Ketika baterai lithium-ion berada dalam kondisi suhu rendah, kapasitas yang tersedia berkurang dan daya pengisian dan pengosongan menjadi terbatas. Jika daya tidak dibatasi, hal ini akan menyebabkan evolusi ion litium di dalam baterai, yang akan menyebabkan pelemahan kapasitas baterai yang tidak dapat diubah, dan akan mengubur bahaya keselamatan dalam penggunaan baterai. Semakin rendah suhu lingkungan, semakin rendah aktivitas zat aktif dalam baterai, semakin tinggi resistansi internal dan viskositas elektrolit, semakin sulit difusi ion, dan semakin lambat difusi ion litium dalam elektroda pada suhu rendah. , yang sulit untuk ditanamkan dan mudah dikeluarkan, sehingga kapasitasnya cepat berkurang, oleh karena itu penggunaan suhu yang rendah akan berdampak besar pada masa pakai baterai.

Saya yakin kita semua memiliki perasaan yang sama, waktu penggunaan baterai lithium di musim dingin lebih singkat daripada di musim panas. Terlihat bahwa kinerja baterai litium dipengaruhi oleh suhu lingkungan. Di antara semua faktor lingkungan, suhu memiliki pengaruh terbesar terhadap kinerja pengisian dan pengosongan baterai litium. Secara umum, orang-orang di industri baterai litium mengetahui bahwa kondisi pengisian dan pengosongan baterai litium stabil, dan perubahan suhu memainkan pengaruh yang besar, dan pengisian dan pengosongan baterai litium di lingkungan bersuhu tinggi dan rendah, serta retensi kapasitas tingkat baterai lithium telah menurun.
Perlu dijelaskan kepada Anda bahwa kapasitas baterai lithium-ion pada suhu rendah tidak hilang, tetapi tidak bisa dilepaskan begitu saja pada kisaran tegangan normal (≥3.0V), jika tegangan pemutus pelepasan dapat terus diperpanjang. , maka sisa kapasitas dapat dilepaskan.
Reaksi elektrokimia pada antarmuka elektroda/elektrolit berhubungan dengan suhu sekitar, dan antarmuka elektroda/elektrolit dianggap sebagai jantung baterai. Jika suhu turun, laju reaksi elektroda juga turun, dengan asumsi tegangan baterai tetap konstan dan arus pelepasan berkurang, keluaran daya baterai juga akan turun.
Gambar 1 adalah diagram skema kurva kapasitas pengosongan baterai lithium-ion pada suhu rendah yang berbeda (di sini digunakan untuk mewakili tren umum). Dibandingkan dengan suhu ruangan 20℃, redaman kapasitas pada suhu rendah -20℃ lebih jelas, hingga -30℃ lebih banyak kehilangan kapasitas, dan kapasitas pada -40℃ bahkan tidak setengahnya.

Berikut ini adalah faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja suhu rendah. Dengan membandingkan hubungan kapasitas dan konduktivitas elektrolit (Gambar 2), terlihat bahwa semakin rendah suhu maka semakin rendah pula konduktivitas elektrolit baterai. Ketika konduktivitas menurun, kemampuan larutan untuk menghantarkan ion aktif menurun, yang tercermin dalam peningkatan resistansi reaksi internal baterai (resistansi ini dinyatakan dalam impedansi elektrokimia), yang mengakibatkan penurunan kapasitas pelepasan. , yaitu penurunan kapasitas. Selanjutnya dengan mengukur impedansi setiap bagian baterai (positif, negatif, elektrolit), Anda dapat melihat pengaruh setiap bagian terhadap impedansi baterai (Gambar 3). Ketika suhu <-10 ° C atau lebih, impedansi antarmuka elektroda positif dan elektroda negatif (grafit sebagai contoh pada gambar) meningkat dengan cepat, sedangkan impedansi elektrolit meningkat dengan cepat setelah sekitar -20 ° C, dan hasil gabungan dari impedansi ini menunjukkan bahwa impedansi baterai meningkat dengan cepat pada <-10 ° C atau lebih (diwakili oleh sel Li-ion pada gambar).

ARA. 2 Hubungan antara kapasitas baterai dan konduktivitas elektrolit pada suhu yang berbeda

Dibandingkan dengan pelepasan suhu rendah, kinerja pengisian suhu rendah baterai lithium-ion lebih tidak memuaskan, pengisian suhu rendah di bawah 0 akan meningkatkan tekanan internal baterai dan dapat membuka katup pengaman, pertama-tama, pengisian suhu rendah akan dengan cepat mencapai tahap tegangan konstan, dan akan mengurangi kapasitas pengisian sampai batas tertentu, sekaligus meningkatkan waktu pengisian, tidak hanya itu, baterai lithium-ion dalam pengisian suhu rendah, ion litium mungkin tidak dapat tertanam dalam grafit elektroda negatif, sehingga mengendap pada permukaan negatif untuk membentuk dendrit litium logam, reaksi ini akan menghabiskan baterai yang dapat diisi ulang dan dikosongkan ion litium berulang kali, dan sangat mengurangi kapasitas baterai, dendrit logam litium yang diendapkan juga dapat menusuk diafragma, sehingga mempengaruhi kinerja keselamatan.
Kapasitas pengosongan baterai lithium-ion pada suhu rendah akan berkurang, tetapi dapat dipulihkan setelah pengisian dan pengosongan suhu normal, yang merupakan kehilangan kapasitas yang dapat dibalik. Namun, pengisian daya pada suhu rendah akan menyebabkan analisis litium, yang merupakan hilangnya kapasitas permanen. Karena bahaya yang lebih besar dari pengisian litium pada suhu rendah, pengisian baterai litium-ion pada suhu rendah dikontrol lebih ketat daripada pelepasan suhu rendah.
Saat mengisi daya di musim dingin, suhu luar ruangan rendah, ketika lingkungan di bawah 0 ° C, kecepatan pengisian baterai menurun, dan bahkan mungkin tidak dapat mengisi daya, yang merupakan fenomena normal, harap isi daya baterai pada suhu sekitar yang sesuai untuk memastikan efek pengisian daya.