Penggunaan baterai litium di lingkungan bersuhu baterai rendah dibatasi. Selain penurunan kapasitas pengosongan yang parah, baterai litium tidak dapat diisi dayanya saat suhu baterai rendah. Ketika baterai diisi pada suhu rendah, penanaman ion litium pada elektroda grafit baterai dan reaksi pelapisan litium terjadi secara bersamaan dan bersaing satu sama lain. Dalam kondisi suhu baterai rendah, difusi ion litium dalam grafit terhambat, konduktivitas elektrolit menurun, mengakibatkan penurunan laju interkalasi, dan litium lebih mudah dilapiskan pada permukaan grafit. Alasan utama penurunan masa pakai baterai litium-ion saat digunakan pada suhu baterai rendah adalah peningkatan resistansi internal dan hilangnya kapasitas akibat pengendapan ion litium.

1, dampak suhu rendah pada kapasitas pengosongan baterai
Saat suhu naik, kapasitas meningkat secara bertahap. Kapasitas pada -20℃ hanya setara dengan sekitar 60% kapasitas pada 15℃. Selain kapasitas, tegangan rangkaian terbuka baterai juga menurun seiring dengan meningkatnya suhu. Kita semua tahu bahwa energi yang terkandung dalam baterai adalah hasil kali kapasitas dan tegangan terminal. Ketika kedua kelipatannya turun, energi dalam baterai pasti merupakan superposisi dari efek penurunan keduanya. Ketika suhu baterai lebih rendah, aktivitas bahan elektroda positif berkurang, sehingga jumlah ion litium yang dapat bergerak dan membawa arus pelepasan berkurang, yang merupakan penyebab utama penurunan kapasitas.
2, pengaruh suhu rendah terhadap resistansi internal baterai
Dalam situasi pengisian apa pun, resistansi internal baterai akan meningkat secara signifikan seiring dengan penurunan suhu. Semakin rendah muatannya, semakin besar resistansi internalnya, dan tren ini tetap konstan terhadap suhu. Ketika suhu baterai rendah, difusi dan mobilitas ion bermuatan dalam bahan positif dan negatif menjadi buruk, dan sulit untuk melewati lapisan pasivasi antara elektroda dan elektrolit. Laju perpindahan dalam elektrolit juga berkurang, dan sejumlah besar panas tambahan dihasilkan selama proses perpindahan. Setelah ion litium mencapai elektroda negatif, difusi di dalam bahan negatif juga menjadi tidak lancar. Sepanjang proses tersebut, pergerakan ion bermuatan menjadi sangat sulit. Dari luar berarti resistensi internal sel meningkat.
3, reaksi samping internal baterai lithium ion suhu baterai rendah

Kinerja baterai litium-ion akan sangat berkurang pada suhu baterai rendah, dan beberapa reaksi samping akan terjadi selama pengisian dan pengosongan baterai litium-ion. Reaksi samping ini sebagian besar merupakan reaksi ireversibel antara ion litium dan elektrolit, yang akan menyebabkan penurunan kapasitas baterai litium dan semakin memperburuk kinerja baterai. Konsumsi bahan aktif konduktif menyebabkan pelemahan kapasitas. Mengingat potensi elektroda positif dan negatif pada baterai, reaksi samping ini lebih mungkin terjadi pada sisi negatif dibandingkan sisi positif. Karena potensi bahan elektroda negatif jauh lebih rendah dibandingkan bahan elektroda positif, endapan reaksi samping ion dan pelarut elektrolit diendapkan pada permukaan elektroda untuk membentuk film SEI. Impedansi film SEI merupakan salah satu faktor penyebab terjadinya overpotensi negatif. Ketika baterai didaur ulang dan menua lebih lanjut, pemuaian dan kontraksi elektroda yang disebabkan oleh perputaran terus menerus akan menyebabkan pecahnya film SEI karena ion litium yang menempel dan menempel secara terus menerus pada elektroda negatif selama perputaran terus menerus. Retakan setelah pecahnya film SEI memberikan saluran kontak langsung antara elektrolit dan elektroda, sehingga membentuk film SEI baru untuk mengisi celah tersebut dan meningkatkan ketebalan film SEI.

tag :

reaksi samping internal baterai lithium ion suhu baterai rendah

baterai litium di lingkungan bersuhu baterai rendah

baterai litium

• sebelumnya :Influence of lithium analysis on battery capacity
• Berikutnya :Metode penyimpanan jangka panjang untuk baterai litium dan persyaratan penyimpanan untuk baterai litium besi fosfat