O uso de baterias de lítio em ambientes com baixa temperatura da bateria é limitado. Além de uma queda acentuada na capacidade de descarga, as baterias de lítio não podem ser carregadas quando a temperatura da bateria está baixa. Quando a bateria é carregada em baixa temperatura, a incorporação de íons de lítio no eletrodo de grafite da bateria e a reação de revestimento de lítio existem simultaneamente e competem entre si. Sob a condição de baixa temperatura da bateria, a difusão dos íons de lítio no grafite é inibida, a condutividade do eletrólito diminui, resultando em uma diminuição na taxa de intercalação, e é mais fácil plaquear o lítio na superfície do grafite. A principal razão para o declínio da vida útil das baterias de íons de lítio quando usadas em baixas temperaturas da bateria é o aumento da resistência interna e a perda de capacidade devido à precipitação de íons de lítio.

1, o impacto da baixa temperatura na capacidade de descarga da bateria
À medida que a temperatura aumenta, a capacidade aumenta gradualmente. A capacidade a -20°C é equivalente apenas a cerca de 60% da capacidade a 15°C. Além da capacidade, a tensão de circuito aberto da bateria também diminui com o aumento da temperatura. Todos sabemos que a energia contida numa bateria é o produto da capacidade e da tensão terminal. Quando ambos os múltiplos caem, a energia na bateria deve ser uma superposição dos efeitos decrescentes de ambos. Quando a temperatura da bateria é mais baixa, a atividade do material do eletrodo positivo é reduzida, de modo que o número de íons de lítio que podem se mover e trazer a corrente de descarga é reduzido, o que é a causa raiz da diminuição da capacidade.
2, o efeito da baixa temperatura na resistência interna da bateria
Em qualquer situação de carregamento, a resistência interna da bateria aumentará significativamente à medida que a temperatura diminuir. Quanto menor a carga, maior a resistência interna, e esta tendência permanece constante com a temperatura. Quando a temperatura da bateria está baixa, a difusão e a mobilidade dos íons carregados nos materiais positivos e negativos tornam-se fracas e é difícil passar pela película de passivação entre o eletrodo e o eletrólito. A taxa de transferência no eletrólito também é reduzida e uma grande quantidade de calor adicional é gerada durante o processo de transferência. Depois que os íons de lítio atingem o eletrodo negativo, a difusão dentro do material negativo também não se torna suave. Ao longo do processo, o movimento dos íons carregados torna-se muito difícil. Do lado de fora, significa que a resistência interna da célula aumentou.
3, reação lateral interna da bateria de íon de lítio de baixa temperatura da bateria

O desempenho das baterias de íon de lítio será seriamente reduzido em baixas temperaturas da bateria e algumas reações colaterais ocorrerão durante o carregamento e descarregamento das baterias de íon de lítio. Estas reações secundárias são principalmente reações irreversíveis entre os íons de lítio e o eletrólito, o que levará a uma diminuição na capacidade da bateria de lítio e deteriorará ainda mais o desempenho da bateria. O consumo de material ativo condutor leva à atenuação da capacidade. Dado o potencial dos eletrodos positivos e negativos da bateria, é mais provável que essas reações colaterais ocorram no lado negativo do que no lado positivo. Como o potencial do material do eletrodo negativo é muito menor do que o do material do eletrodo positivo, os depósitos de reação lateral de íons e solventes eletrolíticos são depositados na superfície do eletrodo para formar o filme SEI. A impedância do filme SEI é um dos fatores que causam o sobrepotencial negativo. Quando a bateria é ciclada e envelhecida, a expansão e contração do eletrodo causada pela ciclagem contínua levará à ruptura do filme SEI devido à incorporação e desincorporação contínua de íons de lítio no eletrodo negativo durante a ciclagem contínua. A trinca após a quebra do filme SEI fornece um canal de contato direto entre o eletrólito e o eletrodo, formando assim um novo filme SEI para preencher a trinca e aumentar a espessura do filme SEI

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