Утицај нискотемпературног пуњења на литијумске батерије је неповратан

Пуњење или пражњење батерија на ниским температурама ће изазвати неповратно оштећење батерије, узрокујући пад капацитета и озбиљне безбедносне ризике. Дуготрајно складиштење на ултра ниским температурама (-20 степен) ће такође изазвати неповратно оштећење батерије и смањити њен капацитет.

1. Цео процес пуњења литијум-јонске батерије на ниској температури

Позитивни степен литијум-јонских батерија је генерално тернарни (НЦМ), литијум-гвожђе-фосфатна батерија (ЛФП) и литијум-кобалт оксидна батерија (ЛЦО), а негативна електрода је графит (Гр). Када се батерија пуни, литијум јони се крећу од позитивне константе решетке преко електролитске дијафрагме литијумске батерије до негативне електроде и постављају се у чврсти слој графита. Приликом пуњења и пражњења може се разумети да излази из чврстог слоја графитне негативне електроде и затим се враћа на позитивну константу решетке.

Када је температура структуре литијум-јонске батерије и процеса пуњења и пражњења ниска, перформансе молекуларног кретања се смањују, цела брзина реакције и процес преноса материјала ће се успорити, тако да је најочигледнија спорост у батерији литијум- јон/ Транспорт молекула литијума у ​​чврстом слоју графита (негативна електрода) и константа решетке позитивног реда. Због тога је много литијума депоновано у електричном степену и страници електролита литијумске батерије. Када се батерија пуни, литијум јони се не могу стиснути у слој графита и остаће на површини негативне електроде, претварајући се у метални литијум и акумулирајући се у литијум дендрите. Током пуњења и пражњења, литијум јони се истискују на површини константе решетке позитивног степена, што може лако изазвати пуцање позитивног степена.

2. Пуњење батерије при ниској температури узрокује таложење литијума, што доводи до очигледних безбедносних ризика

Процес раста литијум дендрита: Приликом пуњења нормалне батерије, литијум јони улазе у чврсти слој графита на уредан начин, изазивајући реакцију интеркалације. Међутим, приликом пуњења батерије ниске температуре, литијум јони не могу да се стисну у графитни слој и увек ће их апсорбовати електронски уређај на површини негативне електроде и постати метални литијум, што резултира реакцијом конверзије (разлика реакционог потенцијала је ниже од реакције интеркалације, што се може схватити као теже да се одвија.Међутим, тешко је да се супстанце у интеркалационој реакцији шире, што доводи до тога да се реакција конверзије лако одвија на ниским температурама) и акумулирају се у литијум дендрите. Као што смо сви научили у хемији у деветом разреду, метални литијум је веома реактиван и може одмах да реагује са електролитом литијумске батерије. Настале хемијске компоненте су такође неповратне, што доводи до губитка капацитета. Поред тога, метални литијум наставља да расте и развија се, а веома је лако пробити дијафрагму и повезати се са позитивним степеном, изазивајући унутрашњи кратак спој и лако изазивајући озбиљније безбедносне несреће.

3. Пуњење и пражњење при ниској температури изазивају пуцање честица позитивног нивоа

Током нискотемпературног пуњења и пражњења, литијум јони се истискују на површини константе решетке позитивног нивоа, што може лако довести до пуцања активних честица позитивног нивоа. С једне стране, наноси штету позитивним енергетским сировинама, узрокујући оштећење капацитета. Поред тога, таложење вишка хемијских елемената у позитивној електроди ће се пренети на површину негативне електроде и претворити у металне честице, изазивајући стварање акумулације литијума.

4. Складиштење на ниској температури смањује капацитет батерије

Недавно су неки истраживачи открили да је батерија држана на ниској температури само 48 сати, а затим стављена на собну температуру да се одмори, а затим је тестиран капацитет. Утврђено је да ће за батерије које су натопљене високом температуром дуго времена, капацитет бити смањен за 3,2% када се пуне малом брзином (споро пуњење), али када се пуне великом брзином (брзо пуњење), капацитет ће бити смањен за 6%.

Фактори који доводе до смањења капацитета су:

1) Ниска температура погоршава пуцање позитивне фазе.

2) Ниска температура ће вероватно изазвати ротацију честица позитивног нивоа, узрокујући да се одвоје од лепка и изгубе фотоелектрокаталитичку активност.