Каковы секреты литиевых батарей?

В настоящее время известны два типа аккумуляторов для электромобилей, которые подразделяются на тройные литиевые и литий-железо-фосфатные аккумуляторы в соответствии с различием материала положительного электрода. Просто активность литий-железо-фосфатной батареи низкая, что приводит к низкой плотности энергии и неспособности продлить срок службы батареи, поэтому она постепенно исчезает из поля зрения.

Существующая тройная литиевая батарея имеет преимущества высокой активности батареи и более высокой плотности энергии, поэтому новые модели энергии в основном используют тройные литиевые батареи в качестве механизмов накопления энергии.

Неважно, что это за литиевая батарея, ее базовая структура одинакова. Они состоят из положительного электрода, отрицательного электрода, сепаратора и электролита. Зарядка литиевой батареи должна генерировать заряженные ионы лития (эквивалент) из положительного электрода и отсоединяться от положительного электрода, «плавать» электролит и сепаратор, чтобы достичь отрицательного электрода, и встраивать его в материал отрицательного электрода. Процесс разряда противоположен: ионы лития «смахивают» с отрицательного электрода на положительный электрод. Проще говоря, процесс зарядки и разрядки литиевой батареи достигается путем «плавания» ионов лития между положительным и отрицательным электродами.

Именно электрический ток заставляет ионы лития «плавать» взад и вперед. Таким образом, мы можем просто понимать быструю зарядку как мощный пропеллер за ионом лития, который быстро и принудительно толкает ионы лития, чтобы «плавать» от положительного электрода к отрицательному электроду, в то время как медленная зарядка - это пропеллер малой мощности с ионом лития медленно "плавать" от положительного к отрицательному.

Так почему быстрая зарядка влияет на батарею? Проще говоря, многие ионы лития с мощными двигателями «безумно плавают» от положительного электрода к отрицательному электроду. Прежде чем отрицательный электрод приземлился (встроенный в отрицательный электрод), другой ион лития бросился вперед и два иона лития ударились вместе, «убитый до смерти» инактивирован. В результате батарея теряет один ион лития. Со временем «мертвые» ионы лития накапливаются и образуют литиевые дендриты. Происходит много дефлаграций батареи, и большинство из них вызваны литиевыми дендритами, проникающими в сепаратор и вызывающими короткие замыкания внутри батареи.

Кроме того, давайте расширим это снова. Почему время автономной работы электромобилей резко сокращается при низкой температуре зимой? Как упоминалось ранее, процесс разрядки батареи заключается в том, что ионы лития де-интеркалируются с отрицательного электрода, а затем «возвращаются жидкости» к положительному электроду посредством электролиза. При низких температурах электролит может стать «липким» или даже «замерзать». Это означает, что процесс «плавания обратно» ионов лития от отрицательного электрода становится более сложным, и для проталкивания ионов лития требуются более мощные двигатели, а это означает, что внутреннее сопротивление батареи увеличивается.

Следовательно, сама батарея должна потреблять больше энергии при низких температурах, что приводит к снижению мощности, необходимой для управления транспортным средством. Вот почему время автономной работы электромобилей резко сократилось зимой.