Môi trường nhiệt độ cao, nhiệt độ thấp (dưới 20 ℃) và môi trường dịch vụ nhiệt độ thấp dài hạn của pin lithium gia đình sẽ ảnh hưởng xấu đến hiệu suất của pin lithium. Nhiệt độ thấp sẽ làm giảm cực âm của các ion lithium trong màng ngăn và không thể hình thành màng tổng hợp ion lithium có thể đảo ngược, dẫn đến số lượng lớn các tinh thể được tạo ra trong quá trình sử dụng pin, làm giảm hiệu suất điện hóa của pin. Nhiệt độ cao sẽ đẩy nhanh quá trình phân hủy chất điện phân và tạo ra các chất có hại (đặc biệt là Na2SO4), do đó làm giảm hiệu suất của pin. Ngoài ra, nhiệt độ cao cũng sẽ gây ra sự kết tinh của vật liệu, dẫn đến hiệu suất pin kém và nguy cơ nổ. Ở nhiệt độ thấp (dưới 10 ℃) hoặc sau khi sử dụng lâu dài, nhiệt độ cao sẽ khiến vật liệu bị phân hủy và tạo ra một loạt các chất có hại. Nhiệt độ càng cao, phản ứng hóa học sẽ xảy ra càng nhiều. Liti Tường năng lượng pin ion cũng chứa các thành phần ma trận dương và chất điện phân, sẽ ảnh hưởng xấu đến phản ứng của các ion lithium và chất điện phân.
1. Trong ứng dụng thực tế, ba phổ biến pin lithium Powerwall
Hiện nay, có ba loại pin lithium ion: tất cả pin thể rắn, pin lithium ion có thể sạc lại và pin lithium ion không phải tất cả đều là pin thể rắn. Trong số các loại pin lithium, pin lithium ion có thể sạc lại có các đặc điểm sau: mật độ năng lượng cao, nhiều chu kỳ và tốc độ sạc nhanh; Ở nhiệt độ bình thường, có thể sử dụng ở - 20 ℃ ~ 40 ℃; Không có nguy cơ nhiệt độ cao mất kiểm soát; Nhiệt độ mất kiểm soát dễ phát hiện và sửa chữa; Điện áp xả nhanh và dung lượng cao. Trong số pin lithium có thể sạc lại , pin lithium ba thành phần có mật độ năng lượng cao hơn và nhiều chu kỳ hơn tất cả các loại pin thể rắn. Pin có thể chịu được hơn 100 chu kỳ, có thể sử dụng trong môi trường nhiệt độ thấp trong thời gian dài và có thể sử dụng ở những nơi cực lạnh. Do đó, pin lithium ba thành phần được sử dụng phổ biến nhất trong lĩnh vực ứng dụng pin lithium. Tuy nhiên, với sự gia tăng nhu cầu của thị trường, pin lithium ba thành phần ngày càng được chú ý nhiều hơn và tính an toàn của chúng đã trở thành một trong những vấn đề được quan tâm và thảo luận nhiều nhất.
2. Lý do làm giảm hiệu suất của pin lithium gia đình ở nhiệt độ cao
Nhiệt độ cao sẽ đẩy nhanh quá trình phân hủy chất điện phân và tạo ra các chất có hại. Vì lithium là môi trường trơ, tốc độ phân hủy của chất điện phân rắn nhanh hơn chất điện phân rắn, do đó thành phần của chất điện phân có tác động xấu đến ma trận catốt và cũng sẽ đẩy nhanh quá trình phân hủy Na2SO4. Na2SO4 khó hình thành màng composite thuận nghịch ở nhiệt độ cao, dẫn đến giảm hiệu suất điện cực. Ngoài ra, thành phần của chất điện phân sẽ ảnh hưởng đến tinh thể lithium do vật liệu tạo ra, do đó ảnh hưởng đến hiệu suất nhiệt của pin. Để ngăn tinh thể Na2SO4 lắng đọng trên bề mặt pin và ảnh hưởng đến hoạt động điện hóa của nó, việc lựa chọn vật liệu điện cực và quy trình xử lý điện cực là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất nhiệt của pin.
3. Phương pháp nào được sử dụng để cải thiện hiệu suất nhiệt độ thấp của pin lithium?
Với sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp xe năng lượng mới, các yêu cầu về hiệu suất nhiệt độ thấp của pin ngày càng cao. Có một số cách để cải thiện hiệu suất nhiệt độ thấp: (1) Sử dụng pin có tuổi thọ pin dài hơn để kéo dài tuổi thọ làm việc của pin; (2) Sử dụng vật liệu catốt có mật độ năng lượng cao. Lấy Na2SO4 và MnO, hai vật liệu catốt có độ linh động ion khác nhau, có thể lưu trữ ion lithium ở nhiệt độ thấp, ví dụ, dung lượng riêng lý thuyết của chúng lần lượt là 433 mAh/g và 490 mAh/g. Trong điều kiện này, thời gian chu kỳ của pin giảm từ 420 xuống 200 và tỷ lệ duy trì dung lượng tăng từ 59% lên 68%. (3) Sử dụng vật liệu mới để tối đa hóa khả năng chống lạnh của P pin gia đình owerwall . Ma trận catốt có thể được sửa đổi bằng các vật liệu mới như PI, PET, NCM, v.v.