Почему зимой АКБ работает хуже? Подготовка аккумулятора на зиму. | АКБ-сервис
Проблема подготовки аккумулятора на зиму знакома автомобилистам — зимой аккумулятор слабее и медленнее крутит стартер и быстро разряжается. Это связано с тем, что зимой нагрузка на аккумулятор возрастает, а характеристики аккумулятора резко ухудшаются в связи с понижением температуры эксплуатации.
Рассмотрим влияние холода на основные характеристики свинцовых аккумуляторов:
- внутреннее сопротивление
- напряжение
- емкость
- отдача
1. Внутреннее сопротивление аккумулятора
Внутреннее сопротивление складывается из сопротивления материала пластин, активного поверхностного слоя пластин, сепараторов, и сопротивления электролита, которое сильно зависит от температуры, снижение подвижности ионов и увеличение вязкости электролита повышают внутреннее сопротивление.
При температуре от -30°C до -40°C снижается скорость диффузии ионов электролита, проводимость активного слоя падает в восемь раз, проводимость сепараторов в четыре раза.
Основными свойствами электролита являются плотность, температура замерзания, вязкость и удельное сопротивление.
Плотность электролита находится линейной зависимости от температуры в диапазоне от 20 С до – 30 С и может определяться по формуле 1.28 + (Т-20)Х0.007
В диапазоне от 0°C до -30°C при падении температуры на 1°C:
— вязкость увеличивается на 16%
— удельное сопротивление увеличивается на 15%
— емкость аккумулятора падает на 4%
Внутреннее сопротивление также увеличивается при разряде большими токами как результат уменьшения плотности электролита в порах активной массы и около электродов.
Зависимость удельного сопротивления электролита плотностью 1,30 г/см3 от температуры:
| Температура, °С | Удельное сопротивление электролита Ом·см |
| + 40 | 0,89 |
| + 25 | 1,28 |
| + 18 | 1,46 |
| 0 | 1,92 |
| – 18 | 2,39 |
Соответственно, с падением температуры аккумулятора снижается максимальный отдаваемый батареей ток.
Как видно из вышеприведенных данных, с понижением температуры электролита с +40°С до -18°С удельное сопротивление возрастает в 2,7 раза.
2. Напряжение на клеммах АКБ
Напряжение на клеммах аккумулятора является разницей значения электродвижущей силы (ЭДС) и падением напряжения на внутреннем сопротивлении аккумулятора, которое значительно зависит от температуры, плотности электролита и потребляемого тока.
Напряжение заряда при 20°С составляет 13,8 В, при снижении температуры должно увеличиваться на 0,003 В/град, что составляет при О°С дополнительно 0,6В (14,4В) и при -20°С дополнительно 1,2В (15В).
Зимой АКБ страдают от недозаряда, особенно при коротких поездках.
Напряжение на клеммах АКБ 12,72 В говорит о 100% заряде.
12,24 В — заряде 50%,
11,76 В соответствует полностью разряженному аккумулятору.
При частичном заряде падает плотность электролита и повышается вероятность его замерзания и разрушения батарей.
Электролит плотностью 1,28 замерзает при -65°C, плотностью 1.
20 при -20°C, плотностью 1.10 при – 7 °C.
3. Емкость аккумулятора
Емкостью аккумулятора называется количество электричества, которое может отдать полностью заряженный аккумулятор при заданном режиме разряда, температуре и конечном напряжении. Емкость измеряют в ампер-часах и определяют по формуле C=Ip*tp, где С – емкость, а·ч;
Ip – сила разрядного тока, а;
tp – время разряда, ч.
Снижение емкости аккумулятора при понижении температуры вызвано повышением вязкости электролита и замедлением диффузии электролита в поры активной массы, внутренние слои которой не участвуют в реакции разряда.
4. Отдача по емкости
Отдача по емкости — отношение количества электричества, полученного от аккумулятора при разряде, к количеству электричества, необходимого для заряда аккумулятора до первоначального состояния при определенных условиях. Отдача по емкости зависит от полноты заряда, который падает с падением температуры электролита.
Выводы
Все вышесказанное объясняет значительное влияние холода на основные характеристики свинцовых аккумуляторов. В холодное время, разряженный после неудачного запуска двигателя и оставленный в машине почти новый аккумулятор, может быть испорчен в результате замерзания электролита.
Если рассматривать практический пример, то мы наблюдали падение емкости АКБ с 80 A/ч до 12 А/ч при температуре -18°C и токе разряда 240А.
Пути снижения влияния холода на характеристики АКБ:
1. Утепление подкапотного пространства
2. Если автомобиль хранится в гараже, то можно подсоединить к аккумулятору коннекторы постоянного подключения и соединять его с зарядным устройством, в котором есть буферный режим — данные зарядные устройства имеют режим хранения и не требуют отключения от акб после окончания процесса зарядки акб.
3. С периодичностью раз в неделю/месяц (в зависимости от состояния акб и температуры эксплуатации) подзаряжать аккумулятор зарядным устройством.
4. Обязательно менять масло в двигателе на зимнее — это позволит не только снизить нагрузку на акб в момент старта двигателя, но и значительно увеличит срок его службы.
Как правильно поднять плотность электролита в аккумуляторе
содержание видео
Рейтинг: 4.0; Голоса: 1
Как правильно поднять плотность электролита в аккумуляторе Дмитрий Захаров: Привет. Можете подсказать, что делать. Аккумулятору 6 лет с момента покупки машины. За весь период ни разу зарядником не заряжал. Аккумулятор Баннер 70Ач, 570А. С каждым годом емкость падала. Но при ежедневной эксплуатации заводилась. Этой зимой 3 дня постояла до — 10 градусов и не заводится. Замеряю плотность: 1, 21-1, 23. Электролит прозрачный. Взял зарядник кедр, поставил в режим дисульфатации. 2 суток гонял, плотность увеличилась до 1. 24-1, 27, но электролит приобрел мутный рыжеватый оттенок. Стоит ли менять электролит? Или уже оставить как есть и эксплуатировать, пока совсем не сдохнет? Если менять, то как это правильно делать?
Дата: 2019-06-26
← ГАЗЕЛЬ быстрая замена сайлентблоков не снимая рессору
ГАЗЕЛЬ Почему не горят габариты, причины и устранения →
Похожие видео
Сервис 5 лет не мог оживить Опель.
И мы не смогли. Но
• Ильдар Автоподбор
Chery Omoda (2022) — Разобрали новую китайскую игрушку!
• Клубный сервис
Молотим кукурузу по морозу, в 20 км. от бригады. На вывоз дали аж два КамАЗа с прицепами.
• Будни Тракториста
Chery Omoda (2022) — 2, 7 миллиона, это смешно!
• Клубный сервис
Эксклюзив! Китайская камри чери арризо 8. Первый обзор и тест-драйв
• Лиса Рулит
Самая смелая Волга ГАЗ-3111 — почти иномарка / Обзор, тест, история
• За рулем
Комментарии и отзывы: 7
Trojan289
Современные акб, китай и россия, практически все имеют заводскую плотность 1. 25, и выше её не поднять. В этом случае действительно стоит добавить чуть чуть электролита до 1. 27, не больше. Я заряжаю акб Орионом Вымпел-55. Считаю его одним из самых удачных зарядников, который можно настроить как тебе хочется. Хотя есть Bosch C7 и Рейд производства СССР. До 90% зарядки акб, т. е. до момент автомаического отключения заряжаю 3-5 амперами, даже если акб больше.
Т. к. большинство акб Ca-Ca — напряжение ставим НЕ ВЫШЕ 14. 4в, иначе будут трескаться пластины (перезаряд) После этого вывожу в 0. 5а, реальный ток заряда в этот момент держится 0. 2а. И теперь ждём. Бывает и до 5 суток безостановочной зарядки, за это время зарядник засовывает в акб до 15ач. Как только ток падает НУЛЯ Ампер, снимаем акб с заряда, даём постоять часа 4 минимум при комнатной температуре и начинаем мерить плотность — в этот момент будет максимально возможная плотность, которая в обслуживаемых акб обычно равна 1. 25 единицам. При этом напряжении полностью исправного акб будет не менее 13в. Качественный акб держит 13. 2в. При тестировании нагрузочной вилкой (в течении 5 сек, успевает раскалиться до красна, редко падает до 11. 3в, что считается — просто бомбой. Я считаю, что это делается специально, на заводах, чтобы акб быстрее выходили из строя. Можно добавить электролита, если в этом есть необходимость (морозы за 25-30с, если вы в европейской части России — можно ничего не трогать, просто следить за акб, чувствуете, крутит плоховато — опять на зарядку и проверку плотности.
Андрей Хохряков
Всем доброго времени суток. аккум у меня 5 лет, он в полном порядке, плотность 1, 28-1, 29, подзаряжаю (обслуживаю) раз в пол года. Мой способ таков (конечно со стороны можете сказать что это танец с бубном, но процедура такова): на выходные, вечером в пятницу заношу домой, умываю аккум, чтоб чистенький был снаружи, утром в субботу ставлю на зарядку, даю аккуму закипеть (реакция с нормальным выделением газов) для точности показаний ареометра, отключаю зарядник, даю время чтобы реакция с газами остановилась. проверяю плотность, если мало (как обычно, после не доразяда, запускаю снова зарядник на заряд аккума. периодически (примерно раз в 1-1, 5 часа) повторяю процедуру проверки плотности. продолжается это действие 8-10 часов при токе 2А (по началу 4А-5А, плотность поднимается до 1, 27, более не поднимается (с первого раза.
Владимир Б
Денис Займись лучше механикой. Ну не твоя это тема, не позорься. У тебя знания в этой теме, похоже ещё из книг В. В. Литвиненко по автоэлектрике. При всём к нему уважении, информация, мягко говоря, устарела. И не пользуйся больше ареометром. Совсем.
Гера Лешехва
Очень важно при подобных работах быть осторожным- кислота это совсем не шуткиПлотность 1.
25 для теплого времени года, в морозы лучше будет 1. 27. Если в акб низкий уровень электролита, это многое говорит об отношении хозяина к автоДоливают только дисцилированую воду, но никак не концентрат. Если после зарядки плотность не поднялась, то привет сульфатация на пластинах Тут или процесс десульфатации или новый акб. Важно при любых добавлениях, разбавлениях, замене электролита необходимо дать время для того чтобы прошли реакции в банках прежде чем проводить дальнейшие действияНе нужно учить тому в чем не разбираетесь
Иван И
Господа, моя история (вопрос внизу): 1. Перед первой зимой купил АКБ и не замерил плотность (он же новый)Плохо давал ток для стартера, быстрый разряд на морозе. 2. Зарядил мин током. Теплый сезон откатал на нем, норм. 2. Второй зимой косякнул, разрядив до 11В3. Зарядил мин током, появился ареометр — плотность в банках ровно 1. 194. Выровнял электролит доливкой до 1, 25 и зарядил на мин токе. 5. Отходил зиму, заводка лучше и дольше разрядка на морозе.
Sabrina
Стандартная плотность 1. 27, акум не вкоем случае нельзя доливать электролит если плотность не поднимается это значит хана акуму, а коректирующий электролит используют для поднятия плотности в суровые морозные зимы, к примеру с 1, 27 до1, 32 в зависимости на сколь морозные местности, но и учитывать надо, что при поднятии плотности электролитом ваш АКБ преждевременно будет выходить из строя, так что всетаки если хотите чтоб батарейка послужила подольше не привышайте плотность 1. 27 и не доливайте электролит самостоятельно, перед морозами снемите и отвезите на обслугу в гарантийный сервис где вы его брали это бесплатно
Володимир Синявський
Полность согласен с блогерами—плотность подниметься при правильной зарядке и правильном зарядном Я долил воды после лета естественно упала плотность —поставил на автоматическую советскую зарядку там ток автоматом регулируеться трансформатором + диоды вся схема.
кипнул слегка и все. Думаю старый АКБ. Один хер в утиль. Ну что-то меня остановило. Подумал и сделал свою туппо регулируемую не автомат. Поставил через измерительную дал ток и. начал подкипать плотность повысилась. Доведу до нормы и вперед Вот такие пироги.
Почему холод влияет на аккумуляторы?
Низкотемпературное использование литий-ионных аккумуляторов имеет такие проблемы, как низкая емкость, сильное затухание, плохая производительность по частоте циклов, очевидное отложение лития и несбалансированный литий. По имеющимся данным, разрядная емкость литий-ионных аккумуляторов при температуре -20°C составляет всего около 31,5% при комнатной температуре. Обычные литий-ионные аккумуляторы работают при температуре от -20 до +55°C. Однако в аэрокосмических, военных, электрических транспортных средствах и т. д. батарея должна нормально работать при температуре -40 °C. Поэтому большое значение имеет улучшение низкотемпературных свойств литий-ионных аккумуляторов.
Grepow Battery разработала и произвела высокопроизводительные низкотемпературные аккумуляторы с диапазоном температур от -40°C до 50°C.
В низкотемпературной среде вязкость электролита увеличивается или даже частично затвердевает, что приводит к снижению проводимости литий-ионного аккумулятора. Совместимость электролита с отрицательным электродом и сепаратором ухудшается в низкотемпературной среде. В низкотемпературной среде литий сильно осаждается на отрицательном электроде литий-ионной батареи, и осажденный металлический литий вступает в реакцию с электролитом, а отложение продукта вызывает увеличение толщины поверхности раздела твердого электролита (SEI) . В низкотемпературной среде литий-ионный аккумулятор имеет уменьшенную систему внутренней диффузии активного материала, а импеданс переноса заряда (RCT) значительно увеличивается.
Электролит играет роль в переносе ионов лития в литий-ионном аккумуляторе, а его ионная проводимость и характеристики пленкообразования SEI оказывают значительное влияние на низкотемпературные характеристики аккумулятора. Если судить о достоинствах и недостатках низкотемпературных электролитов, то можно выделить три основных показателя: ионная проводимость, электрохимическое окно и реактивность электродов. Уровень этих трех показателей во многом зависит от входящих в их состав материалов: растворителя, электролита (соли лития), добавки. Поэтому изучение низкотемпературных свойств различных частей электролита имеет большое значение для понимания и улучшения низкотемпературных характеристик аккумулятора. Низкотемпературные характеристики электролитов на основе ЭК По сравнению с цепочечными карбонатами циклические карбонаты обладают компактной структурой, высокой силой, высокой температурой плавления и вязкостью.
Однако большая полярность, вызванная кольцевой структурой, имеет тенденцию иметь большую диэлектрическую проницаемость. Большая диэлектрическая проницаемость растворителя EC, высокая ионная проводимость, превосходные пленкообразующие свойства и эффективное предотвращение совместного внедрения молекул растворителя имеют незаменимое положение. Поэтому большинство обычно используемых низкотемпературных электролитных систем основаны на ЕС, а затем смешиваются с низкомолекулярными растворителями с низкой температурой плавления. Соли лития являются важным компонентом электролитов. Соль лития не только увеличивает ионную проводимость раствора в электролите, но и уменьшает расстояние диффузии ионов лития в растворе. Как правило, чем выше концентрация ионов лития в растворе, тем выше ионная проводимость. Однако концентрация ионов лития в электролите связана не линейно с концентрацией литиевой соли, а параболически. Это связано с тем, что концентрация ионов лития в растворителе зависит от диссоциации литиевой соли в растворителе и прочности ассоциации.
В дополнение к составу самой батареи большое влияние на производительность батареи также оказывают технологические факторы в реальной эксплуатации.
Процесс подготовки
Влияние нагрузки на электрод и толщины покрытия на низкотемпературные характеристики батареи. Что касается скорости сохранения емкости, чем меньше нагрузка на электрод, тем тоньше слой покрытия и тем лучше характеристики при низких температурах.
Состояние зарядки и разрядки
Влияние низкотемпературного состояния заряда и разряда на срок службы батареи и обнаружение того, что большая глубина разряда вызывает большую потерю емкости и сокращает срок службы.
Прочие факторы
Площадь поверхности электрода, размер пор, плотность электрода, смачиваемость электрода и электролита, а также сепаратор — все это влияет на низкотемпературные характеристики литий-ионного аккумулятора.
Кроме того, нельзя игнорировать влияние дефектов материалов и процессов на низкотемпературные характеристики батареи.
Для обеспечения низкотемпературных характеристик литий-ионных аккумуляторов необходимо выполнить следующие пункты: сформировать тонкую и плотную пленку SEI; гарантированный Li+ имеет большой коэффициент диффузии в активном материале; электролит имеет высокую ионную проводимость при низкой температуре. Аккумулятор Grepow использует низкотемпературный электролит при низкой температуре, что позволяет обеспечить нормальную работу оборудования в условиях низких температур.
Прорывное воздействие низких температур на батареи По сравнению с обычным литий-ионным аккумулятором, низкотемпературный аккумулятор Grepow имеет диапазон температур от -40 ° C до 50 ° C.
По сравнению с традиционными литий-полимерными аккумуляторами он преодолел пределы температуры разряда от -20 ℃ до 60℃. Ожидается, что это полностью решит проблемы емкости батареи при низких температурах, проблемы затухания и проблемы безопасности контура. Низкотемпературная батарея Grepow может эффективно улучшить характеристики разрядки батареи в условиях низких температур, уменьшить внутреннее сопротивление батареи и добиться эффекта высокоскоростной разрядки. Поэтому срок службы батареи больше, а мощность выше. При низкой температуре емкость низкотемпературной формованной батареи Grepow по-прежнему превышает 80% при разряде 0,2°C при -30°C. Гибкий размер, батарея может быть спроектирована в соответствии с размером заказчика. Grepow производит низкотемпературные батареи, которые могут широко использоваться в холодном климате и в военной продукции. Например, GPS, автомобильные трекеры, военные радиостанции, индикаторы ломаных линий, аэрокосмическая промышленность, авиация, глубоководное подводное плавание, полярная наука, приключения, спасение холодного пояса, помощь при стихийных бедствиях, зимняя одежда, холодная обувь и другие системы.
Команда Grepow по исследованиям и разработкам тесно сотрудничает с клиентами, чтобы предоставить им лучшие решения по питанию для их аккумуляторов. Если вы заинтересованы в наших продуктах, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам в любое время!
Электронная почта: [email protected]
Веб-сайт Grepow: https://www.grepow.com/
Литиевая батарея разряжается зимой? Низкотемпературные характеристики литиевой батареи Лучшие поставщики ионно-литиевых батарей | Литий-ионный аккумулятор Производители
С момента выхода на рынок литий-ионный аккумулятор широко используется благодаря своим преимуществам, таким как длительный срок службы, большая емкость и отсутствие эффекта памяти. Есть некоторые проблемы с литий-ионными батареями при низкой температуре, такие как низкая емкость, серьезное затухание, низкая производительность цикла, очевидное явление покрытия лития и несбалансированное удаление лития. Однако с развитием области применения ограничения, вызванные Низкотемпературные характеристики литий-ионных аккумуляторов становятся все более и более очевидными.
Сообщается, что разрядная емкость литий-ионных аккумуляторов при -20℃ составляет всего около 31,5% от емкости при комнатной температуре. Рабочая температура традиционных литий-ионных аккумуляторов составляет от -20 ℃ до +55 ℃. Однако в таких областях, как аэрокосмические и военные электромобили, батареи должны нормально работать при -40. Поэтому очень важно улучшить низкотемпературные свойства ионно-литиевых аккумуляторов.
Факторы, ограничивающие низкотемпературные характеристики ионно-литиевых батарей
При низкой температуре вязкость электролита увеличивается и даже частично затвердевает, что приводит к снижению проводимости литий-ионного аккумулятора. Совместимость между электролитом, анодом и сепаратором ухудшается при низкой температуре.
В условиях низкой температуры анод ионно-литиевой батареи серьезно осаждается, и осажденный металлический литий вступает в реакцию с электролитом, и отложение продукта приводит к увеличению толщины поверхности раздела твердого электролита (SEI).
При низкой температуре диффузионная система литий-ионного аккумулятора уменьшается, а сопротивление переносу заряда значительно увеличивается.
Факторы, влияющие на низкотемпературные характеристики литий-ионных аккумуляторов
① Электролит оказывает наибольшее влияние на низкотемпературные характеристики литий-ионных аккумуляторов, а состав, физические и химические свойства электролита оказывают существенное влияние на низкотемпературные характеристики аккумуляторов.
Проблемы, с которыми сталкивается аккумуляторный цикл при низкой температуре: вязкость электролита станет больше, скорость ионной проводимости замедлится, что приведет к несоответствию скорости миграции электронов внешней цепи, поэтому аккумулятор появится серьезная поляризация, и емкость заряда и разряда резко снизится. Особенно при зарядке при низкой температуре ионы лития могут легко образовывать литиевые дендриты на поверхности анода, что приводит к выходу из строя батареи.
Характеристики электролита при низких температурах тесно связаны с величиной проводимости самого электролита.
Электропроводность электролита большая, а перенос ионов быстрый, поэтому при низкой температуре можно воспроизвести большую емкость. Чем больше лития в электролите диссоциирует, тем больше миграций и выше проводимость. Чем выше проводимость, тем быстрее скорость ионной проводимости, чем меньше поляризация, тем выше производительность батареи при низкой температуре.
Таким образом, высокая проводимость является необходимым условием для достижения хороших характеристик ионно-литиевых батарей при низких температурах.
Электропроводность электролита зависит от состава электролита. Снижение вязкости растворителя является одним из способов улучшения электропроводности электролита. Хорошая текучесть растворителя при низкой температуре является гарантией переноса ионов, а пленка твердого электролита, образованная электролитом на аноде, также является ключом к влиянию на проводимость ионов лития при низкой температуре, а RSEI является основным импедансом иона лития. батарея при низкой температуре.
②Основным фактором, ограничивающим низкотемпературные характеристики литий-ионных аккумуляторов, является быстро увеличивающийся диффузионный импеданс Li+ при низкой температуре, а не мембрана SEI.
Низкотемпературные характеристики катодных материалов для литий-ионных аккумуляторов
Низкотемпературные характеристики катодного материала со слоистой структурой
Слоистая структура — это первый коммерчески доступный катодный материал для литий-ионных аккумуляторов, который не только обладает размерный канал диффузии ионов лития, но также имеет структурную стабильность трехмерного канала. Типичные вещества включают LiCoO2, Li(Co1-XNix)O2 и Li(Ni,Co,Mn)O2.
Се Сяохуа и др. взял LiCoO2 / MCMB в качестве объекта исследования и проверил его низкотемпературные характеристики заряда-разряда. Результаты показывают, что разрядная платформа уменьшается с 3,762 В (0 ℃) до 3,207 В (-30 ℃) с понижением температуры. Общая емкость аккумулятора уменьшилась с 78,98 мА·ч (0 ℃) до 68,55 мА·ч (-30 ℃).
Низкотемпературные характеристики катодного материала со структурой шпинели
Материал катода со структурой шпинели LiMn2O4, поскольку он не содержит элемент Co, поэтому он имеет преимущество низкой стоимости и отсутствия токсичности.
Однако переменные валентные состояния Mn и эффект Яна-Теллера Mn3+ приводят к структурной нестабильности и плохой обратимости компонента.
Пэн Чжэншун и др. указали, что различные методы подготовки оказывают большое влияние на электрохимические характеристики катодных материалов LiMn2O4. Если взять в качестве примера Rct, то Rct LiMn2O4, синтезированного высокотемпературным твердофазным методом, значительно выше, чем у синтезированного золь-гель методом, и это явление также отражается на коэффициенте диффузии ионов лития. Основная причина заключается в том, что различные методы синтеза оказывают большое влияние на кристалличность и морфологию продуктов.
Низкотемпературные характеристики катодных материалов для фосфатной системы
LiFePO4 вместе с тройными материалами стал основным катодным материалом для силовых аккумуляторов благодаря своей превосходной стабильности объема и безопасности.
Низкотемпературные характеристики фосфата лития-железа в основном связаны с тем, что сам его материал является изолятором, низкой электронной проводимостью, плохой диффузией ионов лития, плохой электропроводностью при низкой температуре, так что внутреннее сопротивление батареи увеличивается, влияние поляризации большой, зарядка и разрядка аккумулятора блокируются, поэтому производительность при низких температурах не идеальна.
При изучении поведения заряда-разряда LiFePO4 при низкой температуре Gu Yijie et al. обнаружили, что его кулоновская эффективность уменьшилась со 100% при 55 ℃ до 96 % при 0 ℃ и 64 % при -20 ℃ соответственно. Напряжение разряда уменьшается с 3,11 В при 55 ℃ до 2,62 В при -20 ℃.
Син и др. модифицировал LiFePO4 углеродными наночастицами и обнаружил, что электрохимические характеристики LiFePO4 менее чувствительны к температуре, а его низкотемпературные характеристики улучшились после добавления углеродных наночастиц. После модификации напряжение разряда LiFePO4 снижается с 3,40 В при 25 ℃ до 3,09 В.
V при -25 ℃, уменьшаясь всего на 9,12%. Эффективность элемента составляет 57,3% при температуре -25 ℃, что выше, чем 53,4% без углеродных наночастиц.
LiMnPO4 в последнее время вызывает большой интерес. LiMnPO4 обладает такими преимуществами, как высокий потенциал (4,1 В), отсутствие загрязнения окружающей среды, низкая цена, большая удельная емкость (170 мАч/г) и так далее. Однако из-за более низкой ионной проводимости LiMnPO4, чем LiFePO4, на практике Fe часто используется для частичного замещения Mn с образованием твердого раствора LimN0,8Fe0,2Po4.
Низкотемпературные характеристики анодных материалов для ионно-литиевых батарей
По сравнению с материалом катода ухудшение низкой температуры материала анода литий-ионного аккумулятора является более серьезным, в основном по следующим трем причинам:
Когда аккумулятор заряжается и разряжается при низкой температуре, поляризация аккумулятора серьезно, и большое количество отложений металлического лития на поверхности отрицательного электрода, а продукты реакции металлического лития и электролита обычно не имеют проводимости.
С точки зрения термодинамики электролит содержит большое количество C—O, C—N и других полярных групп, которые могут вступать в реакцию с отрицательным материалом, а пленка SEI, образованная электролитом, более чувствительна к низкой температуре.
Трудно ввести литий в угольный анод при низкой температуре, и возникает асимметрия заряда и разряда.
Исследование криогенного электролита
Электролит играет роль переноса Li+ в литий-ионном аккумуляторе, а его ионная проводимость и характеристики пленкообразования SEI оказывают значительное влияние на низкотемпературные характеристики аккумулятора. Существуют три основных показателя, по которым можно судить о преимуществах и недостатках низкотемпературного электролита: ионная проводимость, электрохимическое окно и реактивность электрода.
Уровень этих трех показателей в значительной степени зависит от состава материала: растворитель, электролит (соль лития), добавки. Поэтому изучение низкотемпературных характеристик электролита имеет большое значение для понимания и улучшения низкотемпературных характеристик батареи.
По сравнению с цепочечными карбонатами, циклические карбонаты имеют более плотную структуру, большую прочность, более высокую температуру плавления и вязкость. Однако из-за большой полярности кольцевой структуры он часто имеет большую диэлектрическую проницаемость. Большая диэлектрическая проницаемость растворителя EC, высокая ионная проводимость, отличные характеристики пленкообразования эффективно предотвращают совместное внедрение молекул растворителя, что делает его незаменимым. Поэтому обычная низкотемпературная электролитическая жидкая система в основном основана на EC, а затем смешивается с низкомолекулярными растворителями с низкой температурой плавления.
Соль лития является важным компонентом электролита. Соли лития в электролите могут не только улучшить ионную проводимость раствора, но и уменьшить расстояние диффузии Li+ в растворе. В общем, чем больше концентрация Li+ в растворе, тем больше ионная проводимость. Однако концентрация иона лития в электролите связана с концентрацией соли лития не линейно, а параболически.
Это связано с тем, что концентрация иона лития в растворителе зависит от диссоциации и ассоциации литиевой соли в растворителе.
Изучение других факторов
В дополнение к аккумуляторной батарее, технологические факторы в реальной эксплуатации также будут иметь большое влияние на производительность батареи.
Процесс приготовления
Yaqub et al. изучили влияние нагрузки на электрод и толщины покрытия на низкотемпературные характеристики батареи Lini0.6Co0.2Mn0.2O2/графит и обнаружили, что с точки зрения скорости сохранения емкости, чем меньше нагрузка на электрод, чем тоньше слой покрытия, тем лучше его низкая температура. температурное исполнение.
Состояние зарядки и разрядки
Petzl et al. изучили влияние состояния зарядки и разрядки при низкой температуре на срок службы батареи и обнаружили, что большая глубина разрядки приведет к большой потере емкости и сокращению срока службы.
Прочие факторы
Площадь поверхности, диаметр пор, плотность электрода, смачиваемость электрода, электролита и сепаратора — все это влияет на низкотемпературные характеристики литий-ионного аккумулятора.