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低温锂电池

极端温度条件下锂离子电池的研究进展

钜大LARGE  |  点击量:104次  |  2020年06月04日  

摘要
对能源储存日益增长的需求,不断要求电池能够在各种极端条件下工作。锂离子电池作为新一代储能技术,虽然已经被广泛研究和应用,却几乎只能在室温环境中工作。这主要是因为,高温或低温,都将引起电池性

对能源储存日益上升的需求,不断要求电池能够在各种极端条件下工作。锂离子电池作为新一代储能技术,虽然已经被广泛研究和应用,却几乎只能在室温环境中工作。


这重要是因为,高温或低温,都将引起电池性能降低。尤其是在高温条件下,内部会出现较大的热量浮动,从而引起爆炸等安全事故。


有鉴于此,RiceUniversity的pulickelM。Ajayan等人从锂离子电池的材料角度阐述了近年来极端温度条件下(<20℃或>60℃)的锂离子电池的研究进展。


一、正极材料


正极是锂离子和电子的中转中心,很容易发生相变。另一方面,在深度充电情况下,电极-电解质界面发生的副反应往往会使电极结构变得不稳定。


二、负极材料


负极材料的工作往往依赖于有效的异质结构钝化层,温度升高将使得钝化结构破坏,并引发副反应;而温度降低又将降低锂离子的透过性。


三、电解质


低温条件下,电解质粘度新增,阻碍离子迁移和电极润湿性,降低比率性能;而且,导电性降低将引起电极周围锂离子的消耗。高温条件下,电解质容易发生化学变化,并和带电的电极发生反应。


四、其他材料


除了正极材料、负极材料以及电解质材料之外,锂离子电池中还有一些辅助材料,譬如隔膜、粘结剂以及集流器等等。这些材料虽然几乎不具有电化学活性,很少被研究,但是,它们也是保障电池在极端条件下正常工作的重要因素。


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