Cuando la batería de iones de litio se encuentra en un estado de baja temperatura, su capacidad disponible se reduce y la potencia de carga y descarga es limitada. Si la potencia no se limita, provocará la evolución de iones de litio dentro de la batería, lo que provocará una atenuación irreversible de la capacidad de la batería y supondrá un peligro para la seguridad en el uso de la batería. Cuanto menor es la temperatura ambiente, menor es la actividad de la sustancia activa en la batería, mayor es la resistencia interna y la viscosidad del electrolito, más difícil es la difusión de iones y más lenta es la difusión de iones de litio en el electrodo a baja temperatura. , que es difícil de insertar y fácil de quitar, por lo que la capacidad disminuye rápidamente, por lo que el uso de bajas temperaturas tendrá un gran impacto en la duración de la batería.

Creo que todos tenemos sentimientos similares: las baterías de litio en invierno el tiempo de uso es más corto que en verano. Se puede observar que el rendimiento de las baterías de litio se ve afectado por la temperatura ambiente. Entre todos los factores ambientales, la temperatura tiene el mayor impacto en el rendimiento de carga y descarga de las baterías de litio. Generalmente, la gente en la industria de las baterías de litio sabe que el estado de carga y descarga de las baterías de litio es estable, y que el cambio de temperatura juega una gran influencia, y la carga y descarga de las baterías de litio en ambientes de alta y baja temperatura, y la retención de capacidad. La tasa de baterías de litio ha disminuido.
Es necesario explicarle que la capacidad de las baterías de iones de litio a bajas temperaturas no desaparece, sino que simplemente no puede liberarse en el rango de voltaje normal (≥3,0 V), si el voltaje de corte de descarga puede continuar extendiéndose. , entonces se podrá liberar la capacidad restante.
La reacción electroquímica en la interfaz electrodo/electrolito está relacionada con la temperatura ambiente, y la interfaz electrodo/electrolito se considera el corazón de la batería. Si la temperatura baja, la velocidad de reacción del electrodo también cae, suponiendo que el voltaje de la batería permanece constante y la corriente de descarga se reduce, la potencia de salida de la batería también disminuirá.
La Figura 1 es un diagrama esquemático de la curva de capacidad de descarga de una batería de iones de litio a diferentes temperaturas bajas (aquí se utiliza para representar la tendencia general). En comparación con la temperatura ambiente de 20 ℃, la atenuación de capacidad a baja temperatura -20 ℃ ha sido más obvia, a -30 ℃ es mayor pérdida de capacidad y la capacidad a -40 ℃ no es ni la mitad.

A continuación se muestran los factores que afectan el rendimiento a bajas temperaturas. Al comparar la relación entre la capacidad y la conductividad del electrolito (Figura 2), se puede ver que cuanto menor es la temperatura, menor es la conductividad del electrolito de la batería. Cuando la conductividad disminuye, la capacidad de la solución para conducir iones activos disminuye, lo que se refleja en el aumento de la resistencia de la reacción interna de la batería (esta resistencia se expresa en la impedancia electroquímica), lo que resulta en una disminución de la capacidad de descarga. , es decir, una disminución de la capacidad. Además, al medir la impedancia de cada parte de la batería (positiva, negativa, electrolito), se puede ver la influencia de cada parte en la impedancia de la batería (Figura 3). Cuando la temperatura es <-10 °C aproximadamente, la impedancia de interfaz del electrodo positivo y el electrodo negativo (grafito como ejemplo en la figura) aumenta rápidamente, mientras que la impedancia del electrolito aumenta rápidamente después de aproximadamente -20 °C. y los resultados combinados de estas impedancias muestran que la impedancia de la batería aumenta rápidamente a <-10 °C aproximadamente (representada por una celda de iones de litio en la figura).

HIGO. 2 Relación entre la capacidad de la batería y la conductividad del electrolito a diferentes temperaturas

En comparación con la descarga a baja temperatura, el rendimiento de carga a baja temperatura de la batería de iones de litio es más insatisfactorio. La carga a baja temperatura por debajo de 0 aumentará la presión interna de la batería y puede abrir la válvula de seguridad. En primer lugar, la carga a baja temperatura alcance rápidamente la etapa de voltaje constante y reducirá la capacidad de carga hasta cierto punto, mientras aumenta el tiempo de carga, no solo eso, la batería de iones de litio en carga a baja temperatura, es posible que los iones de litio no puedan incrustarse en el grafito electrodo negativo, para precipitar en la superficie negativa para formar dendritas de litio metálico, esta reacción consumirá la batería, se pueden cargar y descargar repetidamente iones de litio y reducir en gran medida la capacidad de la batería, las dendritas de litio metálico precipitadas también pueden perforar el diafragma, por lo tanto afectando el desempeño en materia de seguridad.
La capacidad de descarga a baja temperatura de las baterías de iones de litio se reducirá, pero se puede restaurar después de la carga y descarga a temperatura normal, lo cual es una pérdida de capacidad reversible. Sin embargo, la carga a baja temperatura provocará un análisis del litio, lo que supone una pérdida permanente de capacidad. Debido al mayor daño de la carga de litio a baja temperatura, la carga a baja temperatura de baterías de iones de litio está controlada más estrictamente que la descarga a baja temperatura.
Cuando se carga en invierno, la temperatura exterior es baja, cuando el ambiente está por debajo de 0 ° C, la velocidad de carga de la batería disminuye e incluso es posible que no se pueda cargar, lo cual es un fenómeno normal, cargue la batería a la temperatura ambiente adecuada. para garantizar el efecto de carga.