Die Hochtemperatur-, Niedertemperaturumgebung (unter 20 ℃) und die langfristige Niedertemperatur-Betriebsumgebung von Lithium-Heimbatterie beeinträchtigt die Leistung der Lithiumbatterie. Niedrige Temperaturen verringern die negative Polarität der Lithiumionen in der Membran, wodurch die Bildung einer reversiblen Lithiumionen-Verbundmembran unmöglich wird. Während des Batteriebetriebs entstehen große Mengen Kristalle, was die elektrochemische Leistung der Batterie verringert. Hohe Temperaturen beschleunigen die Zersetzung des Elektrolyten und führen zur Bildung schädlicher Substanzen (insbesondere Na2SO4), wodurch die Batterieleistung verringert wird. Darüber hinaus führen hohe Temperaturen zur Kristallisation von Materialien, was die Batterieleistung beeinträchtigt und Explosionsgefahr birgt. Bei niedrigen Temperaturen (unter 10 °C) oder nach längerem Gebrauch führen hohe Temperaturen zur Zersetzung des Materials und zur Bildung einer Reihe schädlicher Substanzen. Je höher die Temperatur, desto mehr chemische Reaktionen finden statt. Lithium Powerwall Ionenbatterien enthalten außerdem positive Matrix- und Elektrolytbestandteile, welche die Reaktion von Lithiumionen und Elektrolyt negativ beeinflussen.
1. In der praktischen Anwendung gibt es drei gängige Lithium-Powerwall-Batterie
Derzeit gibt es drei Arten von Lithium-Ionen-Batterien: Festkörperbatterien, wiederaufladbare Lithium-Ionen-Batterien und nicht-Festkörper-Lithium-Ionen-Batterien. Wiederaufladbare Lithium-Ionen-Batterien zeichnen sich durch folgende Eigenschaften aus: hohe Energiedichte, hohe Zyklenzahl und schnelle Ladegeschwindigkeit; bei Normaltemperaturen von -20 °C bis 40 °C einsetzbar; keine Gefahr von unkontrollierter Hitzeentwicklung; thermisches Durchgehen ist leicht zu erkennen und zu reparieren; schnelle Entladespannung und hohe Kapazität. wiederaufladbare Lithiumbatterien Ternäre Lithiumbatterien haben eine höhere Energiedichte und mehr Zyklen als Festkörperbatterien. Sie halten über 100 Zyklen stand und können lange Zeit in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen sowie in extrem kalten Regionen eingesetzt werden. Daher werden ternäre Lithiumbatterien am häufigsten eingesetzt. Mit der steigenden Marktnachfrage rücken ternäre Lithiumbatterien jedoch immer mehr in den Fokus, und ihre Sicherheit ist zu einem der am häufigsten diskutierten Themen geworden.
2. Gründe für Leistungseinbußen von Lithiumbatterie für den Heimgebrauch bei hoher Temperatur
Hohe Temperaturen beschleunigen die Zersetzung des Elektrolyten und führen zur Entstehung schädlicher Substanzen. Da Lithium ein inertes Medium ist, zersetzt sich fester Elektrolyt schneller als fester Elektrolyt. Die Zusammensetzung des Elektrolyten wirkt sich daher nachteilig auf die Kathodenmatrix aus und beschleunigt die Zersetzung von Na₂SO₄. Bei hohen Temperaturen kann Na₂SO₄ nur schwer eine reversible Kompositmembran bilden, was zu einer verminderten Elektrodenleistung führt. Darüber hinaus beeinflusst die Zusammensetzung des Elektrolyten die im Material erzeugten Lithiumkristalle und somit die Wärmeleistung der Batterie. Um zu verhindern, dass sich Na₂SO₄-Kristalle auf der Batterieoberfläche ablagern und deren elektrochemische Funktion beeinträchtigen, sind die Auswahl des Elektrodenmaterials und die Elektrodenbehandlung wichtige Faktoren für die Wärmeleistung der Batterie.
3. Welche Methode wird verwendet, um die Niedertemperaturleistung einer Lithiumbatterie zu verbessern?
Mit der rasanten Entwicklung der Branche für Fahrzeuge mit alternativen Antrieben steigen die Anforderungen an die Leistungsfähigkeit von Batterien bei niedrigen Temperaturen stetig. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Leistungsfähigkeit bei niedrigen Temperaturen zu verbessern: (1) Einsatz von Batterien mit längerer Lebensdauer zur Verlängerung ihrer Lebensdauer; (2) Verwendung von Kathodenmaterialien mit hoher Energiedichte. Beispielsweise können Na2SO4 und MnO, zwei Kathodenmaterialien mit unterschiedlicher Ionenmobilität, Lithiumionen bei niedrigen Temperaturen speichern. Ihre theoretischen spezifischen Kapazitäten betragen 433 mAh/g bzw. 490 mAh/g. Unter dieser Bedingung reduziert sich die Zyklenzahl der Batterie von 420 auf 200, und die Kapazitätserhaltungsrate erhöht sich von 59 % auf 68 %. (3) Einsatz neuer Materialien zur Maximierung der Kältebeständigkeit der P Powerwall-Heimbatterie Die Kathodenmatrix kann mit neuen Materialien wie PI, PET, NCM usw. modifiziert werden.