¿Cómo mejorar el rendimiento a baja temperatura de la batería de fosfato de hierro y litio?

Recientemente, en el sub-foro de la 7ma Conferencia Global de Vehículos de Nuevas Energías (GNEV7), el Director General Adjunto de Waterma, Mumin Rao, pronunció un discurso sobre el tema “Investigación sobre los factores que afectan el desempeño a bajas temperaturas del fosfato de hierro y litio Power Batteries ”. El contenido está organizado de la siguiente manera:

En primer lugar, Mumin Rao presentó que Waterma se fundó en 2002 y tiene su sede en Shenzhen. En la actualidad, hay más de 12.000 empleados, y también es el primer grupo de empresas de baterías en ingresar al catálogo de baterías de potencia del Ministerio de Industria y Tecnología de la Información. Entre ellos, más de 50.000 vehículos que soportan la batería Wattma están funcionando en la carretera.

En la actualidad, la mayoría de las baterías de potencia en el campo de los buses eléctricos utilizan fosfato de hierro y litio. Mumin Rao dijo que el fosfato de hierro y litio tiene varias ventajas: el ciclo de vida y la relación son mejores, pero la baja temperatura es un poco peor que otros sistemas de baterías. En segundo lugar, la eficiencia actual de los vehículos eléctricos a diferentes temperaturas sigue siendo bastante diferente. Los vehículos eléctricos que pueden recorrer 160 kilómetros a temperatura normal solo pueden correr entre 60 y 80 kilómetros a -20 grados, y la eficiencia se reduce significativamente. Luego está el problema de la carga a baja temperatura en invierno, incluida la carga difícil y los accidentes de seguridad.

Para la batería de fosfato de hierro y litio, Watmar ha realizado un estudio detallado sobre los factores que afectan sus características de baja temperatura: uno es la influencia del electrodo positivo, el electrodo positivo de fosfato de litio y hierro en sí mismo tiene una conductividad electrónica relativamente pobre y es fácil de generar polarización. y reducir la capacidad. El segundo electrodo negativo, el electrodo negativo, se carga principalmente a baja temperatura, porque afectará el problema de seguridad; el tercero es el electrolito, que puede aumentar la viscosidad a baja temperatura y aumentará la impedancia de migración de iones de litio; Este es el aglutinante, y ahora esto tiene un impacto relativamente grande en el rendimiento a baja temperatura de la batería.

La idea completa de Watmar es mejorar el rendimiento a baja temperatura de la batería de fosfato de hierro y litio del electrodo positivo, el electrodo negativo, el electrohidráulico y el aglutinante.

En términos del electrodo positivo, ahora tiene un tamaño nanométrico, y su tamaño de partícula, resistencia eléctrica y longitud axial del plano AB afectan las características de baja temperatura de toda la batería. El fosfato de hierro y litio se preparó mediante tres procesos. A partir de las condiciones de toda nuestra preparación, diferentes procesos de fosfato de hierro y litio fueron nano-revestidos y revestidos. A partir de la longitud axial de la superficie AB, el aumento de la longitud del eje AB produce litio. El canal de migración de iones se hará más grande, lo que ayudará a mejorar el rendimiento de la velocidad de la batería. Los diferentes procesos tienen diferentes efectos sobre el electrodo positivo. Las características de descarga a baja temperatura de la batería hecha de fosfato de hierro y litio con un diámetro de partícula de 100 a 200 nanómetros son mejores, y el 94% se puede liberar a -20 grados, es decir, la nanometrización del diámetro de las partículas acorta la ruta de migración. . El rendimiento de la descarga a baja temperatura también se mejora porque la descarga de fosfato de hierro y litio está relacionada principalmente con el electrodo positivo.

Teniendo en cuenta las características de carga del electrodo negativo, Mumin Rao cree que la carga a baja temperatura de la batería de litio se ve afectada principalmente por el electrodo negativo, incluido el tamaño de partícula y el cambio de espaciado. Se seleccionan tres tipos de grafito artificial como electrodo negativo para estudiar la influencia de diferentes espaciamientos de capas y tamaños de partículas en las características de baja temperatura. Desde la perspectiva de los tres materiales, el grafito granular con un gran espaciado entre capas tiene una impedancia masiva y una resistencia a la movilidad iónica más pequeñas en términos de impedancia.

En términos de carga, Mumin Rao cree que el problema de la descarga a bajas temperaturas en invierno no es grande, principalmente la carga a baja temperatura. Debido a que la relación de flujo cruzado de 1C o 0,5C es muy crítica en términos de relación de flujo cruzado, se necesita mucho tiempo para alcanzar una presión constante. Al mejorar la comparación de tres grafitos diferentes, se encuentra que uno de ellos tiene una relación de corriente constante de carga relativamente grande de 2,6 grados. Mejoras, del 40% a más del 70%, el aumento del espaciamiento de capas y la reducción del tamaño de partícula.

En el electrolito, el electrolito se congela a -20 grados y -30 grados, la viscosidad aumenta y el rendimiento de la formación se deteriora. El electrolito tiene tres aspectos: disolvente, sal de litio y aditivo. Mumin Rao dijo: "Mediante un experimento, encontramos que el efecto del solvente sobre la baja temperatura de la batería de fosfato de hierro y litio es de más del 70% a más del 90%, y hay más de una docena de puntos. En segundo lugar, diferentes sales de litio tienen ciertas características de carga a baja temperatura e impacto de descarga. Hemos fijado el sistema de solvente y sal de litio. El aditivo de baja temperatura puede aumentar la capacidad de descarga de 85% a 90%. Es decir, el solvente, sal de litio y aditivos son todo para nuestra batería de energía en todo el sistema de electrolitos. Las propiedades de baja temperatura tienen un cierto efecto, incluidos otros sistemas de materiales ".

En términos de aglutinantes, Mumin Rao dijo que hay tres tipos, dos tipos de manchas, una clase de lineal. En el caso de -20 grados de carga y descarga, después de que los dos tipos de puntos tienen aproximadamente 70 a 80 ciclos, toda la pieza polar tiene el estado de falla del aglutinante y el adhesivo lineal no tiene este problema. En todo el sistema, después de mejorar desde el electrodo positivo, el electrodo negativo, el electrolito al aglutinante, hemos hecho un buen trabajo en la celda de la batería de fosfato de hierro y litio, una son las características de carga, -20, -30, -40 A una temperatura de 0,5 ° C, la relación de corriente constante puede alcanzar el 62,9%, y la descarga a -20 grados puede liberar el 94%, que son algunas de las características de la velocidad y el ciclo.

En términos generales, el funcionamiento normal de los vehículos de nueva energía en el norte, en condiciones de baja temperatura, no solo las celdas de la batería pueden resolver el problema de carga, sino también a través del paquete y la batería de ciclo completo BMS, y la innovación del modo de garantía, suman para garantizar plenamente el normal funcionamiento de los vehículos de nueva energía en el norte.

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