નીચા તાપમાન શક્તિ લિથિયમ બેટરી ટેકનોલોજી વિકાસ પ્રગતિ

નીચા તાપમાને તૈયાર લિથિયમ-આયન પાવર બેટરીની તકનીકી અને સામગ્રી કામગીરીની આવશ્યકતાઓ વધુ છે. નીચા તાપમાનના વાતાવરણમાં લિથિયમ-આયન પાવર બેટરીનું ગંભીર પ્રદર્શન અધોગતિ આંતરિક પ્રતિકારના વધારાને કારણે છે, જે ઇલેક્ટ્રોલાઇટ પ્રસરણની મુશ્કેલી અને કોષ ચક્રના જીવનને ટૂંકાવી દે છે. તેથી, તાજેતરના વર્ષોમાં લો ટેમ્પરેચર પાવર બેટરી ટેક્નોલોજી પર સંશોધનમાં થોડી પ્રગતિ થઈ છે. પરંપરાગત ઉચ્ચ-તાપમાન લિથિયમ-આયન બેટરીઓનું ઉચ્ચ-તાપમાન પ્રદર્શન નબળું હોય છે, અને નીચા-તાપમાનની સ્થિતિમાં તેમનું પ્રદર્શન હજુ પણ અસ્થિર છે; નીચા-તાપમાન કોષોની મોટી માત્રા, ઓછી ક્ષમતા અને નબળા નીચા-તાપમાન ચક્ર પ્રદર્શન; ધ્રુવીકરણ ઊંચા તાપમાન કરતાં નીચા તાપમાને નોંધપાત્ર રીતે મજબૂત છે; નીચા તાપમાને ઇલેક્ટ્રોલાઇટની વધેલી સ્નિગ્ધતા ચાર્જ/ડિસ્ચાર્જ ચક્રની સંખ્યામાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે; નીચા તાપમાને કોષોની સલામતી ઘટાડવી અને બેટરી જીવન ઘટાડવું; અને નીચા તાપમાને ઉપયોગમાં ઘટાડો પ્રભાવ. વધુમાં, નીચા તાપમાને બેટરીનું ટૂંકા ચક્ર જીવન અને નીચા-તાપમાન કોષોના સલામતી જોખમોએ પાવર બેટરીની સલામતી માટે નવી આવશ્યકતાઓ આગળ મૂકી છે. તેથી, નીચા-તાપમાન વાતાવરણ માટે સ્થિર, સલામત, વિશ્વસનીય અને લાંબા જીવનની પાવર બેટરી સામગ્રીનો વિકાસ એ નીચા-તાપમાનની લિથિયમ-આયન બેટરી પર સંશોધનનું કેન્દ્ર છે. હાલમાં, ઘણી ઓછી-તાપમાન લિથિયમ-આયન બેટરી સામગ્રીઓ છે: (1) લિથિયમ મેટલ એનોડ સામગ્રી: લિથિયમ મેટલ તેની ઉચ્ચ રાસાયણિક સ્થિરતા, ઉચ્ચ વિદ્યુત વાહકતા અને નીચા-તાપમાન ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ કામગીરીને કારણે ઇલેક્ટ્રિક વાહનોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે; (2) કાર્બન એનોડ સામગ્રીનો વ્યાપકપણે ઇલેક્ટ્રિક વાહનોમાં ઉપયોગ થાય છે કારણ કે તેમની સારી ગરમી પ્રતિકાર, નીચા-તાપમાન ચક્રની કામગીરી, ઓછી વિદ્યુત વાહકતા અને નીચા તાપમાને નીચા તાપમાન ચક્ર જીવનને કારણે; (3) કાર્બન એનોડ સામગ્રીનો વ્યાપકપણે ઇલેક્ટ્રિક વાહનોમાં ઉપયોગ થાય છે કારણ કે તેમની સારી ગરમી પ્રતિકાર, નીચા-તાપમાન ચક્રની કામગીરી, ઓછી વિદ્યુત વાહકતા અને નીચા-તાપમાન ચક્ર જીવનને કારણે. માં; (3) ઓર્ગેનિક ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ નીચા તાપમાને સારી કામગીરી ધરાવે છે; (4) પોલિમર ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ: પોલિમર મોલેક્યુલર સાંકળો પ્રમાણમાં ટૂંકી હોય છે અને ઉચ્ચ સંબંધ ધરાવે છે; (5) અકાર્બનિક સામગ્રી: અકાર્બનિક પોલિમરમાં સારા પ્રદર્શન પરિમાણો (વાહકતા) અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ પ્રવૃત્તિ વચ્ચે સારી સુસંગતતા હોય છે; (6) મેટલ ઓક્સાઇડ ઓછા છે; (7) અકાર્બનિક સામગ્રી: અકાર્બનિક પોલિમર, વગેરે.

લિથિયમ બેટરીનું ચક્ર જીવન મુખ્યત્વે ડિસ્ચાર્જ પ્રક્રિયા પર આધારિત છે, જ્યારે નીચા તાપમાન એ એક પરિબળ છે જે લિથિયમ ઉત્પાદનોના જીવન પર વધુ અસર કરે છે. સામાન્ય રીતે, નીચા તાપમાનના વાતાવરણમાં, બેટરીની સપાટી તબક્કાવાર ફેરફારમાંથી પસાર થાય છે, જેના કારણે સપાટીની રચનાને નુકસાન થાય છે, તેની સાથે ક્ષમતા અને કોષની ક્ષમતામાં ઘટાડો થાય છે. ઉચ્ચ તાપમાનની સ્થિતિમાં, કોષમાં ગેસ ઉત્પન્ન થાય છે, જે થર્મલ પ્રસારને વેગ આપશે; નીચા તાપમાન હેઠળ, સમયસર ગેસ ડિસ્ચાર્જ કરી શકાતો નથી, બેટરી પ્રવાહીના તબક્કામાં ફેરફારને વેગ આપે છે; તાપમાન જેટલું નીચું છે, તેટલો વધુ ગેસ ઉત્પન્ન થાય છે અને બેટરી પ્રવાહીના તબક્કામાં ધીમા ફેરફાર થાય છે. તેથી, નીચા તાપમાનમાં બેટરીની આંતરિક સામગ્રીમાં ફેરફાર વધુ તીવ્ર અને જટિલ છે, અને બેટરી સામગ્રીની અંદર વાયુઓ અને ઘન પદાર્થો ઉત્પન્ન કરવાનું સરળ છે; તે જ સમયે, નીચું તાપમાન કેથોડ સામગ્રી અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ વચ્ચેના ઇન્ટરફેસ પર અફર રાસાયણિક બોન્ડ તૂટવા જેવી વિનાશક પ્રતિક્રિયાઓની શ્રેણી તરફ દોરી જશે; તે ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સેલ્ફ-એસેમ્બલી અને સાયકલ લાઇફમાં પણ ઘટાડો તરફ દોરી જશે; ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં લિથિયમ આયન ચાર્જ ટ્રાન્સફર કરવાની ક્ષમતામાં ઘટાડો થશે; ચાર્જિંગ અને ડિસ્ચાર્જિંગ પ્રક્રિયા શ્રેણીબદ્ધ સાંકળ પ્રતિક્રિયાઓનું કારણ બને છે જેમ કે લિથિયમ આયન ચાર્જ ટ્રાન્સફર દરમિયાન ધ્રુવીકરણની ઘટના, બેટરીની ક્ષમતાનો સડો અને આંતરિક તણાવ મુક્તિ, જે લિથિયમ આયન બેટરીના ચક્ર જીવન અને ઊર્જા ઘનતાને અસર કરે છે અને અન્ય કાર્યો. નીચા તાપમાને તાપમાન જેટલું ઓછું હશે, તેટલી વધુ તીવ્ર અને જટિલ વિવિધ વિનાશક પ્રતિક્રિયાઓ જેમ કે બેટરીની સપાટી પર રેડોક્સ પ્રતિક્રિયા, થર્મલ પ્રસરણ, કોષની અંદર તબક્કામાં ફેરફાર અને સંપૂર્ણ વિનાશ પણ બદલામાં ઇલેક્ટ્રોલાઇટ જેવી સાંકળ પ્રતિક્રિયાઓની શ્રેણીને ટ્રિગર કરશે. સ્વ-એસેમ્બલી, પ્રતિક્રિયાની ગતિ જેટલી ધીમી, બેટરીની ક્ષમતાનો ક્ષય વધુ ગંભીર અને ઊંચા તાપમાને લિથિયમ આયન ચાર્જ સ્થળાંતર ક્ષમતા નબળી.