कम तापमान वाली बिजली लिथियम बैटरी प्रौद्योगिकी विकास की प्रगति

कम तापमान पर तैयार लिथियम-आयन पावर बैटरियों की तकनीकी और सामग्री प्रदर्शन आवश्यकताएँ अधिक होती हैं। कम तापमान वाले वातावरण में लिथियम-आयन पावर बैटरी के प्रदर्शन में गंभीर गिरावट आंतरिक प्रतिरोध में वृद्धि के कारण होती है, जिससे इलेक्ट्रोलाइट प्रसार में कठिनाई होती है और सेल चक्र जीवन छोटा हो जाता है। इसलिए, कम तापमान वाली बिजली बैटरी तकनीक पर शोध ने हाल के वर्षों में कुछ प्रगति की है। पारंपरिक उच्च तापमान वाली लिथियम-आयन बैटरियों का उच्च तापमान पर प्रदर्शन खराब होता है, और कम तापमान की स्थिति में उनका प्रदर्शन अभी भी अस्थिर होता है; कम तापमान वाली कोशिकाओं की बड़ी मात्रा, कम क्षमता, और खराब कम तापमान चक्र प्रदर्शन; उच्च तापमान की तुलना में कम तापमान पर ध्रुवीकरण काफी मजबूत होता है; कम तापमान पर इलेक्ट्रोलाइट की बढ़ी हुई चिपचिपाहट से चार्ज/डिस्चार्ज चक्रों की संख्या में कमी आती है; कोशिकाओं की कम सुरक्षा और कम तापमान पर बैटरी जीवन कम हो गया; और कम तापमान पर उपयोग में प्रदर्शन कम हो जाता है। इसके अलावा, कम तापमान पर बैटरी का छोटा चक्र जीवन और कम तापमान वाली कोशिकाओं के सुरक्षा जोखिमों ने पावर बैटरी की सुरक्षा के लिए नई आवश्यकताओं को सामने रखा है। इसलिए, कम तापमान वाले वातावरण के लिए स्थिर, सुरक्षित, विश्वसनीय और लंबे समय तक चलने वाली पावर बैटरी सामग्री का विकास कम तापमान वाली लिथियम-आयन बैटरी पर अनुसंधान का फोकस है। वर्तमान में, कई कम तापमान वाली लिथियम-आयन बैटरी सामग्री हैं: (1) लिथियम धातु एनोड सामग्री: लिथियम धातु का उपयोग इसकी उच्च रासायनिक स्थिरता, उच्च विद्युत चालकता और कम तापमान चार्ज और डिस्चार्ज प्रदर्शन के कारण इलेक्ट्रिक वाहनों में व्यापक रूप से किया जाता है; (2) कार्बन एनोड सामग्री का उपयोग उनके अच्छे ताप प्रतिरोध, कम तापमान चक्र प्रदर्शन, कम विद्युत चालकता और कम तापमान पर कम तापमान चक्र जीवन के कारण इलेक्ट्रिक वाहनों में व्यापक रूप से किया जाता है; (3) कार्बन एनोड सामग्री का उपयोग उनके अच्छे ताप प्रतिरोध, कम तापमान चक्र प्रदर्शन, कम विद्युत चालकता और कम तापमान चक्र जीवन के कारण इलेक्ट्रिक वाहनों में व्यापक रूप से किया जाता है। में; (3) कार्बनिक इलेक्ट्रोलाइट्स का कम तापमान पर अच्छा प्रदर्शन होता है; (4) पॉलिमर इलेक्ट्रोलाइट्स: पॉलिमर आणविक श्रृंखलाएं अपेक्षाकृत छोटी होती हैं और उनमें उच्च संबंध होता है; (5) अकार्बनिक सामग्री: अकार्बनिक पॉलिमर में अच्छे प्रदर्शन पैरामीटर (चालकता) और इलेक्ट्रोलाइट गतिविधि के बीच अच्छी संगतता होती है; (6) धातु ऑक्साइड कम होते हैं; (7) अकार्बनिक सामग्री: अकार्बनिक पॉलिमर, आदि।

लिथियम बैटरियों का चक्र जीवन मुख्य रूप से डिस्चार्ज प्रक्रिया पर निर्भर करता है, जबकि कम तापमान एक ऐसा कारक है जिसका लिथियम उत्पादों के जीवन पर अधिक प्रभाव पड़ता है। आमतौर पर, कम तापमान वाले वातावरण में, बैटरी की सतह चरण परिवर्तन से गुजरेगी, जिससे सतह संरचना को नुकसान होगा, साथ ही क्षमता और सेल क्षमता में भी कमी आएगी। उच्च तापमान की स्थिति में, कोशिका में गैस उत्पन्न होती है, जो थर्मल प्रसार को तेज कर देगी; कम तापमान के तहत, गैस को समय पर डिस्चार्ज नहीं किया जा सकता है, जिससे बैटरी तरल के चरण परिवर्तन में तेजी आती है; तापमान जितना कम होगा, उतनी अधिक गैस उत्पन्न होगी और बैटरी तरल का चरण परिवर्तन उतना ही धीमा होगा। इसलिए, कम तापमान के तहत बैटरी का आंतरिक सामग्री परिवर्तन अधिक कठोर और जटिल होता है, और बैटरी सामग्री के अंदर गैसों और ठोस पदार्थों को उत्पन्न करना आसान होता है; साथ ही, कम तापमान विनाशकारी प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला को जन्म देगा जैसे कैथोड सामग्री और इलेक्ट्रोलाइट के बीच इंटरफेस पर अपरिवर्तनीय रासायनिक बंधन टूटना; इससे इलेक्ट्रोलाइट स्व-असेंबली और चक्र जीवन में भी कमी आएगी; इलेक्ट्रोलाइट में लिथियम आयन चार्ज स्थानांतरण क्षमता कम हो जाएगी; चार्जिंग और डिस्चार्जिंग प्रक्रिया श्रृंखलाबद्ध प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला का कारण बनेगी जैसे कि लिथियम आयन चार्ज स्थानांतरण, बैटरी क्षमता क्षय और आंतरिक तनाव रिलीज के दौरान ध्रुवीकरण घटना, जो लिथियम आयन बैटरी और अन्य कार्यों के चक्र जीवन और ऊर्जा घनत्व को प्रभावित करती है। कम तापमान पर तापमान जितना कम होगा, बैटरी की सतह पर रेडॉक्स प्रतिक्रिया, थर्मल प्रसार, सेल के अंदर चरण परिवर्तन और यहां तक ​​कि पूर्ण विनाश जैसी विभिन्न विनाशकारी प्रतिक्रियाएं उतनी ही तीव्र और जटिल होंगी, बदले में इलेक्ट्रोलाइट जैसी श्रृंखला प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला शुरू हो जाएगी। स्व-असेंबली, प्रतिक्रिया की गति जितनी धीमी होगी, बैटरी क्षमता का क्षय उतना ही गंभीर होगा, और उच्च तापमान पर लिथियम आयन चार्ज माइग्रेशन क्षमता उतनी ही कम होगी।