El entorno de alta temperatura, baja temperatura (por debajo de 20 ℃) y el entorno de servicio a baja temperatura a largo plazo de
batería de litio para el hogar
Afectará negativamente el rendimiento de la batería de litio. Las bajas temperaturas reducirán la polaridad negativa de los iones de litio en el diafragma, impidiendo la formación de una membrana compuesta reversible de iones de litio, lo que generará una gran cantidad de cristales durante el uso de la batería, lo que reducirá su rendimiento electroquímico. Las altas temperaturas acelerarán la descomposición del electrolito y producirán sustancias nocivas (especialmente Na₂SO₄), lo que reducirá el rendimiento de la batería. Además, las altas temperaturas también provocarán la cristalización de los materiales, lo que reducirá el rendimiento de la batería y provocará riesgo de explosión. A bajas temperaturas (por debajo de 10 ℃) o después de un uso prolongado, las altas temperaturas provocarán la descomposición del material y la producción de diversas sustancias nocivas. Cuanto mayor sea la temperatura, más reacciones químicas se producirán.
Litio
Powerwall
baterías de iones de litio
También contienen componentes de matriz y electrolitos positivos, que afectarán negativamente la reacción de los iones de litio y el electrolito.
1. En la aplicación práctica, existen tres principios comunes:
batería de litio Powerwall
Actualmente, existen tres tipos de baterías de iones de litio: baterías de estado sólido, baterías recargables de iones de litio y baterías de estado no sólido. Entre las baterías de litio, las baterías recargables de iones de litio se caracterizan por: alta densidad energética, múltiples ciclos y rápida velocidad de carga; a temperatura normal, pueden utilizarse entre -20 °C y 40 °C; no presentan riesgo de sobrecalentamiento; el sobrecalentamiento es fácil de detectar y reparar; y su voltaje de descarga es rápido y su alta capacidad.
baterías de litio recargables
Las baterías ternarias de litio tienen una mayor densidad energética y más ciclos que todas las baterías de estado sólido. Pueden soportar más de 100 ciclos y pueden usarse en entornos de baja temperatura durante largos periodos, así como en zonas extremadamente frías. Por lo tanto, son las más utilizadas en el campo de las baterías de litio. Sin embargo, con el aumento de la demanda del mercado, se les ha prestado cada vez más atención, y su seguridad se ha convertido en uno de los temas más preocupantes y debatidos.
2. Razones para la degradación del rendimiento de
batería de litio doméstica
a alta temperatura
Las altas temperaturas aceleran la descomposición del electrolito y producen sustancias nocivas. Dado que el litio es un medio inerte, la velocidad de descomposición del electrolito sólido es mayor que la del electrolito sólido, por lo que la composición del electrolito tiene efectos adversos en la matriz del cátodo y también acelera la descomposición del Na₂SO₄. A altas temperaturas, el Na₂SO₄ tiene dificultades para formar una membrana compuesta reversible, lo que reduce el rendimiento del electrodo. Además, la composición del electrolito afecta a los cristales de litio generados por el material, lo que afecta al rendimiento térmico de la batería. Para evitar que los cristales de Na₂SO₄ se depositen en la superficie de la batería y afecten su acción electroquímica, la selección de los materiales y el proceso de tratamiento de los electrodos son factores importantes que afectan al rendimiento térmico de la batería.
3. ¿Qué método se utiliza para mejorar el rendimiento a baja temperatura de la batería de litio?
Con el rápido desarrollo de la industria de vehículos de nueva energía, los requisitos de rendimiento de las baterías a baja temperatura son cada vez más exigentes. Existen varias maneras de mejorar este rendimiento: (1) Utilizar baterías con mayor vida útil para prolongar su vida útil; (2) Se deben utilizar materiales catódicos con alta densidad energética. Tomemos como ejemplo Na₂SO₄ y MnO, dos materiales catódicos con diferente movilidad iónica, capaces de almacenar iones de litio a baja temperatura; sus capacidades específicas teóricas son de 433 mAh/g y 490 mAh/g, respectivamente. En estas condiciones, los tiempos de ciclo de la batería se reducen de 420 a 200 y la tasa de retención de capacidad aumenta del 59 % al 68 %. (3) Se utilizan nuevos materiales para maximizar la resistencia al frío de la batería.
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Batería doméstica de pared
La matriz del cátodo se puede modificar con nuevos materiales como PI, PET, NCM, etc.