قدمت شركة EverExceed مؤخرًا تقنية جديدة لدرجات الحرارة المنخفضة
بطارية ليثيوم فوسفات الحديد
، والتي يُمكن شحنها حتى في درجات حرارة أقل من 0 درجة مئوية وفي درجات حرارة سالبة. في سلسلة من خمس مقالات تقنية، سنشرح بالتفصيل تفاصيل هذه التقنية الثورية. سنتحدث في هذه المقالة عن "مبدأ" بطارية الليثيوم بتقنية درجات الحرارة المنخفضة.
مبادئ:
يشتكي المستخدمون دائمًا من ضعف أداء بطاريات الليثيوم في درجات الحرارة المنخفضة. ويمكن تفسير ضعف أداء بطاريات الليثيوم في درجات الحرارة المنخفضة من جانبين: مادي وكهروكيميائي. دعونا نتناول هذا التفسير من منظور المواد.
بالنسبة للإلكتروليتات، المكونات الرئيسية للمذيبات هي الإسترات الحلقية والإسترات السلسلية. من السمات المشتركة لهذه المذيبات أن سيولة الإلكتروليتات تصبح ضعيفة عند درجات الحرارة المنخفضة، وبعضها يتصلب جزئيًا عند درجات حرارة تتراوح بين -30 و-40 درجة مئوية. بهذه الطريقة، تتباطأ سرعة توصيل الليثيوم في الإلكتروليت عند درجات الحرارة المنخفضة، مما يقلل من أداء الشحن والتفريغ في درجات الحرارة المنخفضة للبطارية. يوضح الشكل أدناه درجات انصهار المذيبات الشائعة الاستخدام في الإلكتروليتات. المذيب ذو درجة الانصهار المنخفضة أكثر ملاءمة للاستخدام في درجات الحرارة المنخفضة.
بالنسبة لمواد الأقطاب الموجبة والسالبة، فإن عملية تفريغ بطارية الليثيوم هي عملية إدخال أيونات الليثيوم من القطب السالب إلى القطب الموجب. عند تفريغ البطارية عند درجة حرارة منخفضة، تزداد معاوقة أيونات الليثيوم من القطب السالب إلى القطب الموجب، مما يزيد من مقاومة التفاعل بأكمله.
عند الشحن عند درجة حرارة منخفضة، يميل الأنود بشكل واضح إلى الحفاظ على حالته الأصلية، مما يجعل من الصعب تضمين أيون الليثيوم.
بأخذ التفريغ كمثال، أوضح فصل الأداء أن جهد التفريغ في درجات الحرارة المنخفضة سيكون أقل بكثير من جهد التفريغ في درجات الحرارة العادية. ما هو المبدأ الكهروكيميائي لهذه الظاهرة؟ الإجابة هي زيادة "استقطاب" البطارية عند درجات الحرارة المنخفضة. يشير الاستقطاب في البطارية إلى الفرق بين البطارية وحالة توازنها (عند الاستخدام) أثناء عملية الشحن والتفريغ. يؤدي الشحن والتفريغ اليومي إلى استقطاب البطارية. إحدى نتائج الاستقطاب هي إنتاج جهد مختلف عن حالة التوازن. على سبيل المثال، بالنسبة لبطارية ذات جهد توازن 3.9 فولت، سينخفض جهد التفريغ عند 0.5 درجة مئوية في درجة حرارة الغرفة فورًا إلى حوالي 3.8 فولت، وينخفض جهد التفريغ عند 0.5 درجة مئوية في درجة حرارة منخفضة فورًا إلى حوالي 3.7 فولت. الفرقان المقابلان في الجهد (3.9 فولت - 3.8 فولت في درجة حرارة الغرفة و 3.9 فولت - 3.7 فولت في درجة حرارة منخفضة) هما نتيجة الاستقطاب، واسم فرق الضغط هو الجهد الزائد.
تتكون الاستقطابات في البطارية من الاستقطاب الكهروكيميائي واستقطاب التركيز.
حسناً، هذا كل ما في هذه المقالة. أخيراً، دعونا نلخص: من الناحية المادية، تتمثل الأسباب الرئيسية لضعف أداء بطارية أيون الليثيوم في درجات الحرارة المنخفضة في انخفاض الموصلية الأيونية للإلكتروليت، وزيادة معاوقة أيون الليثيوم في الأقطاب الموجبة والسالبة. أما من الناحية الكهروكيميائية، فيتمثل ذلك في زيادة استقطاب الخلية في درجات الحرارة المنخفضة، والذي ينقسم إلى قسمين: الاستقطاب الكهروكيميائي واستقطاب التركيز.
خاتمة:
لتتناسب مع متطلبات البلدان الباردة حيث تحتاج إلى موثوقية
حلول تخزين الطاقة
في التطبيقات الخارجية، عمل مهندسو البحث والتطوير في EverExceed لفترة طويلة لإيجاد حل مناسب، ومن هنا جاءت التكنولوجيا الجديدة. لذا، لاختيار حلول تخزين الطاقة في درجات الحرارة الباردة، اختر EverExceed لتكون علامتك التجارية الموثوقة تمامًا.