Lorsque la batterie lithium-ion est dans un état de basse température, sa capacité disponible est réduite et la puissance de charge et de décharge est limitée. Si la puissance n'est pas limitée, cela provoquera une évolution d'ions lithium à l'intérieur de la batterie, ce qui entraînera une atténuation irréversible de la capacité de la batterie, et enterrera un risque pour la sécurité de l'utilisation de la batterie. Plus la température ambiante est basse, plus l'activité de la substance active dans la batterie est faible, plus la résistance interne et la viscosité de l'électrolyte sont élevées, plus la diffusion des ions est difficile et plus la diffusion des ions lithium dans l'électrode à basse température est lente. , qui est difficile à intégrer et facile à sortir, de sorte que la capacité diminue rapidement, par conséquent, l'utilisation de basses températures aura un grand impact sur la durée de vie de la batterie.

Je crois que nous avons tous des sentiments similaires, la durée d'utilisation des batteries au lithium en hiver est plus courte qu'en été. On constate que les performances des batteries au lithium sont affectées par la température ambiante. Parmi tous les facteurs environnementaux, la température a le plus grand impact sur les performances de charge et de décharge des batteries au lithium. Généralement, les gens de l'industrie des batteries au lithium savent que l'état de charge et de décharge des batteries au lithium est stable et que le changement de température joue une grande influence, ainsi que la charge et la décharge des batteries au lithium dans des environnements à haute et basse température, ainsi que la rétention de capacité. le taux de batteries au lithium a diminué.
Il faut vous expliquer que la capacité des batteries lithium-ion à basse température ne disparaît pas, mais ne peut tout simplement pas être libérée dans la plage de tension normale (≥3,0 V), si la tension de coupure de décharge peut continuer à être étendue. , la capacité restante peut alors être libérée.
La réaction électrochimique à l’interface électrode/électrolyte est liée à la température ambiante, et l’interface électrode/électrolyte est considérée comme le cœur de la batterie. Si la température baisse, la vitesse de réaction de l'électrode diminue également, en supposant que la tension de la batterie reste constante et que le courant de décharge soit réduit, la puissance de sortie de la batterie diminuera également.
La figure 1 est un diagramme schématique de la courbe de capacité de décharge d'une batterie lithium-ion à différentes basses températures (elle est utilisée ici pour représenter la tendance générale). Par rapport à une température ambiante de 20 ℃, l'atténuation de la capacité à basse température de -20 ℃ a été plus évidente, à -30 ℃ la perte de capacité est plus importante et la capacité à -40 ℃ n'est même pas la moitié.

Voici un aperçu des facteurs qui affectent les performances à basse température. En comparant la relation entre la capacité et la conductivité de l'électrolyte (Figure 2), on constate que plus la température est basse, plus la conductivité de l'électrolyte de la batterie est faible. Lorsque la conductivité diminue, la capacité de la solution à conduire les ions actifs diminue, ce qui se traduit par une augmentation de la résistance de la réaction interne de la batterie (cette résistance est exprimée en impédance électrochimique), entraînant une diminution de la capacité de décharge. , c'est-à-dire une diminution de la capacité. De plus, en mesurant l'impédance de chaque partie de la batterie (positive, négative, électrolyte), vous pouvez voir l'influence de chaque partie sur l'impédance de la batterie (Figure 3). Lorsque la température est <-10 °C environ, l'impédance d'interface de l'électrode positive et de l'électrode négative (graphite à titre d'exemple sur la figure) augmente rapidement, tandis que l'impédance de l'électrolyte augmente rapidement après environ -20 °C, et les résultats combinés de ces impédances montrent que l'impédance de la batterie augmente rapidement à <-10°C environ (représentée par une cellule Li-ion sur la figure).

FIGUE. 2 Relation entre la capacité de la batterie et la conductivité de l'électrolyte à différentes températures

Par rapport à la décharge à basse température, les performances de charge à basse température de la batterie lithium-ion sont plus insatisfaisantes, une charge à basse température inférieure à 0 augmentera la pression interne de la batterie et peut ouvrir la soupape de sécurité. Tout d'abord, une charge à basse température atteindra rapidement le stade de tension constante et réduira la capacité de charge dans une certaine mesure, tout en augmentant le temps de charge, et pas seulement cela, la batterie lithium-ion en charge à basse température, les ions lithium peuvent ne pas pouvoir être intégrés dans le graphite Électrode négative, de manière à précipiter sur la surface négative pour former des dendrites de lithium métallique, cette réaction consommera la batterie peut être chargée et déchargée à plusieurs reprises des ions lithium, et réduira considérablement la capacité de la batterie, les dendrites métalliques de lithium précipitées peuvent également percer le diaphragme, ainsi affectant les performances de sécurité.
La capacité de décharge à basse température des batteries lithium-ion sera réduite, mais elle pourra être restaurée après une charge et une décharge à température normale, ce qui constitue une perte de capacité réversible. Cependant, une charge à basse température entraînera une analyse du lithium, ce qui constitue une perte de capacité permanente. En raison des dommages plus importants causés par la charge du lithium à basse température, la charge à basse température des batteries lithium-ion est plus strictement contrôlée que la décharge à basse température.
Lors de la charge en hiver, la température extérieure est basse, lorsque l'environnement est inférieur à 0 ° C, la vitesse de charge de la batterie diminue et peut même ne pas pouvoir se charger, ce qui est un phénomène normal, veuillez charger la batterie à la température ambiante appropriée. pour assurer l'effet de charge.