လီသီယမ်ဘက်ထရီများ၏ အပူချိန်နိမ့်သော စွမ်းဆောင်ရည်

အပူချိန်နိမ့်သောပတ်ဝန်းကျင်တွင်၊ လီသီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီ၏ စွမ်းဆောင်ရည်မှာ စံမမီပါ။ အသုံးများသော လီသီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများသည် -10°C တွင် အလုပ်လုပ်သောအခါ၊ ၎င်းတို့၏ အမြင့်ဆုံးအားသွင်းနိုင်စွမ်းနှင့် ထုတ်လွှတ်နိုင်စွမ်းနှင့် terminal ဗို့အားသည် ပုံမှန်အပူချိန် [6] နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက သိသိသာသာ လျော့ကျသွားမည်ဖြစ်ပြီး၊ စွန့်ထုတ်သည့်အပူချိန်သည် -20°C အထိ ကျဆင်းသွားသောအခါတွင် ရရှိနိုင်သော စွမ်းရည်မှာ၊ အခန်းအပူချိန် 25 ဒီဂရီစင်တီဂရိတ်တွင် 1/3 မှ 1/3 သို့ လျှော့ထားသော်လည်း၊ စွန့်ထုတ်သည့်အပူချိန် နိမ့်သောအခါ၊ အချို့သော လီသီယမ်ဘက်ထရီများသည် အားသွင်းခြင်းနှင့် အားသွင်းခြင်းများကိုပင် လုပ်ဆောင်နိုင်ခြင်းမရှိသည့်အတွက် "ဘက်ထရီသေ" အနေအထားသို့ ဝင်ရောက်သွားပါသည်။

1၊ အပူချိန်နိမ့်သောနေရာတွင် လစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများ၏ လက္ခဏာများ
(၁) Macroscopic
အပူချိန်နိမ့်ချိန်တွင် လီသီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီ၏ လက္ခဏာပြောင်းလဲမှုများမှာ အောက်ပါအတိုင်းဖြစ်သည်- အပူချိန် ဆက်တိုက်ကျဆင်းသွားသဖြင့် ohmic resistance နှင့် polarization resistance သည် မတူညီသောဒီဂရီများတွင် တိုးလာပါသည်။ လီသီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီ၏ ထုတ်လွှတ်သည့်ဗို့အားသည် သာမန်အပူချိန်ထက် နိမ့်သည်။ အပူချိန်နိမ့်သောနေရာတွင် အားသွင်းခြင်းနှင့် အားသွင်းသည့်အခါ၊ ၎င်း၏ လည်ပတ်အားဗို့အား ပုံမှန်အပူချိန်ထက် မြင့်တက်ခြင်း သို့မဟုတ် ပိုမြန်စေပြီး ၎င်း၏ အမြင့်ဆုံး အသုံးပြုနိုင်သော စွမ်းဆောင်ရည်နှင့် ပါဝါကို သိသာစွာ ကျဆင်းစေသည်။

(၂) ပေးထားမယ်။
အပူချိန်နိမ့်သောနေရာတွင် လစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများ၏ စွမ်းဆောင်ရည်ပြောင်းလဲမှုများသည် အဓိကအားဖြင့် အောက်ပါအရေးကြီးသောအချက်များ၏ လွှမ်းမိုးမှုကြောင့်ဖြစ်သည်။ ပတ်ဝန်းကျင် အပူချိန် -20 ℃ ထက် နိမ့်သောအခါ၊ အရည် electrolyte သည် ခိုင်မာလာပြီး ၎င်း၏ viscosity သိသိသာသာ တိုးလာပြီး ၎င်း၏ ionic conductivity လျော့နည်းသွားသည်။ အပြုသဘောဆောင်သော နှင့် အနုတ်လက္ခဏာလျှပ်ကူးပစ္စည်းပစ္စည်းများတွင် လစ်သီယမ်အိုင်းယွန်း ပျံ့နှံ့မှုသည် နှေးကွေးသည်။ Lithium ion သည် ဖျက်သိမ်းရန် ခက်ခဲပြီး SEI ဖလင်တွင် ၎င်း၏ ထုတ်လွှင့်မှု နှေးကွေးကာ အားသွင်းလွှဲပြောင်းမှု impedance တိုးလာသည်။ လစ်သီယမ် ဒန်းဒရိုက် ပြဿနာသည် အပူချိန်နိမ့်ချိန်တွင် အထူးထင်ရှားသည်။

2၊ လီသီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများ၏ အပူချိန်နိမ့်ကျမှုကို ဖြေရှင်းရန်
အပူချိန်နိမ့်သောပတ်ဝန်းကျင်နှင့်ကိုက်ညီစေရန် လျှပ်စစ်ဓာတ်အရည်စနစ်အသစ်ကို ဒီဇိုင်းဆွဲပါ။ ဂီယာမြန်နှုန်းကို အရှိန်မြှင့်ရန်နှင့် ဂီယာအကွာအဝေးကို တိုစေရန်အတွက် အပြုသဘောနှင့် အနုတ်လျှပ်ကူးပစ္စည်းဖွဲ့စည်းပုံကို မြှင့်တင်ပါ။ impedance လျှော့ချရန် positive နှင့် negative solid electrolyte interface ကို ထိန်းချုပ်ပါ။

(၁) electrolyte additives များ
ယေဘုယျအားဖြင့်၊ functional additives များကိုအသုံးပြုခြင်းသည် ဘက်ထရီ၏နိမ့်သောအပူချိန်စွမ်းဆောင်ရည်ကိုမြှင့်တင်ရန်နှင့်စံပြ SEI ဖလင်ကိုဖန်တီးရန်အထိရောက်ဆုံးနှင့်ချွေတာသောနည်းလမ်းများထဲမှတစ်ခုဖြစ်သည်။ လက်ရှိတွင်၊ ဖြည့်စွက်ပစ္စည်းများ၏ အဓိက အမျိုးအစားများမှာ isocyanate ကိုအခြေခံသော ပေါင်းထည့်ပစ္စည်းများ၊ ဆာလဖာအခြေခံသော ပေါင်းထည့်ပစ္စည်းများ၊ အိုင်အိုနစ်အရည် ပေါင်းထည့်သောပစ္စည်းများ နှင့် inorganic lithium salt additives များဖြစ်သည်။

ဥပမာအားဖြင့်၊ dimethyl sulfite (DMS) sulfur အခြေပြု additives များသည် သင့်လျော်သော လျှော့ချလုပ်ဆောင်မှုနှင့်အတူ၊ ၎င်း၏ လျှော့ချရေး ထုတ်ကုန်များနှင့် lithium ion binding သည် vinyl sulfate (DTD) ထက် အားနည်းသောကြောင့်၊ organic additives များအသုံးပြုမှုကို လျော့ပါးစေခြင်းဖြင့် interface impedance ကို တိုးမြင့်လာစေပြီး၊ အနုတ်လျှပ်ကူးပစ္စည်းကြားခံဖလင်၏ ပို၍တည်ငြိမ်ပြီး ပိုမိုကောင်းမွန်သော အိုင်ယွန်စီးကူးမှု။ Dimethyl sulfite (DMS) မှကိုယ်စားပြုသော sulfite esters များသည် မြင့်မားသော dielectric ကိန်းသေနှင့် ကျယ်ပြန့်သော လည်ပတ်အပူချိန်အကွာအဝေးရှိသည်။

(၂) အီလက်ထရွန်း၏အရည်ပျော်ရည်
ထုံးတမ်းစဉ်လာ လီသီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီ အီလက်ထရီသည် လစ်သီယမ်ဟတ်ဇဖလိုရိုလိုဖလိုဖလိုဖရပ် (LiPF6) ၏ 1 mol ကို EC၊ PC၊ VC၊ DMC၊ methyl ethyl carbonate (EMC) သို့မဟုတ် diethyl carbonate (DEC) ကဲ့သို့ ရောစပ်သော ပျော်ရည်အဖြစ်သို့ ပျော်ဝင်စေရန်၊ လီသီယမ်ဆားနှင့် လိုက်ဖက်ညီမှုတို့သည် ဘက်ထရီ၏ လည်ပတ်မှုအပူချိန်ကို ပြင်းထန်စွာ ထိခိုက်စေပါသည်။ လက်ရှိတွင်၊ စီးပွားဖြစ် electrolyte သည် -20 ℃ နှင့် အောက် နိမ့်သော အပူချိန် ပတ်ဝန်းကျင်တွင် အသုံးချသောအခါ ခိုင်မာရန် လွယ်ကူသည်၊ low dielectric constant သည် လီသီယမ်ဆားကို ခွဲထုတ်ရန် ခက်ခဲစေပြီး viscosity မြင့်မားလွန်းသဖြင့် ဘက်ထရီ အတွင်းခံအား နိမ့်ကျစေပါသည်။ ဗို့အားပလပ်ဖောင်း။ လစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများသည် အပူချိန်နိမ့်သောစွမ်းဆောင်ရည်ကို အီလက်ထရိုလစ်ဖော်မြူလာ (EC:PC:EMC=1:2:7) တွင် ပိုမိုကောင်းမွန်အောင်ပြုလုပ်ခြင်းကဲ့သို့သော ရှိရင်းစွဲပျော်ဝင်မှုအချိုးကို ပိုမိုကောင်းမွန်အောင်ပြုလုပ်ခြင်းဖြင့် TiO2(B)/ graphene negative electrode တွင် ပိုမိုကောင်းမွန်လာနိုင်သည်။ -20 ℃ တွင် ~ 240 mA h g-1 နှင့် 0.1 A g-1 လက်ရှိသိပ်သည်းဆ။ သို့မဟုတ် အပူချိန်နိမ့်သော အီလက်ထရွန်းအရည်ပျော်ရည် အသစ်များကို တီထွင်ပါ။ အပူချိန်နိမ့်သောနေရာတွင် လစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများ၏ စွမ်းဆောင်ရည် ညံ့ဖျင်းမှုသည် လျှပ်ကူးပစ္စည်းတွင် Li+ မြှုပ်နှံမှုဖြစ်စဉ်အတွင်း Li+ ၏ နှေးကွေးသော အရည်ပျော်ခြင်းနှင့် ဆက်စပ်နေသည်။ 1၊ 3-dioxopentylene (DIOX) ကဲ့သို့သော Li+ နှင့် ဆက်စပ်မှုနည်းသော စွမ်းအင်ရှိသော ဓာတုပစ္စည်းများကို ရွေးချယ်နိုင်ပြီး ဘက်ထရီ၏ လျော့နည်းပျံ့ပွားမှုကိန်းဂဏန်းကို ဖြည့်ဆည်းရန်အတွက် နာနိုစကေး လီသီယမ် တိုက်တေနိတ်ကို လျှပ်ကူးပစ္စည်းအဖြစ် အသုံးပြုထားသည်။ ပိုမိုကောင်းမွန်သောအပူချိန်နိမ့်စွမ်းဆောင်ရည်ကိုရရှိရန်အလွန်နိမ့်သောအပူချိန်တွင်လျှပ်ကူးပစ္စည်းပစ္စည်း။

(၃) လီသီယမ်ဆား
လက်ရှိတွင်၊ စီးပွားဖြစ် LiPF6 အိုင်းယွန်းတွင် လျှပ်ကူးနိုင်မှု၊ ပတ်ဝန်းကျင်တွင် အစိုဓာတ်မြင့်မားမှု၊ အပူဓာတ်မတည်ငြိမ်မှုနှင့် ရေတုံ့ပြန်မှုတွင် HF ကဲ့သို့သော မကောင်းတဲ့ဓာတ်ငွေ့များသည် ဘေးကင်းရန် လွယ်ကူသည်။ lithium difluoroxalate borate (LiODFB) မှထုတ်လုပ်သော အစိုင်အခဲ အီလက်ထရိုလစ်ဖလင်သည် လုံလောက်သောတည်ငြိမ်ပြီး ပိုမိုကောင်းမွန်သောအပူချိန်နှင့် စွမ်းဆောင်ရည်နှုန်းမြင့်မားသည်။ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် LiODFB တွင် lithium dioxalate borate (LiBOB) နှင့် LiBF4 နှစ်ခုလုံး၏ အားသာချက်များ ရှိသောကြောင့်ဖြစ်သည်။

3. အနှစ်ချုပ်
လစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများ၏ အပူချိန်နိမ့်သော စွမ်းဆောင်ရည်သည် လျှပ်ကူးပစ္စည်းနှင့် အီလက်ထရွန်းများကဲ့သို့သော ရှုထောင့်များစွာကြောင့် ထိခိုက်မည်ဖြစ်သည်။ လျှပ်ကူးပစ္စည်းနှင့် electrolyte ကဲ့သို့သော ရှုထောင့်မျိုးစုံမှ ဘက်စုံတိုးတက်မှုသည် လစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများ၏ အသုံးချမှုနှင့် ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုကို မြှင့်တင်နိုင်ပြီး လီသီယမ်ဘက်ထရီများ၏ အသုံးချမှုအလားအလာမှာ ကောင်းမွန်သော်လည်း နည်းပညာကို တီထွင်ပြီး ပြီးပြည့်စုံအောင် လုပ်ဆောင်ရန် လိုအပ်ပါသည်။