Dampak pengisian daya pada suhu rendah pada baterai litium tidak dapat diubah

Mengisi atau mengosongkan baterai pada suhu rendah akan menyebabkan kerusakan permanen pada baterai, menyebabkan penurunan kapasitas dan risiko keselamatan yang serius. Penyimpanan jangka panjang pada suhu sangat rendah (-20 derajat ) juga akan menyebabkan kerusakan permanen pada baterai dan mengurangi kapasitasnya.

1. Seluruh proses pengisian baterai lithium-ion pada suhu rendah

Tahap positif baterai litium-ion umumnya terner (NCM), baterai litium besi fosfat (LFP), dan baterai litium kobalt oksida (LCO), dan elektroda negatifnya adalah grafit (Gr). Saat baterai diisi, ion litium berpindah dari konstanta kisi positif melintasi diafragma elektrolit baterai litium ke elektroda negatif dan ditempatkan di lapisan padat grafit. Saat pengisian dan pengosongan, dapat dipahami bahwa ia keluar dari lapisan padat elektroda negatif grafit dan kemudian kembali ke konstanta kisi positif.

Ketika suhu struktur baterai lithium-ion dan proses pengisian dan pengosongan rendah, kinerja gerakan molekul menurun, seluruh laju reaksi dan proses transfer material akan melambat, sehingga kelambatan yang paling jelas pada baterai adalah lithium- ion/ Transportasi molekul litium dalam lapisan padat grafit (elektroda negatif) dan konstanta kisi orde positif. Oleh karena itu ada banyak litium yang disimpan di tahap kelistrikan dan halaman elektrolit baterai litium. Saat baterai diisi, ion litium tidak dapat masuk ke dalam lapisan grafit dan akan tetap berada di permukaan elektroda negatif, berubah menjadi litium logam dan terakumulasi menjadi dendrit litium. Selama pengisian dan pengosongan, ion litium terjepit pada permukaan konstanta kisi tahap positif, yang dapat dengan mudah menyebabkan tahap positif retak.

2. Pengisian baterai bersuhu rendah menyebabkan pengendapan litium, sehingga menimbulkan risiko keselamatan yang jelas

Proses pertumbuhan dendrit litium: Saat mengisi baterai normal, ion litium memasuki lapisan padat grafit secara teratur, menyebabkan reaksi interkalasi. Namun, saat mengisi baterai bersuhu rendah, ion litium tidak dapat masuk ke dalam lapisan grafit dan akan selalu diserap oleh perangkat elektronik pada permukaan elektroda negatif dan menjadi litium logam, sehingga terjadi reaksi konversi (perbedaan potensial reaksi adalah lebih rendah dari reaksi interkalasi, yang dapat dipahami lebih sulit terjadi. Namun, zat-zat dalam reaksi interkalasi sulit menyebar, menyebabkan reaksi konversi mudah terjadi pada suhu rendah) dan terakumulasi menjadi dendrit litium. Seperti yang kita semua pelajari di kimia kelas sembilan, logam litium sangat reaktif dan dapat langsung bereaksi dengan elektrolit baterai litium. Komponen kimia yang dihasilkan juga bersifat ireversibel sehingga menyebabkan hilangnya kapasitas. Selain itu, logam litium terus tumbuh dan berkembang, dan sangat mudah untuk menembus diafragma dan terhubung dengan tahap positif, menyebabkan kegagalan korsleting internal dan dengan mudah menyebabkan kecelakaan keselamatan yang lebih serius.

3. Pengisian dan pengosongan suhu rendah menyebabkan retaknya partikel tingkat positif

Selama pengisian dan pengosongan suhu rendah, ion litium terjepit pada permukaan konstanta kisi tingkat positif, yang dapat dengan mudah menyebabkan retaknya partikel aktif tingkat positif. Di satu sisi menyebabkan kerusakan bahan baku energi positif sehingga menyebabkan kerusakan kapasitas. Selain itu, pengendapan unsur kimia berlebih pada elektroda positif akan dipindahkan ke permukaan elektroda negatif dan diubah menjadi partikel logam sehingga mendorong terbentuknya akumulasi litium.

4. Penyimpanan suhu rendah mengurangi kapasitas baterai

Baru-baru ini beberapa peneliti menemukan bahwa baterai hanya disimpan pada suhu rendah selama 48 jam, kemudian ditempatkan pada suhu kamar untuk istirahat, dan kemudian diuji kapasitasnya. Diketahui bahwa untuk baterai yang direndam dalam suhu tinggi dalam waktu lama, kapasitasnya akan berkurang sebesar 3,2% bila diisi dengan tarif kecil (pengisian lambat), namun bila diisi dengan tarif besar (pengisian cepat), kapasitasnya akan menjadi berkurang 6%.

Faktor-faktor yang menyebabkan penurunan kapasitas adalah:

1) Suhu rendah memperparah retaknya tahap positif.

2) Suhu rendah kemungkinan besar akan menyebabkan partikel tingkat positif berputar, sehingga menyebabkan partikel tersebut melepaskan diri dari perekat dan kehilangan aktivitas fotoelektrokatalitik.