L’impact de la recharge à basse température sur les batteries au lithium est irréversible

Charger ou décharger des batteries à basse température provoquera des dommages irréversibles à la batterie, entraînant des baisses de capacité et de graves risques pour la sécurité. Un stockage à long terme à des températures ultra-basses (-20 degrés) causera également des dommages irréversibles à la batterie et réduira sa capacité.

1. L'ensemble du processus de charge de la batterie lithium-ion à basse température

L'étage positif des batteries lithium-ion est généralement ternaire (NCM), batterie lithium fer phosphate (LFP) et batterie lithium-oxyde de cobalt (LCO), et l'électrode négative est en graphite (Gr). Lorsque la batterie est chargée, les ions lithium se déplacent de la constante de réseau positive à travers le diaphragme électrolytique de la batterie au lithium jusqu'à l'électrode négative et sont placés dans la couche solide de graphite. Lors de la charge et de la décharge, on peut comprendre qu'elle sort de la couche solide de l'électrode négative en graphite puis revient à la constante de réseau positive.

Lorsque la température de la structure de la batterie lithium-ion et le processus de charge et de décharge sont faibles, les performances de mouvement moléculaire diminuent, la vitesse de réaction totale et le processus de transfert de matière ralentissent, de sorte que la lenteur la plus évidente de la batterie est le lithium-ion. ion/ Transport de molécules de lithium dans une couche solide de graphite (électrode négative) et constante de réseau d'ordre positif. Il y a donc beaucoup de lithium déposé dans l’étage électrique et dans l’électrolyte de la batterie au lithium. Lorsque la batterie est chargée, les ions lithium ne peuvent pas être insérés dans la couche de graphite et resteront à la surface de l'électrode négative, se transformant en lithium métallique et s'accumulant en dendrites de lithium. Pendant la charge et la décharge, les ions lithium sont pressés à la surface du réseau de l'étage positif, ce qui peut facilement provoquer la fissuration de l'étage positif.

2. La charge de la batterie à basse température provoque une précipitation du lithium, ce qui entraîne des risques évidents pour la sécurité.

Le processus de croissance des dendrites de lithium : lors du chargement d’une batterie normale, les ions lithium pénètrent de manière ordonnée dans la couche solide de graphite, provoquant une réaction d’intercalation. Cependant, lors du chargement d'une batterie à basse température, les ions lithium ne peuvent pas s'infiltrer dans la couche de graphite et seront toujours absorbés par le dispositif électronique à la surface de l'électrode négative et deviendront du lithium métallique, entraînant une réaction de conversion (la différence de potentiel de réaction est inférieure à la réaction d'intercalation, qui peut être considérée comme plus difficile à produire. Cependant, il est difficile pour les substances présentes dans la réaction d'intercalation de se propager, ce qui fait que la réaction de conversion se produit facilement à basse température) et s'accumule dans les dendrites de lithium. Comme nous l’avons tous appris en chimie de neuvième année, le lithium métallique est très réactif et peut réagir immédiatement avec l’électrolyte de la batterie au lithium. Les composants chimiques qui en résultent sont également irréversibles, entraînant une perte de capacité. De plus, le lithium métallique continue de croître et de se développer, et il est très facile de percer le diaphragme et de se connecter à l'étage positif, provoquant une défaillance de court-circuit interne et provoquant facilement des accidents de sécurité plus graves.

3. La charge et la décharge à basse température provoquent la fissuration des particules de niveau positif

Pendant la charge et la décharge à basse température, les ions lithium sont pressés à la surface de la constante de réseau de niveau positif, ce qui peut facilement conduire à la fissuration des particules actives de niveau positif. D'une part, cela endommage les matières premières à énergie positive, entraînant des dommages à la capacité. De plus, la précipitation des éléments chimiques en excès dans l’électrode positive sera transférée à la surface de l’électrode négative et transformée en particules métalliques, induisant la formation d’une accumulation de lithium.

4. Le stockage à basse température réduit la capacité de la batterie

Récemment, certains chercheurs ont découvert que la batterie n'était stockée à basse température que pendant 48 heures, puis placée à température ambiante pour se reposer, puis sa capacité était testée. Il a été constaté que pour les batteries trempées à haute température pendant une longue période, la capacité sera réduite de 3,2 % lorsqu'elles sont chargées à un faible rythme (charge lente), mais lorsqu'elles sont chargées à un rythme élevé (charge rapide), la capacité sera réduit de 6%.

Les facteurs conduisant à une diminution de la capacité sont :

1) La basse température aggrave la fissuration de l’étage positif.

2) Une basse température est susceptible de provoquer la rotation des particules de niveau positif, les faisant ainsi se détacher de l'adhésif et perdre leur activité photoélectrocatalytique.