リチウムイオン電池は、長寿命、大きな比容量、メモリー効果がないなどの利点から、市場登場以来広く使用されています。リチウムイオン電池の低温使用には、低容量、重大な減衰、サイクルレート性能の低下、明らかなリチウムの進化、不均衡なリチウムの脱離などの問題があります。しかし、応用分野の継続的な拡大に伴い、リチウムイオン電池の低温性能によってもたらされる制限がますます明らかになってきました。
報告によると、-20℃におけるリチウムイオン電池の放電容量は、室温における放電容量の約31.5％にすぎません。従来のリチウムイオン電池の動作温度は -20 ～ +60°C です。しかし、航空宇宙、軍事産業、電気自動車の分野では、バッテリーは-40℃でも正常に動作することが求められます。したがって、リチウムイオン電池の低温特性を向上させることは非常に重要です。
リチウムイオン電池の低温性能を制限する要因:
1. 低温環境では、電解液の粘度が増加したり、部分的に凝固したりして、リチウムイオン電池の導電率が低下します。
2. 低温環境下では電解液、負極、隔膜との相性が悪くなります。
3. 低温環境では、リチウムイオン電池の負極が激しく析出し、析出した金属リチウムが電解質と反応し、生成物の析出により固体電解質界面（SEI）の厚さが増加します。
4. 低温環境下では、リチウムイオン電池の活物質中の拡散系が減少し、電荷移動抵抗（Rct）が大幅に増加します。
リチウムイオン電池の低温性能に影響を与える要因についての考察:
専門家の意見 1: 電解液はリチウムイオン電池の低温性能に最も大きな影響を及ぼし、電解液の組成と物理的および化学的特性は電池の低温性能に重要な影響を与えます。低温でのバッテリーサイクルが直面する問題は、電解液の粘度が上昇し、イオン伝導速度が低下し、その結果、外部回路の電子移動速度に不一致が生じることです。そのため、バッテリーの分極が激しくなり、充放電容量が急激に低下します。特に低温で充電すると、リチウムイオンが負極表面にリチウム樹枝状結晶を形成しやすくなり、電池の故障の原因となります。
電解液の低温性能は、電解液自体の導電率と密接に関係しています。電解質の高い導電性によりイオンがより速く輸送され、低温でより多くの容量を発揮できます。電解質中のリチウム塩の解離が多いほど、移動回数が多くなり、導電率が高くなります。電気伝導度が高いほど、イオン伝導度が速くなり、分極が小さくなり、低温でのバッテリーの性能が向上します。したがって、リチウムイオン電池の良好な低温性能を実現するには、より高い導電率が必要条件となります。
電解質の導電率は電解質の組成に関係しており、溶媒の粘度を下げることは電解質の導電率を向上させる方法の 1 つです。低温での溶媒の良好な流動性はイオン輸送を保証し、低温で負極上の電解質によって形成される固体電解質膜もリチウムイオン伝導に影響を与える鍵であり、RSEIはリチウムの主なインピーダンスです低温環境でのイオン電池の使用。
専門家の意見 2: リチウムイオン電池の低温性能を制限する主な要因は、SEI フィルムではなく、低温での Li+ 拡散抵抗の急激な増加です。
では、冬にリチウム電池を正しく扱うにはどうすればよいでしょうか?
1. リチウム電池を低温環境で使用しないでください。
温度はリチウム電池に大きな影響を与えます。温度が低くなるとリチウム電池の活性が低下し、充放電効率の大幅な低下に直結します。一般的に、リチウム電池の動作温度は-20度から-60度の間です。
気温が0℃以下の場合、屋外での充電はご遠慮ください。充電しても充電できません。屋内に持ち込んで充電することも可能です（可燃物には絶対に近づけないでください！！！） ）、温度が-20℃より低い場合、バッテリーは自動的に休止状態に入り、正常に使用できなくなります。そのため、北は特に寒い場所のユーザーです。
本当に屋内での充電条件がない場合は、バッテリー放電時の余熱を最大限に利用し、駐車後すぐに太陽の下で充電して、充電容量を増やし、リチウムの発生を回避する必要があります。
2. 使用と充電の習慣を身につける
冬にはバッテリー残量が低すぎるため、適時に充電し、使用したらすぐに充電する習慣を身に付ける必要があります。通常のバッテリー寿命に基づいて冬場のバッテリー電力を決して見積もらないように注意してください。
冬場はリチウム電池の活性が低下し、過放電や過充電を引き起こしやすく、電池の寿命に影響を与え、最悪の場合は発火事故を引き起こす可能性があります。したがって、冬には浅い放電と浅い充電での充電にさらに注意する必要があります。特に、過充電を避けるために、常に充電する方法で車両を長時間駐車しないように注意してください。
3. 充電中は離れないでください。長時間充電しないでください。
便宜上、車両を充電状態で長時間放置せず、完全に充電された状態で取り出してください。冬には、充電環境は0℃を下回ってはならず、充電するときは、緊急事態を防ぐためにあまり離れすぎず、時間内に対処してください。
4. 充電時にはリチウム電池専用の充電器を使用してください。
市場には粗悪な充電器が大量に氾濫しています。品質の悪い充電器を使用すると、バッテリーが損傷したり、火災を引き起こす可能性があります。保証のない安い製品を欲張って購入したり、鉛蓄電池充電器を使用したりしないでください。充電器が正常に使用できない場合は、すぐに使用を中止し、紛失しないようにしてください。
5. バッテリーの寿命に注意し、適時に新しいものと交換してください。
リチウム電池には寿命があります。仕様やモデルが異なると、バッテリー寿命も異なります。毎日の不適切な使用に加えて、バッテリーの寿命は数か月から 3 年まで変化します。車の電源が切れている場合、またはバッテリー寿命が異常に短い場合は、すぐにご連絡ください。リチウムバッテリーのメンテナンス担当者が対応します。
6. 冬を乗り切るために余剰電力を残しておく
来年の春に車両を正常に使用できるように、バッテリーを長期間使用しない場合は、必ずバッテリーの 50% ～ 80% を充電し、バッテリーを車両から取り外して保管し、定期的に充電してください。月に1回くらい。注: バッテリーは乾燥した環境に保管する必要があります。
7. バッテリーを正しく取り付けます
バッテリーを水に浸したり、湿らせたりしないでください。バッテリーを 7 層以上重ねたり、バッテリーを裏返したりしないでください。
投稿時間: 2021 年 12 月 24 日