ലോകമെമ്പാടുമുള്ള വൈദ്യുത വാഹനങ്ങളുടെ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള വികസനത്തോടെ, ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങളുടെ വിപണി വലുപ്പം 2020-ൽ 1 ട്രില്യൺ ഡോളറിലെത്തി, ഭാവിയിൽ പ്രതിവർഷം 20% ത്തിൽ കൂടുതൽ വളർച്ച തുടരും. അതിനാൽ, വൈദ്യുത വാഹനങ്ങൾ ഒരു പ്രധാന ഗതാഗത മാർഗ്ഗമെന്ന നിലയിൽ, പവർ ബാറ്ററികളുടെ പ്രകടന ആവശ്യകതകൾ വർദ്ധിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കും, കൂടാതെ കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ പവർ ബാറ്ററി പ്രകടനത്തിൽ ബാറ്ററി ക്ഷയത്തിൻ്റെ ആഘാതം അവഗണിക്കരുത്. താഴ്ന്ന ഊഷ്മാവ് പരിതസ്ഥിതിയിൽ ബാറ്ററി ക്ഷയിക്കാനുള്ള പ്രധാന കാരണങ്ങൾ ഇവയാണ്: ആദ്യം, താഴ്ന്ന താപനില ബാറ്ററിയുടെ ചെറിയ ആന്തരിക പ്രതിരോധത്തെ ബാധിക്കുന്നു, താപ വ്യാപന മേഖല വലുതാണ്, ബാറ്ററിയുടെ ആന്തരിക പ്രതിരോധം വർദ്ധിക്കുന്നു. രണ്ടാമതായി, ചാർജ് ട്രാൻസ്ഫർ കപ്പാസിറ്റിക്ക് അകത്തും പുറത്തുമുള്ള ബാറ്ററി മോശമാണ്, ലോക്കൽ മാറ്റാനാവാത്ത ധ്രുവീകരണം സംഭവിക്കുമ്പോൾ ബാറ്ററി രൂപഭേദം സംഭവിക്കും. മൂന്നാമതായി, ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് തന്മാത്രാ ചലനത്തിൻ്റെ താഴ്ന്ന ഊഷ്മാവ് മന്ദഗതിയിലാകുന്നു, താപനില ഉയരുമ്പോൾ സമയത്ത് വ്യാപിക്കാൻ പ്രയാസമാണ്. അതിനാൽ, താഴ്ന്ന ഊഷ്മാവിൽ ബാറ്ററി ശോഷണം ഗുരുതരമാണ്, ഇത് ഗുരുതരമായ ബാറ്ററി പ്രകടന തകർച്ചയ്ക്ക് കാരണമാകുന്നു.
1, കുറഞ്ഞ താപനില ബാറ്ററി സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ നില
കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ തയ്യാറാക്കിയ ലിഥിയം-അയൺ പവർ ബാറ്ററികളുടെ സാങ്കേതികവും മെറ്റീരിയൽ പ്രകടന ആവശ്യകതകളും ഉയർന്നതാണ്. താഴ്ന്ന ഊഷ്മാവിൽ ലിഥിയം-അയൺ പവർ ബാറ്ററിയുടെ ഗുരുതരമായ പ്രകടന തകർച്ചയ്ക്ക് കാരണം ആന്തരിക പ്രതിരോധത്തിൻ്റെ വർദ്ധനവാണ്, ഇത് ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ഡിഫ്യൂഷൻ്റെ ബുദ്ധിമുട്ടിലേക്കും സെൽ സൈക്കിൾ ആയുസ്സ് കുറയ്ക്കുന്നതിലേക്കും നയിക്കുന്നു. അതിനാൽ, താഴ്ന്ന താപനിലയിലുള്ള ബാറ്ററി സാങ്കേതികവിദ്യയെക്കുറിച്ചുള്ള ഗവേഷണം സമീപ വർഷങ്ങളിൽ കുറച്ച് പുരോഗതി കൈവരിച്ചിട്ടുണ്ട്. പരമ്പരാഗത ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾക്ക് ഉയർന്ന താപനിലയിൽ മോശം പ്രകടനമുണ്ട്, കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ അവയുടെ പ്രകടനം ഇപ്പോഴും അസ്ഥിരമാണ്; കുറഞ്ഞ താപനില സെല്ലുകളുടെ വലിയ അളവ്, കുറഞ്ഞ ശേഷി, മോശം താഴ്ന്ന താപനില സൈക്കിൾ പ്രകടനം; ഉയർന്ന താപനിലയേക്കാൾ താഴ്ന്ന താപനിലയിൽ ധ്രുവീകരണം ഗണ്യമായി ശക്തമാണ്; കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ ഇലക്ട്രോലൈറ്റിൻ്റെ വർദ്ധിച്ച വിസ്കോസിറ്റി ചാർജ് / ഡിസ്ചാർജ് സൈക്കിളുകളുടെ എണ്ണത്തിൽ കുറവുണ്ടാക്കുന്നു; സെല്ലുകളുടെ സുരക്ഷ കുറയ്ക്കുകയും കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ ബാറ്ററി ലൈഫ് കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുക; കുറഞ്ഞ ഊഷ്മാവിൽ ഉപയോഗത്തിൽ കുറഞ്ഞ പ്രകടനം. കൂടാതെ, താഴ്ന്ന ഊഷ്മാവിൽ ബാറ്ററിയുടെ ഹ്രസ്വ സൈക്കിൾ ജീവിതവും താഴ്ന്ന താപനില സെല്ലുകളുടെ സുരക്ഷാ അപകടസാധ്യതകളും പവർ ബാറ്ററികളുടെ സുരക്ഷയ്ക്കായി പുതിയ ആവശ്യകതകൾ മുന്നോട്ട് വച്ചിട്ടുണ്ട്. അതിനാൽ, താഴ്ന്ന ഊഷ്മാവ് പരിതസ്ഥിതികൾക്കായി സ്ഥിരവും സുരക്ഷിതവും വിശ്വസനീയവും ദീർഘായുസ്സുള്ളതുമായ പവർ ബാറ്ററി മെറ്റീരിയലുകളുടെ വികസനം താഴ്ന്ന താപനിലയുള്ള ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളെക്കുറിച്ചുള്ള ഗവേഷണത്തിൻ്റെ കേന്ദ്രമാണ്. നിലവിൽ, താഴ്ന്ന താപനിലയുള്ള നിരവധി ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററി സാമഗ്രികൾ ഉണ്ട്: (1) ലിഥിയം മെറ്റൽ ആനോഡ് മെറ്റീരിയലുകൾ: ഉയർന്ന രാസ സ്ഥിരത, ഉയർന്ന വൈദ്യുതചാലകത, താഴ്ന്ന താപനില ചാർജ്, ഡിസ്ചാർജ് പ്രകടനം എന്നിവ കാരണം ലിഥിയം ലോഹം ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങളിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു; (2) കാർബൺ ആനോഡ് സാമഗ്രികൾ വൈദ്യുത വാഹനങ്ങളിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു, കാരണം അവയുടെ നല്ല ചൂട് പ്രതിരോധം, കുറഞ്ഞ താപനില സൈക്കിൾ പ്രകടനം, കുറഞ്ഞ വൈദ്യുതചാലകത, കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ കുറഞ്ഞ താപനില സൈക്കിൾ ജീവിതം; (3) കാർബൺ ആനോഡ് മെറ്റീരിയലുകൾ ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങളിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു, കാരണം അവയുടെ നല്ല ചൂട് പ്രതിരോധം, കുറഞ്ഞ താപനില സൈക്കിൾ പ്രകടനം, കുറഞ്ഞ വൈദ്യുതചാലകത, കുറഞ്ഞ താപനില സൈക്കിൾ ജീവിതം. ഇൻ; (3) ഓർഗാനിക് ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾക്ക് കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ നല്ല പ്രകടനമുണ്ട്; (4) പോളിമർ ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ: പോളിമർ തന്മാത്രാ ശൃംഖലകൾ താരതമ്യേന ചെറുതും ഉയർന്ന ബന്ധമുള്ളതുമാണ്; (5) അജൈവ വസ്തുക്കൾ: അജൈവ പോളിമറുകൾക്ക് നല്ല പ്രകടന പാരാമീറ്ററുകളും (ചാലകത) ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് പ്രവർത്തനം തമ്മിലുള്ള നല്ല അനുയോജ്യതയും ഉണ്ട്; (6) ലോഹ ഓക്സൈഡുകൾ കുറവാണ്; (7) അജൈവ വസ്തുക്കൾ: അജൈവ പോളിമറുകൾ മുതലായവ.
2, ലിഥിയം ബാറ്ററിയിൽ കുറഞ്ഞ താപനില പരിസ്ഥിതിയുടെ പ്രഭാവം
ലിഥിയം ബാറ്ററികളുടെ സൈക്കിൾ ആയുസ്സ് പ്രധാനമായും ഡിസ്ചാർജ് പ്രക്രിയയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു, അതേസമയം കുറഞ്ഞ താപനില ലിഥിയം ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ ജീവിതത്തെ കൂടുതൽ സ്വാധീനിക്കുന്ന ഒരു ഘടകമാണ്. സാധാരണഗതിയിൽ, കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ, ബാറ്ററിയുടെ ഉപരിതലം ഘട്ടം ഘട്ടമായുള്ള മാറ്റത്തിന് വിധേയമാകും, ഇത് ഉപരിതല ഘടനയ്ക്ക് കേടുപാടുകൾ വരുത്തുകയും ശേഷിയും സെൽ ശേഷി കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യും. ഉയർന്ന താപനിലയിൽ, സെല്ലിൽ വാതകം ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു, ഇത് താപ വ്യാപനത്തെ ത്വരിതപ്പെടുത്തും; കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ, വാതകം യഥാസമയം ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യാൻ കഴിയില്ല, ഇത് ബാറ്ററി ദ്രാവകത്തിൻ്റെ ഘട്ടം മാറ്റത്തെ ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്നു; താഴ്ന്ന ഊഷ്മാവ്, കൂടുതൽ വാതകം ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുകയും ബാറ്ററി ദ്രാവകത്തിൻ്റെ ഘട്ടം മാറ്റം മന്ദഗതിയിലാവുകയും ചെയ്യുന്നു. അതിനാൽ, ബാറ്ററിയുടെ ആന്തരിക മെറ്റീരിയൽ മാറ്റം കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ കൂടുതൽ കഠിനവും സങ്കീർണ്ണവുമാണ്, കൂടാതെ ബാറ്ററി മെറ്റീരിയലിനുള്ളിൽ വാതകങ്ങളും ഖരവസ്തുക്കളും സൃഷ്ടിക്കുന്നത് എളുപ്പമാണ്; അതേ സമയം, കുറഞ്ഞ താപനില കാഥോഡ് മെറ്റീരിയലും ഇലക്ട്രോലൈറ്റും തമ്മിലുള്ള ഇൻ്റർഫേസിൽ മാറ്റാനാവാത്ത കെമിക്കൽ ബോണ്ട് തകരുന്നത് പോലുള്ള വിനാശകരമായ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളുടെ ഒരു പരമ്പരയിലേക്ക് നയിക്കും; ഇത് ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് സെൽഫ് അസംബ്ലി, സൈക്കിൾ ലൈഫ് എന്നിവ കുറയ്ക്കുന്നതിനും ഇടയാക്കും; ഇലക്ട്രോലൈറ്റിലേക്കുള്ള ലിഥിയം അയോൺ ചാർജ് ട്രാൻസ്ഫർ ശേഷി കുറയും; ലിഥിയം അയോൺ ചാർജ് കൈമാറ്റം, ബാറ്ററി കപ്പാസിറ്റി ക്ഷയം, ആന്തരിക സ്ട്രെസ് റിലീസ്, ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററികൾ, മറ്റ് പ്രവർത്തനങ്ങൾ എന്നിവയുടെ ആയുസ്സ്, ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത എന്നിവയെ ബാധിക്കുന്ന ധ്രുവീകരണ പ്രതിഭാസം പോലെയുള്ള ഒരു ശൃംഖല പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾക്ക് ചാർജിംഗ്, ഡിസ്ചാർജ് പ്രക്രിയ കാരണമാകും. താഴ്ന്ന ഊഷ്മാവിൽ താഴ്ന്ന താപനില, കൂടുതൽ തീവ്രവും സങ്കീർണ്ണവുമായ വിവിധ വിനാശകരമായ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളായ ബാറ്ററി പ്രതലത്തിലെ റെഡോക്സ് പ്രതികരണം, താപ വ്യാപനം, സെല്ലിനുള്ളിലെ ഘട്ടം മാറ്റം, പൂർണ്ണമായ നാശം എന്നിവയും ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് പോലുള്ള ശൃംഖല പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളുടെ ഒരു പരമ്പരയ്ക്ക് കാരണമാകും. സ്വയം അസംബ്ലി, പ്രതികരണ വേഗത കുറയുന്നു, കൂടുതൽ ഗുരുതരമായ ബാറ്ററി ശേഷി ശോഷണം, ഉയർന്ന താപനിലയിൽ ലിഥിയം അയോൺ ചാർജ് മൈഗ്രേഷൻ കഴിവ് മോശമാണ്.
3, ലിഥിയം ബാറ്ററി സാങ്കേതിക ഗവേഷണ സാധ്യതകളുടെ പുരോഗതിയിൽ കുറഞ്ഞ താപനില
കുറഞ്ഞ താപനില അന്തരീക്ഷത്തിൽ, ബാറ്ററിയുടെ സുരക്ഷ, സൈക്കിൾ ലൈഫ്, സെൽ താപനില സ്ഥിരത എന്നിവയെ ബാധിക്കും, ലിഥിയം ബാറ്ററികളുടെ ആയുസ്സിൽ കുറഞ്ഞ താപനിലയുടെ ആഘാതം അവഗണിക്കാനാവില്ല. നിലവിൽ, ഡയഫ്രം, ഇലക്ട്രോലൈറ്റ്, പോസിറ്റീവ്, നെഗറ്റീവ് ഇലക്‌ട്രോഡ് മെറ്റീരിയലുകളും മറ്റ് രീതികളും ഉപയോഗിച്ച് കുറഞ്ഞ താപനിലയുള്ള ബാറ്ററി സാങ്കേതികവിദ്യ ഗവേഷണവും വികസനവും ചില പുരോഗതി കൈവരിച്ചിട്ടുണ്ട്. ഭാവിയിൽ, താഴ്ന്ന താപനിലയുള്ള ലിഥിയം ബാറ്ററി സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ വികസനം ഇനിപ്പറയുന്ന വശങ്ങളിൽ നിന്ന് മെച്ചപ്പെടുത്തണം: (1) ഉയർന്ന ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത, ദീർഘായുസ്സ്, കുറഞ്ഞ അറ്റന്യൂവേഷൻ, ചെറിയ വലിപ്പം, കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ കുറഞ്ഞ ചെലവ് എന്നിവയുള്ള ലിഥിയം ബാറ്ററി മെറ്റീരിയൽ സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ വികസനം. ; (2) ഘടനാപരമായ രൂപകൽപ്പനയിലൂടെയും മെറ്റീരിയൽ തയ്യാറാക്കൽ സാങ്കേതികവിദ്യയിലൂടെയും ബാറ്ററി ആന്തരിക പ്രതിരോധ നിയന്ത്രണത്തിൻ്റെ തുടർച്ചയായ മെച്ചപ്പെടുത്തൽ; (3) ഉയർന്ന ശേഷിയുള്ള, ചെലവ് കുറഞ്ഞ ലിഥിയം ബാറ്ററി സംവിധാനത്തിൻ്റെ വികസനത്തിൽ, ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് അഡിറ്റീവുകൾ, ലിഥിയം അയോൺ, ആനോഡ്, കാഥോഡ് ഇൻ്റർഫേസ്, ആന്തരിക സജീവ വസ്തുക്കൾ, മറ്റ് പ്രധാന ഘടകങ്ങൾ സ്വാധീനം എന്നിവയ്ക്ക് ശ്രദ്ധ നൽകണം; (4) ബാറ്ററി സൈക്കിൾ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുക (ചാർജ്ജും ഡിസ്ചാർജ് സ്പെസിഫിക് എനർജി), കുറഞ്ഞ താപനില പരിതസ്ഥിതിയിൽ ബാറ്ററിയുടെ താപ സ്ഥിരത, കുറഞ്ഞ താപനില പരിസ്ഥിതിയിൽ ലിഥിയം ബാറ്ററികളുടെ സുരക്ഷ, മറ്റ് ബാറ്ററി സാങ്കേതിക വികസന ദിശ; (5) കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ ഉയർന്ന സുരക്ഷാ പ്രകടനം, ഉയർന്ന ചെലവ്, കുറഞ്ഞ ചെലവിൽ പവർ ബാറ്ററി സിസ്റ്റം പരിഹാരങ്ങൾ വികസിപ്പിക്കുക; (6) കുറഞ്ഞ താപനിലയുള്ള ബാറ്ററിയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ വികസിപ്പിക്കുകയും അവയുടെ ആപ്ലിക്കേഷൻ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുക; (7) ഉയർന്ന പ്രവർത്തനക്ഷമത കുറഞ്ഞ താപനിലയെ പ്രതിരോധിക്കുന്ന ബാറ്ററി മെറ്റീരിയലുകളും ഉപകരണ സാങ്കേതികവിദ്യയും വികസിപ്പിക്കുക.
തീർച്ചയായും, മേൽപ്പറഞ്ഞ ഗവേഷണ നിർദ്ദേശങ്ങൾക്ക് പുറമേ, താഴ്ന്ന താപനിലയിൽ ബാറ്ററി പ്രകടനം കൂടുതൽ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും, താഴ്ന്ന താപനില ബാറ്ററികളുടെ ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും, താഴ്ന്ന താപനിലയിൽ ബാറ്ററി ഡീഗ്രേഡേഷൻ കുറയ്ക്കുന്നതിനും, ബാറ്ററിയുടെ ആയുസ്സ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനും മറ്റ് ഗവേഷണങ്ങൾക്കും നിരവധി ഗവേഷണ നിർദ്ദേശങ്ങളുണ്ട്. പുരോഗതി; എന്നാൽ ഉയർന്ന പ്രകടനം, ഉയർന്ന സുരക്ഷ, കുറഞ്ഞ ചെലവ്, ഉയർന്ന ശ്രേണി, ദീർഘായുസ്സ്, കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ ബാറ്ററികളുടെ കുറഞ്ഞ ചിലവ് വാണിജ്യവൽക്കരണം എന്നിവ എങ്ങനെ നേടാം എന്നതാണ് ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട പ്രശ്നം, നിലവിലെ ഗവേഷണം പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുന്നതിലും പരിഹരിക്കുന്നതിലും ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കേണ്ടതുണ്ട്.
പോസ്റ്റ് സമയം: നവംബർ-22-2022