Quando a bateria de iões de lítio está num estado de baixa temperatura, a sua capacidade disponível é reduzida e a potência de carga e descarga é limitada. Se a potência não for limitada, causará a evolução de íons de lítio dentro da bateria, o que levará à atenuação irreversível da capacidade da bateria e representará um risco à segurança do uso da bateria. Quanto mais baixa for a temperatura ambiente, menor será a atividade da substância ativa na bateria, maior será a resistência interna e a viscosidade do eletrólito, mais difícil será a difusão dos iões e mais lenta será a difusão dos iões de lítio no elétrodo a baixa temperatura. , que é difícil de incorporar e fácil de retirar, fazendo com que a capacidade diminua rapidamente, portanto, o uso de baixa temperatura terá um grande impacto na vida útil da bateria.

Acredito que todos nós temos sentimentos semelhantes, as baterias de lítio no inverno são mais curtas que no verão. Pode-se observar que o desempenho das baterias de lítio é afetado pela temperatura ambiente. Entre todos os fatores ambientais, a temperatura tem o maior impacto no desempenho de carga e descarga das baterias de lítio. Geralmente, as pessoas na indústria de baterias de lítio sabem que o estado de carga e descarga das baterias de lítio é estável, e a mudança na temperatura desempenha uma grande influência, e a carga e descarga das baterias de lítio em ambientes de alta e baixa temperatura, e a retenção de capacidade a taxa de baterias de lítio diminuiu.
É preciso explicar a você que a capacidade das baterias de íon de lítio não desaparece em baixas temperaturas, mas simplesmente não pode ser liberada na faixa de tensão normal (≥3,0V), se a tensão de corte de descarga puder continuar a ser estendida , então a capacidade restante pode ser liberada.
A reação eletroquímica na interface eletrodo/eletrólito está relacionada à temperatura ambiente, e a interface eletrodo/eletrólito é considerada o coração da bateria. Se a temperatura cair, a taxa de reação do eletrodo também cai. Supondo que a tensão da bateria permaneça constante e a corrente de descarga seja reduzida, a potência da bateria também cairá.
A Figura 1 é um diagrama esquemático da curva de capacidade de descarga de uma bateria de íons de lítio em diferentes temperaturas baixas (aqui é usada para representar a tendência geral). Em comparação com a temperatura ambiente de 20 ℃, a atenuação da capacidade em baixa temperatura de -20 ℃ tem sido mais óbvia, até -30 ℃ há mais perda de capacidade e a capacidade em -40 ℃ não é nem a metade.

Aqui está uma olhada nos fatores que afetam o desempenho em baixas temperaturas. Ao comparar a relação entre capacidade e condutividade do eletrólito (Figura 2), percebe-se que quanto menor a temperatura, menor a condutividade do eletrólito da bateria. Quando a condutividade diminui, a capacidade da solução de conduzir íons ativos diminui, o que se reflete no aumento da resistência da reação interna da bateria (essa resistência é expressa na impedância eletroquímica), resultando em uma diminuição na capacidade de descarga , ou seja, uma diminuição na capacidade. Além disso, medindo a impedância de cada parte da bateria (positiva, negativa, eletrólito), você pode ver a influência de cada parte na impedância da bateria (Figura 3). Quando a temperatura é <-10 ° C ou mais, a impedância da interface do eletrodo positivo e do eletrodo negativo (grafite como exemplo na figura) aumenta rapidamente, enquanto a impedância do eletrólito aumenta rapidamente após cerca de -20 ° C, e os resultados combinados dessas impedâncias mostram que a impedância da bateria aumenta rapidamente a <-10 ° C ou mais (representada pela célula de íons de lítio na figura).

FIGO. 2 Relação entre capacidade da bateria e condutividade eletrolítica em diferentes temperaturas

Comparado com a descarga de baixa temperatura, o desempenho de carregamento de baixa temperatura da bateria de íon de lítio é mais insatisfatório, o carregamento de baixa temperatura abaixo de 0 aumentará a pressão interna da bateria e pode abrir a válvula de segurança, em primeiro lugar, o carregamento de baixa temperatura irá atingirá rapidamente o estágio de tensão constante e reduzirá a capacidade de carregamento até certo ponto, enquanto aumenta o tempo de carregamento, não só isso, bateria de íon de lítio no carregamento de baixa temperatura, os íons de lítio podem não ser capazes de ser incorporados no grafite eletrodo negativo, de modo a precipitar na superfície negativa para formar dendritos de metal de lítio, esta reação consumirá a bateria pode ser repetidamente carregada e descarregada de íons de lítio e reduzir significativamente a capacidade da bateria, dendritos de metal de lítio precipitados também podem perfurar o diafragma, assim afetando o desempenho da segurança.
A capacidade de descarga em baixa temperatura das baterias de íon de lítio será reduzida, mas pode ser restaurada após carga e descarga em temperatura normal, o que é uma perda de capacidade reversível. No entanto, o carregamento em baixa temperatura causará análise de lítio, que é uma perda permanente de capacidade. Devido ao maior dano do lítio de carregamento em baixa temperatura, o carregamento em baixa temperatura de baterias de íons de lítio é mais estritamente controlado do que a descarga em baixa temperatura.
Ao carregar no inverno, a temperatura externa é baixa, quando o ambiente está abaixo de 0 ° C, a velocidade de carregamento da bateria diminui e pode até não ser possível carregar, o que é um fenômeno normal, carregue a bateria na temperatura ambiente apropriada para garantir o efeito de carregamento.