低温発電用リチウム電池技術開発の進捗

低温で製造されるリチウムイオン電池の技術的および材料的性能要件は高いです。低温環境におけるリチウムイオン電池の性能の深刻な低下は、内部抵抗の増加が原因であり、これにより電解液の拡散が困難になり、電池サイクル寿命が短くなります。したがって、低温パワーバッテリー技術の研究は近年ある程度の進歩を遂げています。従来の高温リチウムイオン電池は高温性能が低く、低温条件下では依然として性能が不安定です。大量の低温セル、低容量、および貧弱な低温サイクル性能。分極は高温よりも低温で著しく強くなります。低温における電解液の粘度の増加は、充電/放電サイクル数の減少につながります。低温ではセルの安全性が低下し、バッテリ寿命が短くなります。低温での使用では性能が低下します。さらに、低温でのバッテリーの短いサイクル寿命と低温セルの安​​全性リスクにより、動力バッテリーの安全性に対する新たな要件が提起されています。したがって、低温環境用の安定、安全、信頼性が高く、長寿命のパワーバッテリー材料の開発が、低温リチウムイオンバッテリーの研究の焦点となっています。現在、いくつかの低温リチウムイオン電池材料があります。 (1) リチウム金属負極材料: リチウム金属は、その高い化学的安定性、高い電気伝導率、および低温充放電性能のため、電気自動車に広く使用されています。(2) カーボンアノード材料は、優れた耐熱性、低温サイクル性能、低い導電率、および低温での低温サイクル寿命により、電気自動車に広く使用されています。(3) カーボン負極材料は、優れた耐熱性、低温サイクル性能、低い電気伝導率、および低温サイクル寿命により、電気自動車に広く使用されています。で;(3) 有機電解質は低温でも優れた性能を発揮します。(4) 高分子電解質：高分子の分子鎖は比較的短く、親和性が高い。(5) 無機材料: 無機ポリマーは優れた性能パラメーター (導電性) と電解質活性間の良好な適合性を備えています。(6) 金属酸化物が少ない。（７）無機材料：無機ポリマー等。

リチウム電池のサイクル寿命は主に放電プロセスに依存しますが、低温はリチウム製品の寿命に大きな影響を与える要因です。通常、低温環境下では、バッテリーの表面に相変化が起こり、表面構造に損傷が生じ、容量やセル容量が低下します。高温条件下ではセル内でガスが発生し、熱拡散が促進されます。低温ではガスの放出が間に合わず、バッテリー液の相変化が加速します。温度が低いほど、より多くのガスが発生し、バッテリー液の相変化が遅くなります。したがって、低温下では電池内部の材料変化がより急激かつ複雑になり、電池材料内でガスや固体が生成しやすくなります。同時に、低温により、カソード材料と電解質の間の界面での不可逆的な化学結合の切断などの一連の破壊反応が引き起こされます。また、電解質の自己組織化とサイクル寿命の短縮にもつながります。電解質へのリチウムイオン電荷移動能力が低下します。充電と放電のプロセスでは、リチウムイオン電荷移動中の分極現象、電池容量の低下、内部応力の解放などの一連の連鎖反応が引き起こされ、リチウムイオン電池のサイクル寿命やエネルギー密度、その他の機能に影響を与えます。低温での温度が低いほど、電池表面の酸化還元反応、熱拡散、電池内部の相変化、さらには完全な破壊などのさまざまな破壊反応がより激しく複雑になり、電解液などの一連の連鎖反応が引き起こされます。自己組織化の反応速度が遅いほど、バッテリー容量の低下がより深刻になり、高温でのリチウムイオン電荷移動能力が低下します。