ដំណើរការសីតុណ្ហភាពទាបនៃថ្មលីចូម

នៅក្នុងបរិយាកាសសីតុណ្ហភាពទាប ដំណើរការថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុងគឺមិនល្អទេ។ នៅពេលដែលអាគុយលីចូម-អ៊ីយ៉ុងដែលប្រើជាទូទៅដំណើរការនៅ -10 ° C សមត្ថភាពសាក និងការបញ្ចេញអតិបរមារបស់ពួកគេ និងវ៉ុលស្ថានីយនឹងត្រូវបានកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំងបើធៀបនឹងសីតុណ្ហភាពធម្មតា [6] នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពបញ្ចេញធ្លាក់ចុះដល់ -20 ° C សមត្ថភាពដែលមាននឹង សូម្បីតែត្រូវបានកាត់បន្ថយមកត្រឹម 1/3 នៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ 25 ° C នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពបញ្ចេញគឺទាបជាង ថ្មលីចូមមួយចំនួនមិនអាចសូម្បីតែបញ្ចូលថ្ម និងបញ្ចេញសកម្មភាពដោយចូលទៅក្នុងស្ថានភាព "ថ្មងាប់"។

1, លក្ខណៈនៃថ្ម lithium-ion នៅសីតុណ្ហភាពទាប
(1) ម៉ាក្រូស្កូប
ការផ្លាស់ប្តូរលក្ខណៈនៃថ្មលីចូម - អ៊ីយ៉ុងនៅសីតុណ្ហភាពទាបមានដូចខាងក្រោម: ជាមួយនឹងការថយចុះជាបន្តបន្ទាប់នៃសីតុណ្ហភាពភាពធន់ទ្រាំអូមិចនិងភាពធន់ទ្រាំប៉ូឡារីសកើនឡើងក្នុងដឺក្រេខុសៗគ្នា។ វ៉ុលបញ្ចេញនៃថ្មលីចូម - អ៊ីយ៉ុងគឺទាបជាងសីតុណ្ហភាពធម្មតា។ នៅពេលសាកថ្ម និងបញ្ចោញនៅសីតុណ្ហភាពទាប វ៉ុលប្រតិបត្តិការរបស់វាកើនឡើង ឬធ្លាក់ចុះលឿនជាងនៅសីតុណ្ហភាពធម្មតា ដែលបណ្តាលឱ្យមានការថយចុះគួរឱ្យកត់សម្គាល់នូវសមត្ថភាពប្រើប្រាស់អតិបរមា និងថាមពលរបស់វា។

(2) មីក្រូទស្សន៍
ការផ្លាស់ប្តូរដំណើរការនៃថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុងនៅសីតុណ្ហភាពទាបគឺបណ្តាលមកពីឥទ្ធិពលនៃកត្តាសំខាន់ៗដូចខាងក្រោម។ នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពព័ទ្ធជុំវិញទាបជាង -20 ℃ អេឡិចត្រូលីតរាវនឹងរឹង viscosity របស់វាកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំង ហើយចរន្តអ៊ីយ៉ុងរបស់វាថយចុះ។ ការសាយភាយអ៊ីយ៉ុងលីចូមនៅក្នុងសមា្ភារៈអេឡិចត្រូតវិជ្ជមាននិងអវិជ្ជមានគឺយឺត; លីចូមអ៊ីយ៉ុងពិបាករំលាយ ហើយការបញ្ជូនរបស់វានៅក្នុងខ្សែភាពយន្ត SEI គឺយឺត ហើយការបញ្ជូនបន្ទុកកើនឡើង។ បញ្ហា lithium dendrite គឺលេចធ្លោជាពិសេសនៅសីតុណ្ហភាពទាប។

2, ដើម្បីដោះស្រាយដំណើរការសីតុណ្ហភាពទាបនៃថ្មលីចូមអ៊ីយ៉ុង
រចនាប្រព័ន្ធរាវអេឡិចត្រូលីតថ្មី ដើម្បីបំពេញបរិយាកាសសីតុណ្ហភាពទាប។ ធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវរចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូតវិជ្ជមាននិងអវិជ្ជមានដើម្បីបង្កើនល្បឿននៃការបញ្ជូននិងកាត់បន្ថយចម្ងាយបញ្ជូន; គ្រប់គ្រងចំណុចប្រទាក់អេឡិចត្រូលីតរឹងវិជ្ជមាន និងអវិជ្ជមាន ដើម្បីកាត់បន្ថយឧបសគ្គ។

(1) សារធាតុបន្ថែមអេឡិចត្រូលីត
ជាទូទៅ ការប្រើប្រាស់សារធាតុបន្ថែមមុខងារ គឺជាមធ្យោបាយដ៏មានប្រសិទ្ធភាព និងសន្សំសំចៃបំផុតមួយ ដើម្បីកែលម្អដំណើរការសីតុណ្ហភាពទាបនៃថ្ម និងជួយបង្កើតជាខ្សែភាពយន្ត SEI ដ៏ល្អ។ នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ ប្រភេទសារធាតុបន្ថែមសំខាន់ៗគឺសារធាតុបន្ថែមដែលមានមូលដ្ឋានលើ isocyanate សារធាតុបន្ថែមដែលមានមូលដ្ឋានលើស្ពាន់ធ័រ សារធាតុបន្ថែមរាវអ៊ីយ៉ុង និងសារធាតុបន្ថែមអំបិលលីចូមអសរីរាង្គ។

ឧទាហរណ៍ សារធាតុបន្ថែមដែលមានមូលដ្ឋានលើ dimethyl sulfite (DMS) ជាមួយនឹងសកម្មភាពកាត់បន្ថយសមស្រប ហើយដោយសារតែផលិតផលកាត់បន្ថយរបស់វា និងការផ្សារភ្ជាប់អ៊ីយ៉ុងលីចូមគឺខ្សោយជាង vinyl sulfate (DTD) ការបន្ថយការប្រើប្រាស់សារធាតុបន្ថែមសរីរាង្គនឹងបង្កើនភាពធន់នៃចំណុចប្រទាក់ ដើម្បីបង្កើត ស្ថេរភាពនិងចរន្តអ៊ីយ៉ុងកាន់តែប្រសើរឡើងនៃខ្សែភាពយន្តចំណុចប្រទាក់អេឡិចត្រូតអវិជ្ជមាន។ អេស្ទ័រស៊ុលហ្វីតដែលតំណាងដោយឌីមេទីលស៊ុលហ្វីត (DMS) មានជួរសីតុណ្ហភាពប្រតិបត្តិការដ៏ធំទូលាយ និងថេរ។

(2) សារធាតុរំលាយនៃអេឡិចត្រូលីត
អេឡិចត្រូលីតថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុងប្រពៃណីគឺដើម្បីរំលាយ 1 mol នៃ lithium hexafluorophosphate (LiPF6) ទៅជាសារធាតុរំលាយចម្រុះដូចជា EC, PC, VC, DMC, methyl ethyl carbonate (EMC) ឬ diethyl carbonate (DEC) ដែលសមាសធាតុនៃ សារធាតុរំលាយ ចំណុចរលាយ ថេរ dielectric viscosity និងភាពឆបគ្នាជាមួយអំបិលលីចូមនឹងប៉ះពាល់យ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរដល់សីតុណ្ហភាពប្រតិបត្តិការរបស់ថ្ម។ នាពេលបច្ចុប្បន្ន អេឡិចត្រូលីតពាណិជ្ជកម្មមានភាពងាយស្រួលក្នុងការរឹងនៅពេលអនុវត្តទៅបរិយាកាសសីតុណ្ហភាពទាបនៃ -20 ℃ និងខាងក្រោម ថេរ dielectric ទាបធ្វើឱ្យអំបិលលីចូមពិបាកក្នុងការបំបែក ហើយ viscosity ខ្ពស់ពេកធ្វើឱ្យធន់ទ្រាំខាងក្នុងរបស់ថ្ម និងទាប។ វេទិកាវ៉ុល។ អាគុយលីចូម-អ៊ីយ៉ុងអាចដំណើរការសីតុណ្ហភាពទាបបានប្រសើរជាងមុន ដោយបង្កើនប្រសិទ្ធភាពសមាមាត្រសារធាតុរំលាយដែលមានស្រាប់ ដូចជាការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពរូបមន្តអេឡិចត្រូលីត (EC:PC:EMC=1:2:7) ដូច្នេះ អេឡិចត្រូតអវិជ្ជមាន TiO2(B)/ graphene មាន A សមត្ថភាព ~ 240 mA h g-1 នៅ -20 ℃ និង 0.1 A g-1 ដង់ស៊ីតេបច្ចុប្បន្ន។ ឬបង្កើតសារធាតុរំលាយអេឡិចត្រូលីតសីតុណ្ហភាពទាបថ្មី។ ដំណើរការខ្សោយនៃថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុងនៅសីតុណ្ហភាពទាបគឺទាក់ទងជាចម្បងទៅនឹងការរលាយយឺតនៃ Li+ កំឡុងពេលដំណើរការនៃការបង្កប់ Li+ នៅក្នុងសម្ភារៈអេឡិចត្រូត។ សារធាតុដែលមានថាមពលភ្ជាប់ទាបរវាង Li+ និងម៉ូលេគុលសារធាតុរំលាយដូចជា 1, 3-dioxopentylene (DIOX) អាចត្រូវបានជ្រើសរើស ហើយលីចូមទីតានតណាណូមាត្រដ្ឋានត្រូវបានប្រើជាសម្ភារៈអេឡិចត្រូតដើម្បីប្រមូលផ្តុំការធ្វើតេស្តថ្មដើម្បីទូទាត់សងសម្រាប់មេគុណនៃការសាយភាយកាត់បន្ថយ។ សម្ភារៈអេឡិចត្រូតនៅសីតុណ្ហភាពទាបបំផុត ដើម្បីសម្រេចបាននូវដំណើរការសីតុណ្ហភាពទាបកាន់តែប្រសើរ។

(3) អំបិលលីចូម
នាពេលបច្ចុប្បន្ន អ៊ីយ៉ុង LiPF6 ពាណិជ្ជកម្មមានចរន្តអគ្គិសនីខ្ពស់ តម្រូវការសំណើមខ្ពស់ក្នុងបរិស្ថាន ស្ថេរភាពកម្ដៅមិនល្អ និងឧស្ម័នអាក្រក់ដូចជា HF នៅក្នុងប្រតិកម្មទឹកងាយបង្កគ្រោះថ្នាក់ដល់សុវត្ថិភាព។ ខ្សែភាពយន្តអេឡិចត្រូលីតរឹងដែលផលិតដោយ lithium difluoroxalate borate (LiODFB) មានស្ថេរភាពគ្រប់គ្រាន់ និងមានដំណើរការសីតុណ្ហភាពទាបប្រសើរជាងមុន និងដំណើរការអត្រាខ្ពស់ជាង។ នេះគឺដោយសារតែ LiODFB មានគុណសម្បត្តិនៃ lithium dioxalate borate (LiBOB) និង LiBF4 ។

3. សង្ខេប
ដំណើរការសីតុណ្ហភាពទាបនៃថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុង នឹងត្រូវបានប៉ះពាល់ដោយទិដ្ឋភាពជាច្រើនដូចជា សម្ភារៈអេឡិចត្រូត និងអេឡិចត្រូលីត។ ការកែលម្អយ៉ាងទូលំទូលាយពីទស្សនៈជាច្រើនដូចជា សម្ភារៈអេឡិចត្រូត និងអេឡិចត្រូលីតអាចលើកកម្ពស់ការអនុវត្ត និងការអភិវឌ្ឍនៃថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុង ហើយការរំពឹងទុកនៃការប្រើប្រាស់អាគុយលីចូមគឺល្អ ប៉ុន្តែបច្ចេកវិទ្យាចាំបាច់ត្រូវបង្កើត និងធ្វើឱ្យល្អឥតខ្ចោះក្នុងការស្រាវជ្រាវបន្ថែម។