invenit LiMnPO4 commoda altae potentiae (4.1V), nullam inquinationem, pretium humilem, magnas capacitatis specificas (170mAh/g). Attamen, ob deductionem ionicam inferioris LiMnPO4 quam LiFePO4, Fe saepe in usu solutionis solidae LiMn0.8Fe0.2PO4 Mn partim reponere consuevit.

Proprietates humilis temperaturae materiae anode lithium ion batteries

Comparata cum materia positiva electrode, temperaturae deteriorationis negativae, materia lithii ion electronici gravius ​​est, maxime propter tres sequentes causas:

Cum increpans et exercens ad frigiditatem et altam rate, pugna graviter polarizata est, et magna copia lithii metalli in superficie electrodi negativi deposita est, et reactionem producti lithii metalli et electrolytici plerumque conductivity non habet;

Ex parte thermodynamica, electrolytus numerosos circulos polares continet sicut CO et CN, qui cum materia negativa agere potest, et cinematographicus SEI formatus magis ad low temperiem suscipit;

Electrode negativo carbonis difficile est ad lithium temperatum intercalatum difficile, et asymmetrica cura et missio est.

picturae

Investigationes in Low Temperature Electrolyte

Electrolytus partes agit Li+ion in batteries lithio-ion transportando, eiusque proprietates ionicae conductivity SEI cinematographicae notabilem habent ictum in pugna humilis temperatura exercenda. Tria indicia principalia sunt ad iudicandum electrolytici pros et cons humilis temperatus: conductivity ionica, fenestra electrochemica et reactividad electro. Harum trium indiciorum planities magna ex parte pendet ex materiis suis constituentibus: solvendo, electrolytico (sali), et additivis. Investigatio ergo in low temperatura exercendi cuiuslibet partis electrolytici magni est momenti ad intelligendum et ad meliorandum humilis temperatus in pugna faciendum.

Comparatus cum catena carbonas, qualitates temperaturae ec-fundatae electrolyticae, carbonatae cyclicae structuram compactam habent, vim magnam agendi, et punctum superius liquescens et viscositatem. Magna tamen verticitas ab anuli compage allata facit eam saepe magnam dielectricam constantem habere. Magna dielectrica constant, alta conductivity ionica, et optimae proprietatum cinematographicarum ec menstruarum efficaciter impediunt co-insertionem moleculorum solvendorum, quibus necessaria sunt. Itaque, pleraque systemata electrolytici vulgaris humilis temperaturae in EC fundata sunt, et deinde parva moleculae mixta cum puncto parvo solvendo sunt.

Lithium sal magna pars electrolytici est. Sal Lithium in electrolytici non solum solutionis conductivity ionicum emendare potest, sed etiam diffusionem distantiae Li+ in solutione minuere. In genere, maior intentio Li+ in solutione, eo maior conductivity ionicae. Attamen concentratio lithii ionum in electrolytici non linealiter se habet ad concentratio lithii salium, sed parabolica. Causa est, quia intentio lithii in solvendo pendet a vi dissociationis et consociationis salium in solvendo.

Investigationes in Low Temperature Electrolyte

Praeter compositionem ipsam pilae, processus factores in actu operationis etiam magnum momentum in pugna praestanda habebit.
(1) Praeparatio. Yaqub et al. Investigavit effectum electrodis oneris et crassitiem efficiens in ima temperatura faciendis LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 / Graphite gravida et inventa est secundum capacitatem retentionis, quo minus onus electrodum ac tenuior iacuit tunica melior humilior. tortor consequat. .

(2) Status, of charge and mission. Petzl et al. studuit effectus humilis temperaturae crimen-emissionis statum in pugna cycli vitae, et invenit quod, cum magna profunditas emissionis est, maiorem capacitatem damni efficiet et vitam cycli minuet.

(3) Alia. Superficies, magnitudo pororum, densitas electrodis, humidabilitas electrodis et electrolyti, et separatoris, etc., omnes afficiunt gravidam frigiditatem actionis lithii-ionis. Praeterea influxus materialium et processuum defectuum propter humilitatem temperaturae peractae pilae neglegi non potest.

Summatim

Ut ad frigiditatem temperaturae latrinae lithii-ionis perficiendam curet, sequentia puncta fieri oportet:

(1) Forma tenuis et densa SEI pellicula;

(2) Perficite, Li+ magnam diffusionem coefficiens in materia activa;

(3) Electrolytus altam conductivity ionica temperatura habet.

Praeterea investigatio potest etiam alium modum spectare ad alterum genus lithii-ionis altilium totius solidi-statis lithii-ion altilium. Cum batteries lithio-ion conventionales, laguncularum omnium solidorum status lithii-ion, praesertim cum gravida lithio-ion solidata tenuissima veli, expectatur ut problema possibilitatis cariem et cycli tutus omnino solvat, cum gravida in usu sunt. humilis temperaturis. c*