El impacto de la carga a baja temperatura en las baterías de litio es irreversible

Cargar o descargar baterías a bajas temperaturas causará daños irreversibles a la batería, provocando caídas de capacidad y graves riesgos de seguridad. El almacenamiento prolongado a temperaturas ultrabajas (-20 grados) también provocará daños irreversibles a la batería y reducirá su capacidad.

1. Todo el proceso de carga de una batería de iones de litio a baja temperatura.

La etapa positiva de las baterías de iones de litio es generalmente ternaria (NCM), batería de fosfato de hierro y litio (LFP) y batería de óxido de cobalto y litio (LCO), y el electrodo negativo es grafito (Gr). Cuando se carga la batería, los iones de litio se mueven desde la constante de red positiva a través del diafragma del electrolito de la batería de litio hasta el electrodo negativo y se colocan en la capa sólida de grafito. Al cargar y descargar, se puede entender que sale de la capa sólida del electrodo negativo de grafito y luego regresa a la constante de red positiva.

Cuando la temperatura de la estructura de la batería de iones de litio y el proceso de carga y descarga es baja, el rendimiento del movimiento molecular disminuye, toda la velocidad de reacción y el proceso de transferencia de material se ralentizarán, por lo que la lentitud más obvia en la batería es la de litio. ion/ Transporte de moléculas de litio en capa sólida de grafito (electrodo negativo) y constante de red de orden positivo. Por lo tanto, se deposita una gran cantidad de litio en la etapa eléctrica y en la página del electrolito de la batería de litio. Cuando se carga la batería, los iones de litio no se pueden introducir en la capa de grafito y permanecerán en la superficie del electrodo negativo, convirtiéndose en litio metálico y acumulándose en dendritas de litio. Durante la carga y descarga, los iones de litio se comprimen sobre la superficie de la constante de red de la etapa positiva, lo que puede causar fácilmente que la etapa positiva se agriete.

2. La carga de la batería a baja temperatura provoca precipitación de litio, lo que genera riesgos evidentes para la seguridad.

El proceso de crecimiento de las dendritas de litio: al cargar una batería normal, los iones de litio ingresan a la capa sólida de grafito de manera ordenada, provocando una reacción de intercalación. Sin embargo, al cargar una batería de baja temperatura, los iones de litio no pueden penetrar en la capa de grafito y siempre serán absorbidos por el dispositivo electrónico en la superficie del electrodo negativo y se convertirán en litio metálico, lo que resultará en una reacción de conversión (la diferencia de potencial de reacción es más bajo que la reacción de intercalación, que puede entenderse como más difícil de ocurrir. Sin embargo, es difícil que las sustancias en la reacción de intercalación se propaguen, lo que hace que la reacción de conversión ocurra fácilmente a bajas temperaturas) y se acumule en dendritas de litio. Como todos aprendimos en química de noveno grado, el litio metálico es muy reactivo y puede reaccionar inmediatamente con el electrolito de la batería de litio. Los componentes químicos resultantes también son irreversibles y provocan pérdida de capacidad. Además, el litio metálico continúa creciendo y desarrollándose, y es muy fácil perforar el diafragma y conectarse con la etapa positiva, provocando fallas por cortocircuitos internos y fácilmente provocando accidentes de seguridad más graves.

3. La carga y descarga a baja temperatura inducen el agrietamiento de partículas de nivel positivo

Durante la carga y descarga a baja temperatura, los iones de litio se comprimen sobre la superficie de la constante de red de nivel positivo, lo que puede provocar fácilmente el agrietamiento de partículas activas de nivel positivo. Por un lado, daña las materias primas de energía positiva, provocando daños en la capacidad. Además, la precipitación del exceso de elementos químicos en el electrodo positivo se transferirá a la superficie del electrodo negativo y se convertirá en partículas metálicas, induciendo la formación de acumulación de litio.

4. El almacenamiento a baja temperatura reduce la capacidad de la batería

Recientemente, algunos investigadores descubrieron que la batería solo se almacenó a baja temperatura durante 48 horas, luego se colocó a temperatura ambiente para descansar y luego se probó la capacidad. Se descubrió que para las baterías sumergidas en altas temperaturas durante mucho tiempo, la capacidad se reducirá en un 3,2% cuando se cargan a una velocidad pequeña (carga lenta), pero cuando se cargan a una velocidad alta (carga rápida), la capacidad será reducido en un 6%.

Los factores que conducen al deterioro de la capacidad son:

1) La baja temperatura agrava el agrietamiento de la etapa positiva.

2) Es probable que las bajas temperaturas hagan que las partículas de nivel positivo giren, provocando así que se desprendan del adhesivo y pierdan actividad fotoelectrocatalítica.