ما هو الضرر الناجم عن ارتفاع درجة الحرارة وانخفاض درجة الحرارة لبطارية الليثيوم

ارتفاع درجة الحرارة الأضرار لبطارية ليثيوم:

مع انخفاض درجة الحرارة ، ينخفض معدل تفاعل القطب الكهربائي أيضا. من المفترض أن جهد البطارية لن يتغير ، وسوف ينخفض تدفق الشحن والتفريغ الكهربائي ، وسوف تنخفض طاقة بطارية الشحن أيضا. من منظور العوامل البيئية المختلفة ، فإن درجة الحرارة تلحق ضررا كبيرا بخصائص شحن البطاريات القابلة لإعادة الشحن. يرتبط المستوى الكهربائي ارتباطا وثيقا بالتآكل الكهروكيميائي لصفحة المنحل بالكهرباء لبطاريات الليثيوم ودرجة حرارة العمل. تعتبر صفحة المنحل بالكهرباء لبطاريات الليثيوم هي نظام القلب والأوعية الدموية للبطاريات القابلة لإعادة الشحن. على العكس من ذلك ، ترتفع درجة الحرارة ، أي أن قوة بطارية ليثيوم بوليمر الليثيوم ترتفع. بالإضافة إلى ذلك ، ستستمر درجة الحرارة في تعريض معدل نقل إلكتروليت بطارية الليثيوم للخطر ، وسوف يتسارع ارتفاع درجة الحرارة ، وسوف تنخفض درجة حرارة النقل ، وسوف يتباطأ معدل النقل ، وستظل خصائص الشحن لبطارية الليثيوم مهددة بالانقراض. ومع ذلك ، فإن درجة الحرارة العالية التي تتجاوز 45 درجة مئوية ستدمر توازن التفاعل الكيميائي الداخلي للبطارية القابلة لإعادة الشحن وتسبب ردود فعل سلبية.

تلف بطارية الليثيوم في درجة حرارة منخفضة:

عند تطبيقها في بيئة طبيعية منخفضة الحرارة لفترة قصيرة ، أو عندما لا تكون درجة الحرارة منخفضة بما فيه الكفاية ، فإن بطارية الليثيوم تعرض طاقة البطارية للخطر مؤقتا فقط ، ولكن ليس من السهل التسبب في تلف دائم. ومع ذلك ، من المرجح أن يؤدي التطبيق طويل الأجل في بيئة طبيعية منخفضة الحرارة أو بيئة طبيعية منخفضة الحرارة -40 درجة مئوية إلى "تجميد" بطارية الليثيوم وتلف دائم.

بالإضافة إلى ذلك ، عندما يتم شحن بطارية الليثيوم في درجة حرارة منخفضة ، سيتم إذابة الليثيوم المعدني في سطح أكسدة الأنوديك للبطارية القابلة لإعادة الشحن ، والعملية برمتها لا رجعة فيها. سيؤدي ذلك إلى تلف دائم للبطارية القابلة لإعادة الشحن وتقليل عامل أمان البطارية القابلة لإعادة الشحن. لذلك ، تم تجهيز العديد من أجهزة بطارية الليثيوم بأجهزة حماية ، بحيث لا يمكن شحن البطارية في درجة حرارة منخفضة.

في نظام إمداد الطاقة للسيارات الكهربائية النقية ، يعد التحكم في درجة الحرارة أحد أهم المعلمات الرئيسية ، وهو أيضا عنصر أساسي يعرض أداء البطارية للخطر. في جميع برامج نظام اختبار البطارية ، يجب وضع علامة على درجة الحرارة. لأن درجة الحرارة ضارة جدا بأداء البطارية ، بما في ذلك المقاومة الداخلية ، وخصائص التعبئة ، وخصائص الشحن والتفريغ ، وعامل السلامة ، وعمر الخدمة ، وما إلى ذلك من البطاريات القابلة لإعادة الشحن.

ينخفض متوسط جهد عمل تفريغ الشحنة وحجم بطارية الليثيوم مع انخفاض درجة الحرارة ، خاصة عند -20 درجة مئوية ، وتقل سعة تفريغ الشحنة ومتوسط جهد عمل تفريغ الشحنة للبطارية القابلة لإعادة الشحن بسرعة.

وفقا للتحليل الكهروكيميائي ، لا يتغير مقاوم فيلم SEI ومقاوم المحلول المائي كثيرا في جميع نطاقات درجات الحرارة ، ولا يلحقان ضررا يذكر بخصائص درجة الحرارة المنخفضة للبطاريات القابلة لإعادة الشحن ؛ يتغير مقاوم نقل الشحنة بشكل كبير في نطاق درجة الحرارة بالكامل ، ويكون نطاق التغيير أكبر من مقاوم المحلول المائي ومقاوم فيلم SEI. والسبب يكمن في أنه مع انخفاض درجة الحرارة ، تنخفض الموصلية الأيونية الإيجابية لبطارية الليثيوم المنحل بالكهرباء ، ويزداد مقاوم فيلم SEI ومقاومة التآكل الكهروكيميائية ، مما يؤدي إلى تحسين استقطاب الحافلة الأوروبية ، واستقطاب التركيز واستقطاب التحفيز الضوئي في درجة حرارة منخفضة. على منحنى تفريغ الشحن للبطارية القابلة لإعادة الشحن ، ينخفض متوسط جهد العمل وسعة تفريغ الشحن مع انخفاض درجة الحرارة.

أفضل درجة حرارة تطبيق بطارية ليثيوم هي 0 إلى 35 درجة مئوية. يتم تقليل خصوصية بطارية ليثيوم أيون تحت معيار درجة الحرارة المنخفضة ، وتضعف قدرة الشحن والتفريغ للبطارية القابلة لإعادة الشحن ، ويتم تقليل وقت الخدمة. في البيئة الطبيعية ذات درجات الحرارة المنخفضة على المدى القصير ، يكون تدمير بطاريات الليثيوم مؤقتا فقط ، وليس من السهل التسبب في ضرر لطاقة البطارية. بعد ارتفاع درجة الحرارة ، سيتم إصلاح الميزة.

ومع ذلك ، إذا تم شحن البطارية القابلة لإعادة الشحن في بيئة العمل ذات درجة الحرارة المنخفضة للغاية لفترة طويلة ، إذابة الليثيوم المعدني في سطح أكسدة الأنوديك للبطارية القابلة لإعادة الشحن. هذه العملية برمتها لا رجعة فيها وستسبب ضررا دائما لطاقة البطارية. نظرا لمشاكل جودة المنتج للبطارية القابلة لإعادة الشحن نفسها ، بالإضافة إلى مشاكل جودة المنتج الخاصة بها ومشاكل التقصف ، سيتم إيقاف تشغيل الهاتف المحمول تلقائيا في درجة حرارة منخفضة. من ناحية ، يرجع ذلك إلى حماية البطارية ، من ناحية أخرى ، يرجع أيضا إلى التصنيع غير المؤهل والشيخوخة للبطارية الخاصة بها.

ملخص: نظرا لمنصة خدمة الجهد المنخفض للعمل لبطارية الليثيوم أثناء الشحن والتفريغ في درجة حرارة منخفضة ، يتم تقليل سعة الشحن والتفريغ في درجة الحرارة المنخفضة بشكل كبير. ومع ذلك ، مع تطور شحن البطارية في درجة حرارة الغرفة ، سيتم تعويض الضرر بالكامل تلقائيا وينتمي إلى ضرر قابل للعكس. ومع ذلك ، عند شحن البطاريات ذات درجة الحرارة المنخفضة ، فإن درجة الحرارة المنخفضة جدا أو المعدل المرتفع جدا عادة ما يتسبب في تشعبات الليثيوم التي لا رجعة فيها وتلف الحجم الذي لا رجعة فيه لخلايا الليثيوم ، ومن ثم يعرض عامل الأمان للبطاريات القابلة لإعادة الشحن للخطر.