Erkundung von Batterien bei niedrigen Temperaturen im Winter

Einleitung: Niedrige Temperaturen sind ein Hindernis für die Förderung von Elektrofahrzeugen in den nördlichen und kalten Regionen Chinas und auch ein Problem für Energiebatterieunternehmen. Es war eine der Hauptanstrengungen in der Industrie, das Problem der Niedertemperaturbeständigkeit von Leistungsbatterien zu überwinden.

Im Winter wickeln Menschen, die sich "gefrorene Hunde" nennen, ihre Mäntel ein und versuchen, die winterliche Hitze im Auge zu behalten. Und das Peinlichste ist, dass, wenn Sie Ihr Auto wie die Alten fahren wollen, das Elektroauto "zuschlägt"! Im Winter sehnen sich power-batterien so sehr nach Wärme, wie Menschen einen Ofen im Schnee heizen möchten.

Niedrige Temperaturen sind ein Hindernis für die Förderung von Elektrofahrzeugen in den nördlichen und kalten Regionen Chinas und ein wunder Punkt für Energiebatterieunternehmen. Es war eine der Hauptanstrengungen in der Industrie, das Problem der Niedertemperaturbeständigkeit von Leistungsbatterien zu überwinden.

Mikroskopisch der Einfluss niedriger Temperatur auf die Leistungsbatterie

Warum fallen im Winter viele Akkus aus? Was ist bei niedrigen Temperaturen im Inneren los?

Nehmen Sie als Beispiel die Lithium-Eisenphosphat-Batterie, die in Elektrobussen am häufigsten verwendete Batterie. Dieser Batterietyp hat eine hohe Sicherheit und eine lange Lebensdauer, aber seine Niedertemperaturleistung ist etwas schlechter als die von Batterien in anderen technischen Systemen. Niedrige Temperaturen wirken sich auf Anode und Kathode, Elektrolyt und Klebstoff von Lithiumeisenphosphat aus. Beispielsweise weist die positive Elektrode aus Lithiumeisenphosphat selbst eine schlechte elektrische Leitfähigkeit auf und neigt dazu, bei niedriger Temperatur eine Polarisation zu erzeugen, wodurch die Batteriekapazität verringert wird. Aufgrund des Einflusses der niedrigen Temperatur nimmt die Geschwindigkeit des mit Lithium eingelegten Graphits ab und Lithiummetall kann leicht auf der Oberfläche der negativen Elektrode ausfallen. Wenn Lithiummetall aufgrund unzureichender Haltbarkeit nach dem Laden verwendet wird, kann Lithiummetall nicht wieder in den Graphit eingebettet werden. Auf der Oberfläche der negativen Elektrode befindet sich etwas Lithiummetall, das wahrscheinlich Lithiumdendriten bildet und die Batteriesicherheit beeinträchtigt. Bei niedriger Temperatur nimmt die Viskosität des Elektrolyten zu und die Migrationsimpedanz des Lithiumions nimmt ebenfalls zu. Darüber hinaus ist bei der Herstellung von Lithiumeisenphosphat der Klebstoff ebenfalls ein sehr wichtiger Faktor, da eine niedrige Temperatur die Klebstoffleistung ebenfalls stärker beeinflusst.

Ein weiteres Problem, das durch niedrige Temperaturen verursacht wird, ist die Verlängerung der Ladezeit. Bei niedriger Temperatur ist der Akku leicht zu lithiumieren, sodass der Akku vor dem Laden im Allgemeinen langsam erwärmt werden kann, z. B. wenn die Akkutemperatur vor dem Laden auf die normale Temperatur erhöht wird.

Mehrdimensionale Lösung für Niedertemperaturprobleme

Um das Problem der Niedertemperaturbeständigkeit von Batterien zu lösen, gehen wir normalerweise von den drei Aspekten Batteriematerialien, Zellendesign und PACK-Herstellung aus, um die Lade- und Entladeleistung bei niedrigen Temperaturen und die Lebensdauer von lithium-ionen-batterien zu verbessern. Miao lixiao, General Manager der Forschungs- und Entwicklungsabteilung von sun ton new energy, stellte die Niedertemperatur-Widerstandslösung von Power Battery to Battery China vor.

Gegenwärtig sind die gängigen Anodenmaterialien von Autobatterien ternäres und Lithiumeisenphosphat, das den Migrationsweg von Lithiumionen durch Verringerung der Partikelgröße und der Nanotechnologie verkürzen kann. Lithiumeisenphosphat kann mit La (dem Elementsymbol von Lanthan) und Mg dotiert werden, um die c-Achse zu vergrößern, den Schichtabstand zu ändern und den Lithiumionen-Übertragungskanal zu vergrößern. Die Gleitfläche ist mit drei Yuan LBO - S-Schnellionenleitern beschichtet (auch als Superionenleiter bekannt, manchmal auch als Festelektrolyt bezeichnet). Sie unterscheidet sich von den allgemeinen grundlegenden Eigenschaften von Ionenleitern, die in einem bestimmten Temperaturbereich im Vergleich zu Flüssigelektrolyten von haben können Ionenleitfähigkeit), um die Bildung von SEI zu verringern, kann die Lithiumionenübertragung direkt durch den schnellen Ionenleiter in die Materialontologie hinein und aus dieser heraus erfolgen.

Bei Anodenmaterialien können vorhandene Graphitanodenmaterialien den Abstand zwischen Graphitschichten durch Beschichten, Oberflächenoxidation, Dotieren oder Beschichten anderer Elemente vergrößern, um die Auflösungsgeschwindigkeit von Lithiumionen auf der Oberfläche der Anode zu beschleunigen und die Geschwindigkeit von Lithiumionen zu verbessern eingebettet in die Graphitanode. Miao sagte, dass die Entwicklung von Lithiumlegierungen, Anoden auf Zinnbasis und anderen neuen Anodenmaterialien die Niedertemperaturleistung von Lithiumionenbatterien erheblich verbessern kann.

Der Elektrolyt wird hauptsächlich in drei Teile in Lithiumsalze, Lösungsmittel und Additive unterteilt. Was Lithium betrifft, kann Borat zugesetzt werden, um einen stabilen SEI-Film auf der Oberfläche des Materials zu bilden und die Diffusion von Lithiumionen zu erleichtern. In Bezug auf die Lösungsmittel kann ein angemessener Anteil konfiguriert werden, um die Niedertemperaturleistung der Elektrolytlösungsmittel zu verbessern; Bei Additiven hat sich durch Hinzufügen verschiedener Additive die Leistung der Batterie bei niedrigen Temperaturen unterschiedlich verbessert. Es versteht sich, dass Thornton New Energy ein spezielles Team hat, das sich auf die Entwicklung der Elektrolytformel konzentriert, um das Problem der Niedertemperaturbeständigkeit von Leistungsbatterien zu lösen. Gegenwärtig hat sich die ternäre Lithiumbatterie-Forschung von Thornton und die Entwicklung neuer Energie, die Leistung bei niedrigen Temperaturen, stark verbessert. Die Batterien können 20 ° C unter Null liegen, um die elektrische Umgebung zu verteilen.

Darüber hinaus kann eine Batterie mit großer Energie eine Umgebung von - 20 bis 60 ° C haben und benötigt keine Heiz- und Kühlsysteme. Shandong Power ist ein Spezialist für militärische Forschung und Entwicklung von Lithium-Eisenphosphat-Batterien bei niedrigen Temperaturen, Produktion von High-Tech-Unternehmen, mit der chinesischen Akademie der Wissenschaften (htma kooperative Forschung und Entwicklung, Produktion von Lithium-Eisenphosphat-Batterien erzielen bahnbrechende Leistung unter niedrige Temperatur und bei niedrigen Temperaturen bis 40 ° C, um mehr als 90% der Nennkapazität zu emittieren.

Die Förderung neuer Energiefahrzeuge ist nicht nur eine Herausforderung, sondern auch eine Chance

Als eine Art von Lithiumbatterie weist die Lithiumtitanatbatterie eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen niedrige Temperaturen auf. Das Lithiumtitanat-Anodenmaterial mit Spinellstruktur hat ein Lithiumpotential von etwa 1,5 V, und es werden keine Lithiumdendriten gebildet. Die Volumenbelastung beim Laden und Entladen beträgt weniger als 1%. Lithiumtitanat-Akkus in Nanogröße können mit großem Strom geladen und entladen werden. Dies ermöglicht ein schnelles Laden bei niedriger Temperatur und garantiert gleichzeitig die Haltbarkeit und Sicherheit des Akkus.

Am 28. November 2017, in dieser kalten und eiskalten Jahreszeit, wurde der von Yinlong New Energy produzierte reine Elektrobus in der nördlichen Stadt Tianjin offiziell in Betrieb genommen, was erneut die hervorragende Niedertemperaturbeständigkeit von Yinlong New Energy Lithium demonstrierte Titanat-Batterie. Die wichtigste neue Energie der Lithiumtitanat-Batterie aus Silber. Ihre Produkte haben einen Temperaturbereich von - 50 bis 60 ° C der normalen Lade- und Entladekapazität. Die Busproduktion des Unternehmens wurde in Harbin, Yinchuan, Tianjin, Shijiazhuang, Baoding, Handan usw. durchgeführt In mehr als 40 Städten im ganzen Land wird der kommerzialisierte Betrieb umgesetzt. Die Niedertemperaturbeständigkeit ist gut. Die Lithiumtitanat-Batterie mit ihrer hervorragenden Niedertemperaturbeständigkeit ist zu einem Pionier bei der Förderung neuer Energiefahrzeuge in kalten Gebieten Chinas geworden. Yinlong neue Energie ist der Funke für Lithium-Titanat-Batterien, um auf einen breiteren Markt zu gelangen.

Am 31. Juli 2017 wurden bei der Eröffnungsfeier der Elektrobusse im Bezirk Yanqing, Peking, 50 reine Elektrobusse, die mit einem schnell wiederaufladbaren Mikromakro-Batteriesystem ausgestattet waren, an die Pekinger Busgruppe geliefert und in Betrieb genommen. Die diesmal gelieferten 50 reinen Elektrobusse sind mit schnell wiederaufladbaren Batterien ausgestattet, die mit Mikromakroenergie hergestellt werden und sich durch hohe Energiedichte und größere Reichweite auszeichnen. Zu diesem Zeitpunkt war auf dem Pekinger Markt eine Mikro-Makro-Energie, die mehr als tausend verschiedene Busmodelle unterstützte. Am 19. September 2017 wurden in Baotou, Innere Mongolei, offiziell 70 12-Meter-Gas-Elektro-Hybridbusse mit Mikro-Makro-MpCO-Lithiumbatterien auf den Markt gebracht. Die niedrigste Temperatur der Region unter 30 ° C, die höchste Temperatur kann 39 ° C erreichen. Baotou wählt ein Mikro-Makro-Schnellladebatteriesystem. Es betrachtet eine Mikro-Makro-Schnellladebatterie als eine gute Anpassungsfähigkeit an die Umwelt. Mikro-Makro-Stromversorgung für kalte Bereiche des Busmarktes in vollem Gange, ist es auch die Industrie, die Niedertemperatur-Technologie der Leistungsbatterie als typischen Vertreter zu erforschen.

Die Lösung des Problems der Niedertemperaturbeständigkeit erfordert noch technischen Antrieb

Es gibt viele Lösungen für das Niedertemperaturproblem von Akkus. Beispielsweise wird die sogenannte "Allwetterbatterie", bei der Heizplatten zwischen dem positiven und dem negativen Pol hinzugefügt werden, durch den Schaltungsschalter gesteuert, um die Erwärmung der Batterie zu realisieren. Der Wirkungsgrad dieser Innenheizung ist viel höher als der der Außenheizung und der Energieverbrauch ist geringer. Allwetterbatterien haben sich in Bezug auf Batterielebensdauer, Ladezeit und Lebensdauer erheblich verbessert.

Von der Mikroebene, um das Problem der Niedertemperaturbeständigkeit von Leistungsbatterien zu lösen, wie von den Batteriematerialien, um das Problem der Niedertemperaturbeständigkeit zu überwinden, muss man sich immer noch auf technologischen Antrieb verlassen, um die Batterie "Angst" vor Niedertemperatur zu ergreifen, die Abhilfe schaffen, um gründlicher zu lösen.

Gegenwärtig weisen viele ternäre Lithiumbatterien auch die Eigenschaften einer niedrigen Temperaturbeständigkeit auf. Die Lithiumtitanatbatterie ist führend bei der Leistung bei niedrigen Temperaturen. Ein bei der Förderung von Elektrofahrzeugen bestehender Engpass bei niedrigen Temperaturen wird schrittweise behoben.

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