**Введение:**
С быстрым развитием новых источников энергии литий-ионные аккумуляторы широко используются в различных областях. Однако в условиях низких температур литий-ионные аккумуляторы сталкиваются с рядом проблем производительности, включая снижение разрядной емкости, увеличение внутреннего сопротивления и снижение эффективности зарядки и разрядки. В этой статье будут рассмотрены проблемы литий-ионных аккумуляторов в условиях низких температур и представлены некоторые стратегии, с особым акцентом на исследования и разработку технологии предварительного нагрева литий-ионных аккумуляторов.
**I. Влияние низкой температуры аккумулятора на его производительность**
1. **Уменьшение разрядной емкости аккумулятора:**
Емкость аккумулятора, один из важнейших параметров, значительно уменьшается в условиях низких температур. Наблюдение за кривой зависимости температуры от емкости показывает, что при -20°C емкость составляет всего около 60% от емкости при 15°C. Это в первую очередь связано с уменьшением активности материала положительного электрода, что замедляет движение ионов лития и приводит к снижению емкости.
2. **Увеличение внутреннего сопротивления:**
Существует четкая связь между внутренним сопротивлением батареи и температурой, с существенным увеличением внутреннего сопротивления при низких температурах. Это происходит из-за того, что диффузия и способность движения заряженных ионов в материалах положительного и отрицательного электродов уменьшаются, что приводит к увеличению внутреннего сопротивления. Образование пассивирующей пленки между электродом и электролитом препятствует свободному движению ионов.
3. **Снижение эффективности зарядки и разрядки:**
В условиях низкой температуры батареи эффективность зарядки существенно снижается. При -20°C эффективность зарядки составляет всего 65% от таковой при 15°C. Это происходит из-за изменений в электрохимических характеристиках, приводящих к значительному потреблению электроэнергии в виде тепла на внутреннем сопротивлении, тем самым снижая эффективность зарядки.
**II. Вторичные реакции внутри литий-ионных аккумуляторов при низких температурах**
Помимо ухудшения производительности, литий-ионные аккумуляторы при низких температурах подвергаются различным вторичным реакциям, что приводит к снижению емкости аккумулятора и ухудшению производительности. Эти реакции в основном происходят между ионами лития и электролитом, образуя необратимые реакции.
1. **Отрицательная реакция электрода:**
Потенциал материала отрицательного электрода намного ниже, чем у материала положительного электрода, что приводит к необратимым реакциям, происходящим на отрицательном электроде, образуя проблемную пленку твердого электролитного интерфейса (SEI). Трещины в пленке SEI обеспечивают прямой контактный канал между электролитом и электродом, вызывая непрерывные внутренние реакции и ухудшение производительности.
2. **Положительная реакция электрода:**
Сниженная активность материала положительного электрода затрудняет диффузию и перемещение ионов лития на положительном электроде. Непрерывная цикличность вызывает расширение и сжатие электрода, что приводит к разрыву пленки SEI и еще больше влияет на производительность батареи.
**III. Исследования и разработки технологии низкотемпературного предварительного нагрева литий-ионных аккумуляторов**
Учитывая проблемы, с которыми сталкиваются литий-ионные аккумуляторы в условиях низких температур, специалисты предложили такие стратегии, как зарядка и предварительный нагрев, для повышения разрядной емкости аккумулятора и увеличения срока его службы.
1. **Методы предварительного нагрева:**
Методы предварительного нагрева можно разделить на внешний нагрев и внутренний нагрев. По сравнению с внешним нагревом, внутренний нагрев позволяет избежать передачи тепла на большие расстояния и образования локальных точек нагрева, обеспечивая более равномерный нагрев батареи, тем самым повышая эффективность нагрева.
2. **Внутренний метод предварительного нагрева переменным током (AC):**
Исследования сосредоточены на скорости и эффективности нагрева, с необходимостью предотвращения вторичных реакций, таких как осаждение лития во время предварительного нагрева. Система управления батареями (BMS) должна в реальном времени оценивать и контролировать условия осаждения лития, требуя основанной на модели технологии низкотемпературного управления нагрева батареи.
**Заключение:**
В контексте быстрого развития литий-ионных аккумуляторов решение проблем в условиях низких температур становится критически важным. Благодаря глубоким исследованиям влияния на производительность аккумуляторов и постоянным инновациям в технологии предварительного нагрева мы можем лучше решать проблемы производительности литий-ионных аккумуляторов в условиях низких температур, повышать их надежность и срок службы, а также стимулировать разработку новых энергетических приложений.
Если вы заинтересованы в том, чтобы узнать больше о наших предложениях по хранению солнечной энергии, мы рекомендуем вам изучить нашу линейку продукции. Мы предлагаем ряд панелей и аккумуляторов, которые предназначены для различных приложений и бюджетов, поэтому вы обязательно найдете правильное решение для своих нужд.
Сайт:www.fgreenpv.com
Email:Info@fgreenpv.com
WhatsApp:+86 17311228539
Время публикации: 02.01.2024
