EverExceed ha introducido recientemente una nueva tecnología de baja temperatura
Batería de fosfato de hierro y litio
, que puede cargarse incluso a 0 °C y a temperaturas negativas. En una serie de 5 artículos técnicos, describiremos detalladamente los detalles de esta revolucionaria tecnología. En este artículo, hablaremos sobre el principio de la batería de litio de baja temperatura.
Principios:
Los usuarios siempre se quejan del rendimiento de las baterías de litio a bajas temperaturas. El bajo rendimiento de las baterías de litio a bajas temperaturas se debe a dos factores: el material y la electroquímica. Analicemos la interpretación desde la perspectiva de los materiales.
En el caso de los electrolitos, los principales componentes de los disolventes son los ésteres cíclicos y los ésteres de cadena. Una característica común de estos disolventes es que la fluidez de los electrolitos disminuye a bajas temperaturas, y algunos incluso solidifican parcialmente entre -30 °C y -40 °C. Por lo tanto, la velocidad de conducción del litio en el electrolito a baja temperatura disminuye, lo que reduce el rendimiento de carga y descarga de la batería a baja temperatura. Los puntos de fusión de los disolventes comúnmente utilizados en electrolitos se muestran en la figura a continuación. El disolvente con un punto de fusión más bajo es más adecuado para su uso a baja temperatura.
Para los materiales de los electrodos positivo y negativo, el proceso de descarga de la batería de litio consiste en que los iones de litio del electrodo negativo se insertan en el electrodo positivo. Cuando la batería se descarga a baja temperatura, la impedancia de los iones de litio del electrodo negativo al insertarse en el electrodo positivo aumenta, incrementando así la resistencia de toda la reacción.
Al cargar a baja temperatura, el ánodo tiene una tendencia muy evidente a mantener su estado original, lo que hace más difícil que los iones de litio se incrusten.
Tomando la descarga como ejemplo, en el capítulo sobre rendimiento se ha explicado que el voltaje de descarga a baja temperatura será significativamente menor que el de descarga a temperatura normal. ¿Cuál es el principio electroquímico de este fenómeno? La respuesta es el aumento de la "polarización" de la batería a baja temperatura. La polarización en la batería se refiere a la diferencia entre la batería y su estado de equilibrio (en uso) durante el proceso de carga y descarga. La carga y descarga diarias provocan la polarización de la batería. Una de las consecuencias de la polarización es la producción de un voltaje diferente del estado de equilibrio. Por ejemplo, para una batería con un voltaje de equilibrio de 3,9 V, el voltaje de descarga a 0,5 °C a temperatura ambiente caerá instantáneamente a aproximadamente 3,8 V, y el voltaje de descarga a 0,5 °C a baja temperatura caerá instantáneamente a aproximadamente 3,7 V. Las dos diferencias de voltaje correspondientes (3,9 V-3,8 V a temperatura ambiente y 3,9 V-3,7 V a baja temperatura) son resultado de la polarización, y la diferencia de presión se denomina sobrepotencial.
La polarización en la batería se compone de polarización electroquímica y polarización de concentración.
Bueno, eso es todo por este artículo. Finalmente, resumamos: desde el punto de vista material, las principales razones del bajo rendimiento de las baterías de iones de litio a baja temperatura son la disminución de la conductividad iónica del electrolito y el aumento de la impedancia de los iones de litio en los electrodos positivo y negativo. Desde el punto de vista electroquímico, se debe al aumento de la polarización de la celda a baja temperatura, que se puede dividir en dos partes: polarización electroquímica y polarización por concentración.
Conclusión:
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