**Introduction:**
Avec le développement rapide de nouvelles sources d'énergie, les batteries au lithium-ion sont largement utilisées dans divers domaines. Cependant, dans des environnements à basse température, les batteries au lithium-ion sont confrontées à une série de défis de performance, y compris une diminution de la capacité de décharge, une augmentation de la résistance interne et une réduction de l'efficacité de charge et de décharge. Cet article se plongera dans les problèmes des batteries lithium-ion dans des conditions à basse température et introduira certaines stratégies, avec un accent particulier sur la recherche et le développement de la technologie de préchauffage de batterie au lithium-ion.
**JE. Impact de la basse température de la batterie sur les performances de la batterie **
1. ** diminution de la capacité de décharge de la batterie: **
La capacité de la batterie, l'un des paramètres les plus cruciaux, diminue considérablement dans les environnements à basse température. L'observation de la courbe de vitesse de température révèle qu'à -20 ° C, la capacité n'est qu'environ 60% de celle à 15 ° C. Cela est principalement dû à la réduction de l'activité du matériau d'électrode positif, ralentissant le mouvement des ions lithium et entraînant une diminution de la capacité.
2. ** Augmentation de la résistance interne: **
Il existe une relation claire entre la résistance interne et la température de la batterie, avec une augmentation substantielle de la résistance interne à basse température. En effet, la capacité de diffusion et de mouvement des ions chargés dans les matériaux d'électrode positive et négative diminue, conduisant à une augmentation de la résistance interne. La formation d'un film de passivation entre l'électrode et l'électrolyte entrave la libre circulation des ions.
3. ** Réduction de l'efficacité de charge et de décharge: **
Dans des conditions de température de la batterie basse, l'efficacité de charge est considérablement affectée. À -20 ° C, l'efficacité de charge n'est que de 65% de celle à 15 ° C. Cela est dû à des changements dans les performances électrochimiques, entraînant une quantité considérable d'énergie électrique à consommer en tant que chaleur dans la résistance interne, réduisant ainsi l'efficacité de charge.
** ii. Réactions secondaires à l'intérieur des batteries au lithium-ion à basse température **
En plus de la dégradation des performances, les batteries au lithium-ion subissent diverses réactions secondaires à basse température, entraînant une baisse de la capacité des batteries et une détérioration des performances. Ces réactions se produisent principalement entre les ions lithium et l'électrolyte, formant des réactions irréversibles.
1. ** Réaction d'électrode négative: **
Le potentiel du matériau d'électrode négatif est bien inférieur à celui du matériau d'électrode positif, entraînant des réactions irréversibles se produisant à l'électrode négative, formant le film problématique d'interface d'électrolyte solide (SEI). Les fissures du film SEI fournissent un canal de contact direct entre l'électrolyte et l'électrode, provoquant des réactions internes continues et une dégradation des performances.
2. ** Réaction d'électrode positive: **
L'activité réduite du matériau d'électrode positif entrave la diffusion et le mouvement des ions lithiums à l'électrode positive. Le cycle continu provoque une expansion et une contraction des électrodes, conduisant à la rupture du film SEI et affectant davantage les performances de la batterie.
** III. Recherche et développement de la technologie de préchauffage à basse température de batterie lithium-ion **
Face aux défis posés par les batteries lithium-ion dans des environnements à basse température, les techniciens ont proposé des stratégies telles que la charge et le préchauffage pour améliorer la capacité de décharge de la batterie et la durée de vie à long terme.
1. ** Méthodes de préchauffage: **
Les méthodes de préchauffage peuvent être classées en chauffage externe et en chauffage interne. Comparé au chauffage externe, le chauffage interne évite la conduction thermique à longue distance et la formation de points chauds locaux, offrant un chauffage plus uniforme de la batterie, améliorant ainsi l'efficacité du chauffage.
2. ** APPROCHE DE PRÉHAPIER COURANT ENTERNATIF COURANT INTERNE: **
La recherche se concentre sur la vitesse du chauffage et l'efficacité, avec la nécessité d'empêcher les réactions secondaires telles que le dépôt de lithium pendant le préchauffage. Le système de gestion de la batterie (BMS) doit estimer en temps réel et contrôler les conditions de dépôt de lithium, nécessitant une technologie de chauffage de batterie à basse température basée sur un modèle.
**Conclusion:**
Dans le contexte du développement rapide des batteries au lithium-ion, relever les défis dans les environnements à basse température devient crucial. Grâce à des recherches approfondies sur l'impact sur les performances des batteries et l'innovation continue dans la technologie de préchauffage, nous pouvons mieux résoudre les problèmes de performance des batteries lithium-ion dans des environnements à basse température, améliorer leur fiabilité et leur durée de vie et générer le développement de nouvelles applications énergétiques.
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