**Einführung:**
Mit der schnellen Entwicklung neuer Energiequellen werden Lithium-Ionen-Batterien in verschiedenen Bereichen häufig verwendet. In Umgebungen mit niedrigem Temperatur stehen Lithium-Ionen-Batterien jedoch vor einer Reihe von Leistungsherausforderungen, einschließlich einer Abnahme der Entladungskapazität, einer Zunahme des internen Widerstands und einer Verringerung der Lade- und Entladungseffizienz. Dieser Artikel wird sich mit den Problemen von Lithium-Ionen-Batterien unter den Bedingungen mit niedriger Temperatur befassen und einige Strategien einführen, wobei der Schwerpunkt auf der Forschung und Entwicklung der Lithium-Ionen-Batterie-Vorheizungstechnologie liegt.
**ICH. Einfluss einer niedrigen Batterietemperatur auf die Batterieleistung **
1. ** Abnahme der Batterieausflusskapazität: **
Die Batteriekapazität, eine der wichtigsten Parameter, nimmt die Umgebungen mit niedriger Temperatur erheblich ab. Die Beobachtung der Temperaturkapazitätskurve zeigt, dass die Kapazität bei -20 ° C nur etwa 60% davon bei 15 ° C beträgt. Dies ist hauptsächlich auf die Verringerung der Aktivität des positiven Elektrodenmaterials zurückzuführen, die Bewegung von Lithiumionen verlangsamt und zu einer verminderten Kapazität führt.
2. ** Erhöhung des inneren Widerstandes: **
Es besteht ein klarer Zusammenhang zwischen Batteriewiderstand und Temperatur mit einem erheblichen Anstieg des Innenwiderstands bei niedrigen Temperaturen. Dies liegt daran, dass die Diffusions- und Bewegungsfähigkeit von geladenen Ionen in den positiven und negativen Elektrodenmaterialien abnimmt, was zu einem Anstieg des Innenwiderstands führt. Die Bildung eines Passivierungsfilms zwischen Elektrode und Elektrolyt behindert die freie Bewegung von Ionen.
3. ** Reduzierter Lade- und Entladungseffizienz: **
Unter niedrigen Batterietemperaturbedingungen ist die Ladeeffizienz erheblich beeinflusst. Bei -20 ° C beträgt die Ladeeffizienz nur 65% davon bei 15 ° C. Dies ist auf Änderungen der elektrochemischen Leistung zurückzuführen, wodurch eine beträchtliche Menge an elektrischer Energie als Wärme im inneren Widerstand verbraucht wird, wodurch die Ladeeffizienz verringert wird.
** ii. Sekundärreaktionen in Lithium-Ionen-Batterien bei niedrigen Temperaturen **
Zusätzlich zur Leistungsverschlechterung werden Lithium-Ionen-Batterien bei niedrigen Temperaturen unterschiedliche Sekundärreaktionen unterzogen, was zu einem Rückgang der Batteriekapazität und einer Verschlechterung der Leistung führt. Diese Reaktionen treten hauptsächlich zwischen Lithiumionen und dem Elektrolyten auf und bilden irreversible Reaktionen.
1. ** negative Elektrodenreaktion: **
Das Potential des negativen Elektrodenmaterials ist viel niedriger als das des positiven Elektrodenmaterials, was zu irreversiblen Reaktionen bei der negativen Elektrode führt, wodurch der SEI -Film (problematische feste Elektrolyt -Grenzfläche) bildet. Risse im SEI -Film bieten einen direkten Kontaktkanal zwischen Elektrolyt und Elektrode, was zu kontinuierlichen internen Reaktionen und Leistungsabbau führt.
2. ** Positive Elektrodenreaktion: **
Die verringerte Aktivität des positiven Elektrodenmaterials behindert die Diffusion und Bewegung von Lithiumionen an der positiven Elektrode. Durch kontinuierliches Zyklus wird die Elektrodenexpansion und -kontraktion verursacht, was zu SEI -Filmrupturen führt und die Batterieleistung weiter beeinflusst.
** iii. Forschung und Entwicklung der Lithium-Ionen-Batterie mit niedriger Temperaturerheiztechnologie **
Angesichts der Herausforderungen von Lithium-Ionen-Batterien in Umgebungen mit niedriger Temperatur haben Techniker Strategien wie Ladung und Vorheizen zur Verbesserung der Batterie-Entladungskapazität und der langfristigen Lebensdauer vorgeschlagen.
1. ** Vorheizmethoden: **
Vorheizmethoden können in externe Erwärmung und interne Erwärmung eingeteilt werden. Im Vergleich zur externen Erwärmung vermeidet die interne Erwärmung eine Wärmeleitung von Ferngewohnheiten und die Bildung lokaler Hotspots, wodurch eine gleichmäßigere Erwärmung der Batterie erfolgt, wodurch die Heizungseffizienz verbessert wird.
2. ** Interner Wechselstrom (AC) Vorheizansatz: **
Die Forschung konzentriert sich auf Heizgeschwindigkeit und Effizienz mit der Notwendigkeit, sekundäre Reaktionen wie Lithiumablagerung während des Vorheizens zu verhindern. Das Battery Management System (BMS) muss die Echtzeit-Schätzungen der Bedingungen für die Lithiumablagerung schätzen und steuern, die eine modellbasierte Lowperature-Steuererheizungstechnologie erfordern.
**Abschluss:**
Im Zusammenhang mit der schnellen Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien wird die Bewältigung der Herausforderungen in Umgebungen mit niedriger Temperatur entscheidend. Durch eingehende Nachforschungen über die Auswirkungen auf die Leistung der Batterie und die kontinuierliche Innovation in der Vorheizungstechnologie können wir die Leistungsprobleme von Lithium-Ionen-Batterien in Umgebungen mit niedriger Temperatur besser angehen, ihre Zuverlässigkeit und Lebensdauer verbessern und die Entwicklung neuer Energieanwendungen vorantreiben.
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Postzeit: Jan2-2024
