EverExceed niedawno wprowadził nową technologię niskich temperatur
Akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy
, który można ładować nawet poniżej 0°C i w temperaturze ujemnej. W serii 5 artykułów technicznych szczegółowo opiszemy szczegóły tej rewolucyjnej technologii. W tym artykule omówimy „zasadę” działania baterii litowej w technologii niskotemperaturowej.
Zasady:
Użytkownicy często narzekają na wydajność baterii litowych w niskich temperaturach. Przyczynę słabej wydajności baterii litowych w niskich temperaturach można wyjaśnić z dwóch powodów: materiałowego i elektrochemicznego. Przyjrzyjmy się interpretacji z perspektywy materiałowej.
W przypadku elektrolitów, głównymi składnikami rozpuszczalników są estry cykliczne i estry łańcuchowe. Wspólną cechą tych rozpuszczalników jest to, że płynność elektrolitów maleje w niskich temperaturach, a niektóre elektrolity nawet częściowo krzepną w temperaturach od -30°C do -40°C. W ten sposób prędkość przewodzenia litu w elektrolicie w niskiej temperaturze ulega spowolnieniu, co zmniejsza wydajność rozładowywania akumulatora w niskich temperaturach. Temperatury topnienia rozpuszczalników powszechnie stosowanych w elektrolicie przedstawiono na poniższym rysunku. Rozpuszczalnik o niższej temperaturze topnienia jest bardziej odpowiedni do stosowania w niskich temperaturach.
W przypadku materiałów elektrod dodatnich i ujemnych, proces rozładowania baterii litowej polega na przeniesieniu jonów litu z elektrody ujemnej do elektrody dodatniej. Podczas rozładowywania baterii w niskiej temperaturze impedancja jonów litu z elektrody ujemnej do elektrody dodatniej wzrasta, zwiększając tym samym rezystancję całej reakcji.
Podczas ładowania w niskiej temperaturze anoda ma wyraźną tendencję do utrzymywania swojego pierwotnego stanu, co utrudnia osadzanie się jonów litu.
Biorąc za przykład rozładowanie, rozdział poświęcony wydajności akumulatora wprowadza, że napięcie rozładowania w niskiej temperaturze będzie znacznie niższe niż napięcie rozładowania w normalnej temperaturze. Jaka jest elektrochemiczna zasada tego zjawiska? Odpowiedź brzmi: wzrost „polaryzacji” akumulatora w niskiej temperaturze. Polaryzacja akumulatora odnosi się do różnicy między napięciem akumulatora a jego stanem równowagi (podczas użytkowania) w procesie ładowania i rozładowywania. Codzienne ładowanie i rozładowywanie prowadzi do polaryzacji akumulatora. Jednym ze skutków polaryzacji jest wytwarzanie napięcia innego niż napięcie stanu równowagi. Na przykład, dla akumulatora o napięciu stanu równowagi wynoszącym 3,9 V, napięcie rozładowania przy 0,5°C w temperaturze pokojowej natychmiast spadnie do około 3,8 V, a napięcie rozładowania przy 0,5°C w niskiej temperaturze natychmiast spadnie do około 3,7 V. Dwie odpowiednie różnice napięć (3,9 V - 3,8 V w temperaturze pokojowej i 3,9 V - 3,7 V w niskiej temperaturze) są wynikiem polaryzacji, a nazwa różnicy ciśnień to nadpotencjał.
Polaryzacja w akumulatorze składa się z polaryzacji elektrochemicznej i polaryzacji stężeniowej.
To tyle w tym artykule. Podsumowując: z punktu widzenia materiału, głównymi przyczynami słabej wydajności baterii litowo-jonowej w niskich temperaturach są spadek przewodnictwa jonowego elektrolitu w niskich temperaturach oraz wzrost impedancji jonów litu w elektrodach dodatnich i ujemnych w niskich temperaturach. Z punktu widzenia elektrochemii, jest to wzrost polaryzacji ogniwa w niskich temperaturach, a polaryzację można podzielić na dwie części: polaryzację elektrochemiczną i polaryzację stężeniową.
Wniosek:
Aby sprostać wymaganiom krajów zimnych, w których potrzebna jest niezawodność
rozwiązanie do magazynowania energii
W zastosowaniach zewnętrznych inżynierowie działu badań i rozwoju EverExceed długo pracowali nad odpowiednim rozwiązaniem, czego efektem była nowa technologia. Dlatego wybierając rozwiązanie do magazynowania energii w niskich temperaturach, wybierz EverExceed – markę o pełnej niezawodności.