Kể từ khi pin lithium-ion gia nhập thị trường, nó đã được sử dụng rộng rãi nhờ những ưu điểm như tuổi thọ cao, dung lượng riêng lớn và không có hiệu ứng nhớ. Việc sử dụng pin lithium-ion ở nhiệt độ thấp có các vấn đề như công suất thấp, suy giảm nghiêm trọng, hiệu suất tốc độ chu kỳ kém, sự phát triển lithium rõ ràng và sự khử xen kẽ lithium không cân bằng. Tuy nhiên, với sự mở rộng liên tục của các lĩnh vực ứng dụng, những hạn chế do hiệu suất nhiệt độ thấp của pin lithium-ion mang lại ngày càng trở nên rõ ràng hơn.
Theo báo cáo, khả năng xả của pin lithium-ion ở -20°C chỉ bằng khoảng 31,5% so với ở nhiệt độ phòng. Nhiệt độ hoạt động của pin lithium-ion truyền thống là từ -20 đến +60°C. Tuy nhiên, trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, công nghiệp quân sự và xe điện, pin bắt buộc phải hoạt động bình thường ở -40°C. Vì vậy, việc cải thiện tính chất nhiệt độ thấp của pin lithium-ion có ý nghĩa rất lớn.
Các yếu tố hạn chế hiệu suất ở nhiệt độ thấp của pin lithium-ion:
1. Trong môi trường nhiệt độ thấp, độ nhớt của chất điện phân tăng lên, hoặc thậm chí đông cứng lại một phần, dẫn đến độ dẫn điện của pin lithium-ion giảm.
2. Khả năng tương thích giữa chất điện phân, điện cực âm và màng ngăn trở nên kém trong môi trường nhiệt độ thấp.
3. Trong môi trường nhiệt độ thấp, các điện cực âm của pin lithium-ion bị kết tủa nghiêm trọng và lithium kim loại kết tủa phản ứng với chất điện phân và sự lắng đọng sản phẩm làm cho độ dày của giao diện điện phân rắn (SEI) tăng lên.
4. Trong môi trường nhiệt độ thấp, hệ thống khuếch tán của pin lithium ion trong vật liệu hoạt động giảm đi và điện trở truyền điện tích (Rct) tăng lên đáng kể.
Thảo luận về các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất nhiệt độ thấp của pin lithium-ion:
Ý kiến chuyên gia 1: Chất điện phân có tác động lớn nhất đến hiệu suất ở nhiệt độ thấp của pin lithium-ion, thành phần và tính chất vật lý và hóa học của chất điện phân có tác động quan trọng đến hiệu suất ở nhiệt độ thấp của pin. Các vấn đề mà chu kỳ pin gặp phải ở nhiệt độ thấp là: độ nhớt của chất điện phân sẽ tăng lên và tốc độ dẫn ion sẽ chậm lại, dẫn đến tốc độ di chuyển electron của mạch ngoài không khớp. Vì vậy, pin sẽ bị phân cực nghiêm trọng và khả năng sạc, xả sẽ giảm mạnh. Đặc biệt khi sạc ở nhiệt độ thấp, các ion lithium có thể dễ dàng hình thành các sợi nhánh lithium trên bề mặt điện cực âm, khiến pin bị hỏng.
Hiệu suất nhiệt độ thấp của chất điện phân có liên quan chặt chẽ đến độ dẫn điện của chất điện phân. Độ dẫn điện cao của chất điện phân vận chuyển các ion nhanh hơn và có thể phát huy công suất cao hơn ở nhiệt độ thấp. Muối lithium trong chất điện phân càng phân ly thì số lần di chuyển càng lớn và độ dẫn điện càng cao. Độ dẫn điện càng cao, độ dẫn ion càng nhanh, độ phân cực càng nhỏ và hiệu suất của pin ở nhiệt độ thấp càng tốt. Do đó, độ dẫn điện cao hơn là điều kiện cần thiết để đạt được hiệu suất tốt ở nhiệt độ thấp của pin lithium-ion.
Độ dẫn điện của chất điện phân có liên quan đến thành phần của chất điện phân và việc giảm độ nhớt của dung môi là một trong những cách để cải thiện độ dẫn điện của chất điện phân. Tính lưu động tốt của dung môi ở nhiệt độ thấp là sự đảm bảo cho sự vận chuyển ion và màng điện phân rắn được hình thành bởi chất điện phân trên điện cực âm ở nhiệt độ thấp cũng là chìa khóa ảnh hưởng đến sự dẫn truyền ion lithium và RSEI là trở kháng chính của lithium pin ion trong môi trường nhiệt độ thấp.
Ý kiến chuyên gia 2: Yếu tố chính hạn chế hiệu suất ở nhiệt độ thấp của pin lithium-ion là khả năng cản khuếch tán Li+ tăng mạnh ở nhiệt độ thấp chứ không phải màng SEI.
Vậy làm thế nào để xử lý pin lithium đúng cách trong mùa đông?
1. Không sử dụng pin lithium ở môi trường có nhiệt độ thấp
Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến pin lithium. Nhiệt độ càng thấp, hoạt động của pin lithium càng thấp, trực tiếp dẫn đến hiệu suất sạc và xả giảm đáng kể. Nói chung, nhiệt độ hoạt động của pin lithium là từ -20 độ đến -60 độ.
Khi nhiệt độ thấp hơn 0oC, lưu ý không sạc ngoài trời, sạc pin cũng không được, chúng ta có thể mang pin đi sạc trong nhà (lưu ý, nhớ tránh xa các vật liệu dễ cháy!!! ), khi nhiệt độ thấp hơn -20oC, pin sẽ tự động chuyển sang trạng thái không hoạt động và không thể sử dụng bình thường. Vì vậy miền Bắc đặc biệt được người sử dụng ở những nơi có khí hậu lạnh.
Nếu thực sự không có điều kiện sạc trong nhà, bạn nên tận dụng tối đa lượng nhiệt dư khi xả pin và sạc dưới ánh nắng mặt trời ngay sau khi đỗ xe để tăng dung lượng sạc và tránh hiện tượng tiến hóa lithium.
2. Hình thành thói quen sử dụng và sạc pin
Vào mùa đông, khi pin quá yếu, chúng ta phải sạc pin kịp thời và hình thành thói quen sạc pin ngay khi sử dụng. Hãy nhớ rằng, đừng bao giờ ước tính năng lượng pin vào mùa đông dựa trên thời lượng pin thông thường.
Hoạt động của pin lithium giảm vào mùa đông, rất dễ gây ra tình trạng xả quá mức và sạc quá mức, ảnh hưởng đến tuổi thọ của pin và trong trường hợp xấu nhất gây ra tai nạn cháy nổ. Vì vậy, vào mùa đông, chúng ta phải chú ý hơn đến việc sạc xả cạn và sạc cạn. Đặc biệt, cần lưu ý không nên đỗ xe lâu trên đường sạc liên tục để tránh sạc quá mức.
3. Đừng tránh xa khi đang sạc, nhớ đừng sạc lâu
Đừng để xe ở trạng thái sạc lâu để thuận tiện mà chỉ cần rút xe ra khi đã sạc đầy. Vào mùa đông, môi trường sạc không được thấp hơn 0oC và khi sạc không nên đi quá xa để đề phòng trường hợp khẩn cấp và xử lý kịp thời.
4. Sử dụng bộ sạc chuyên dụng cho pin lithium khi sạc
Thị trường tràn ngập số lượng lớn các bộ sạc kém chất lượng. Sử dụng bộ sạc kém chất lượng có thể làm hỏng pin, thậm chí gây cháy. Đừng tham lam mua những sản phẩm giá rẻ không có bảo đảm và không sử dụng bộ sạc pin axit chì; nếu bộ sạc của bạn không thể sử dụng bình thường, hãy ngừng sử dụng ngay lập tức và đừng để mất nó.
5. Chú ý đến thời lượng pin và thay pin mới kịp thời
Pin lithium có tuổi thọ. Thông số kỹ thuật và mẫu mã khác nhau có tuổi thọ pin khác nhau. Ngoài việc sử dụng hàng ngày không đúng cách, tuổi thọ của pin có thể thay đổi từ vài tháng đến ba năm. Nếu xe bị tắt nguồn hoặc tuổi thọ ắc quy ngắn bất thường, vui lòng liên hệ với chúng tôi để nhân viên bảo trì ắc quy Lithium kịp thời xử lý.
6. Để lại lượng điện dư thừa để sống sót qua mùa đông
Để xe có thể sử dụng bình thường vào mùa xuân năm sau, nếu lâu ngày không sử dụng ắc quy, bạn nhớ sạc 50%-80% ắc quy rồi tháo ra khỏi xe để cất giữ và sạc thường xuyên, khoảng một tháng một lần. Lưu ý: Pin phải được bảo quản ở môi trường khô ráo.
7. Đặt pin đúng cách
Không nhúng pin vào nước hoặc làm ẩm pin; không xếp pin quá 7 lớp hoặc lật ngược pin.
Thời gian đăng: 24/12/2021