كيف يمكن تحسين أداء درجة الحرارة المنخفضة لحزم بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LFP) ؟

بدءًا من أكتوبر كل عام ، تنخفض درجة الحرارة تدريجيًا ، وهو ما يمثل تحديًا لأداء درجات الحرارة المنخفضة لحزم بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد (LFP). كما نعلم جميعًا ، فإن أداء درجات الحرارة العالية لبطاريات أيون الليثيوم ممتاز ، مع ذروة درجة حرارة ، تبلغ حوالي ~ ، والقدرة على تحرير السعة حتى في درجات حرارة عالية (60 درجة مئوية).

فوسفات الحديد الليثيوم (LFP) هو مادة القطب الموجب لبطاريات أيون الليثيوم. إن الرابطة في الكريستال LFP مستقرة وصعبة الكسر ، لذلك حتى في درجات الحرارة العالية أو الشحن الزائد ، لن تنهار وتولد الحرارة أو تشكل مواد مؤكسدة قوية مثل أكسيد الكوبالت الليثيوم. لذلك ، تتمتع بطاريات LFP بأمان جيد ، ولكن أدائها ودرجة حرارتها المنخفضة قد يكون أسوأ قليلاً من البطاريات الثلاثية.

1. العوامل التي تؤثر على أداء درجات الحرارة المنخفضة لحزم بطاريات LFP:

1. بيئة الإنتاج

كمنتج عالي التقنية مع العديد من المواد الخام الكيميائية والعمليات المعقدة ،حزمة بطارية lifepo4 للبيع بالجملةلديها متطلبات عالية لدرجة الحرارة والرطوبة والغبار وبيئات الإنتاج الأخرى. إذا لم يتم التحكم فيها بشكل صحيح ، فسوف تتقلب جودة البطارية.

2. الموصلية السيئة ومعدل انتشار أيون الليثيوم البطيئ

أثناء الشحن والتفريغ العالي ، تكون السعة المحددة الفعلية أقل ، وهي مشكلة صعبة تقيد تطوير صناعة LFP. هذه مشكلة كبيرة حالت دون استخدام LFP على نطاق واسع.

3. العوامل المتصلة بالمواد

القطب الموجب لـ LFP لديه توصيل إلكتروني ضعيف وعرضة للاستقطاب ، مما يقلل من أداء السعة. يتأثر القطب السالب بشكل رئيسي بالشحن في درجات الحرارة المنخفضة ، مما يؤثر على مشكلات السلامة. قد يزيد الإلكتروليت في اللزوجة ومقاومة هجرة أيون الليثيوم في درجات حرارة منخفضة.

2. طرق لتحسين أداء درجات الحرارة المنخفضة لحزم بطاريات LFP:

لحل مشكلة الأداء المنخفض لدرجة الحرارة لحزم بطارية ليثيوم فوسفات الحديد بشكل أساسي ، نحتاج إلى تحسينها من أربعة جوانب: القطب الموجب ، القطب السالب ، المنحل بالكهرباء ، والموثق.

1. قطب كهربائي إيجابي

حاليا ، حجم النانو هو القاعدة. سيؤثر حجم الجسيمات ومقاومتها وطول المحور المستوي للقطب الكهربائي الموجب على خصائص درجة الحرارة المنخفضة للبطارية بأكملها. العمليات المختلفة لها أيضًا تأثيرات مختلفة على القطب الموجب. تتميز البطارية المصنوعة من فوسفات الحديد الليثيوم بحجم نانومتر بخاصية تفريغ أفضل في درجة حرارة منخفضة ، مع تفريغ يبلغ حوالي-20 درجة مئوية. حجم الجسيمات النانوية يقصر مسار الهجرة ويحسن أداء التفريغ بدرجة حرارة منخفضة لأن تفريغ فوسفات الحديد الليثيوم يرتبط بشكل رئيسي بالقطب الموجب.

2. قطب سالب

بالنظر إلى خصائص الشحن ، يؤثر القطب السالب بشكل رئيسي على شحن بطاريات الليثيوم بدرجة حرارة منخفضة ، بما في ذلك حجم الجسيمات والمسافات بين الأقطاب السالبة. تم اختيار ثلاثة أنواع مختلفة من الجرافيت الاصطناعي كأقطاب كهربائية سلبية لدراسة تأثير تباعد الطبقات البينية المختلفة وحجم الجسيمات على خصائص درجات الحرارة المنخفضة. من بين المواد الثلاث ، فإن جرافيت الجسيمات مع تباعد أكبر بين الطبقات لديه مقاومة داخلية أصغر ومقاومة هجرة أيونية.

3. جانب الشحن

حزمة بطارية ليثيوم مخصصةليس لديك مشكلة كبيرة مع التفريغ بدرجة حرارة منخفضة في فصل الشتاء ، وخاصة الشحن بدرجة حرارة منخفضة. فيما يتعلق بنسبة التدفق العرضي ، 1C أو 0.5C نسب التدفق العرضي حاسمة ، ويستغرق الأمر وقتًا طويلاً للوصول إلى الجهد المستمر. من خلال تحسين مقارنة ثلاثة جرافات مختلفة ، وجدنا أن أحدهم حسّن نسبة الشحن الحالية الثابتة عند-20 درجة مئوية من إلى أعلى ، مع زيادة في التباعد بين الطبقات وانخفاض في حجم الجسيمات. قد تكون مهتمًا أيضًا بـموردو حزمة بطاريات الليثيوم.

4. جوانب إلكتروليت

عند-20 ℃ و-30 ℃ ، يتجمد المنحل بالكهرباء ، ويزيد اللزوجة ويتدهور الأداء. تشمل الإلكتروليتات المذيبات وأملاح الليثيوم والمواد المضافة. للمذيب تأثير يتراوح من أعلى إلى أعلى من حيث درجة الحرارة المنخفضة لحزمة بطارية ليثيوم الحديد والفوسفات ، بتأثير يزيد على عشر نقاط. ثانياً ، أملاح الليثيوم المختلفة لها تأثير معين على الشحن في درجات الحرارة المنخفضةوخصائص التفريغ. عن طريق تثبيت نظام المذيب وقاعدة ملح الليثيوم ، يمكن للمواد المضافة ذات درجة الحرارة المنخفضة أن تزيد من قدرة التصريف من من من من من من ، إلى. بعبارة أخرى ، في نظام الإلكتروليت بالكامل ، يكون للمذيبات وأملاح الليثيوم والمواد المضافة تأثير معين على خصائص درجات الحرارة المنخفضة لبطارية الطاقة لدينا ، وهذا ينطبق أيضا على أنظمة المواد الأخرى.

5. بخصوص اللصق:

في ظل ظروف الشحن والتفريغ عند 20 درجة مئوية ، وبعد حوالي 70 إلى 80 دورة ، تظهر قطعة القطب بأكملها فشل لاصق مع نوعين من المواد اللاصقة على شكل نقطة ، في حين أن هذه المشكلة غير موجودة عند استخدام المواد اللاصقة الخطية. بعد تحسين النظام بأكمله من الأقطاب الكهربائية الإيجابية والسلبية ، والكهارل ، والمواد اللاصقة ، حققت الخلية المفردة لبطارية ليثيوم فوسفات الحديد نتائج جيدة نسبيًا. واحد هو خاصية الشحن ، حيث يمكن أن تصل النسبة الحالية الثابتة البالغة 0.5C عند درجات حرارة-20 درجة مئوية ، و-30 درجة مئوية ، و-40 درجة مئوية ، وعند درجة حرارة-20 درجة مئوية ، يمكن أن يصل التفريغ صولي. هذه هي بعض خصائص المعدل ودورة.