L'uso delle batterie al litio in ambienti a bassa temperatura della batteria è limitato. Oltre ad un forte calo della capacità di scarica, le batterie al litio non possono essere caricate quando la temperatura della batteria è bassa. Quando la batteria viene caricata a bassa temperatura, l'inclusione di ioni di litio sull'elettrodo di grafite della batteria e la reazione di placcatura al litio esistono simultaneamente e competono tra loro. In condizioni di bassa temperatura della batteria, la diffusione degli ioni di litio nella grafite viene inibita, la conduttività dell'elettrolita diminuisce, con conseguente diminuzione del tasso di intercalazione ed è più facile placcare il litio sulla superficie della grafite. Il motivo principale del declino della durata delle batterie agli ioni di litio se utilizzate a basse temperature è l'aumento della resistenza interna e la perdita di capacità dovuta alla precipitazione degli ioni di litio.

1, l'impatto della bassa temperatura sulla capacità di scarica della batteria
All'aumentare della temperatura, la capacità aumenta gradualmente. La capacità a -20℃ equivale solo a circa il 60% della capacità a 15℃. Oltre alla capacità, con l’aumentare della temperatura diminuisce anche la tensione a circuito aperto della batteria. Sappiamo tutti che l'energia contenuta in una batteria è il prodotto tra la capacità e la tensione ai terminali. Quando entrambi i multipli diminuiscono, l’energia nella batteria deve essere una sovrapposizione degli effetti decrescenti di entrambi. Quando la temperatura della batteria è più bassa, l'attività del materiale dell'elettrodo positivo si riduce, di conseguenza si riduce il numero di ioni di litio che possono muoversi e portare corrente di scarica, che è la causa principale della diminuzione della capacità.
2, l'effetto della bassa temperatura sulla resistenza interna della batteria
In qualsiasi situazione di ricarica, la resistenza interna della batteria aumenterà in modo significativo al diminuire della temperatura. Minore è la carica, maggiore è la resistenza interna, e questo andamento rimane costante con la temperatura. Quando la temperatura della batteria è bassa, la diffusione e la mobilità degli ioni caricati nei materiali positivi e negativi diventano scarse ed è difficile passare attraverso la pellicola di passivazione tra l'elettrodo e l'elettrolita. Anche la velocità di trasferimento nell'elettrolita viene ridotta e durante il processo di trasferimento viene generata una grande quantità di calore aggiuntivo. Dopo che gli ioni di litio raggiungono l'elettrodo negativo, anche la diffusione all'interno del materiale negativo diventa non uniforme. Durante tutto il processo, il movimento degli ioni carichi diventa molto difficile. Dall'esterno significa che la resistenza interna della cella è aumentata.
3, reazione laterale interna della batteria agli ioni di litio a bassa temperatura della batteria

Le prestazioni delle batterie agli ioni di litio verranno notevolmente ridotte a basse temperature della batteria e si verificheranno alcune reazioni collaterali durante la carica e la scarica delle batterie agli ioni di litio. Queste reazioni collaterali sono principalmente reazioni irreversibili tra gli ioni di litio e l'elettrolita, che porteranno a una diminuzione della capacità della batteria al litio e a un ulteriore deterioramento delle prestazioni della batteria. Il consumo di materiale attivo conduttivo porta ad un'attenuazione della capacità. Dato il potenziale degli elettrodi positivo e negativo nella batteria, è più probabile che queste reazioni collaterali si verifichino sul lato negativo che su quello positivo. Poiché il potenziale del materiale dell'elettrodo negativo è molto inferiore a quello del materiale dell'elettrodo positivo, i depositi di reazione laterale di ioni e solventi elettrolitici vengono depositati sulla superficie dell'elettrodo per formare la pellicola SEI. L'impedenza della pellicola SEI è uno dei fattori che causano un sovrapotenziale negativo. Quando la batteria viene ulteriormente sottoposta a cicli e invecchia, l'espansione e la contrazione dell'elettrodo causate dal ciclo continuo porteranno alla rottura della pellicola SEI a causa del continuo inclusione e deinclusione degli ioni di litio sull'elettrodo negativo durante il ciclo continuo. La fessura dopo la rottura del film SEI fornisce un canale di contatto diretto tra l'elettrolita e l'elettrodo, formando così un nuovo film SEI per riempire la fessura e aumentare lo spessore del film SEI

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