เป็นเวลานานแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตได้รับการระบุว่าเป็น "ความไวต่อความเย็น" เนื่องจากข้อบกพร่องด้านประสิทธิภาพอุณหภูมิต่ำ - ความสามารถในการปลดปล่อยของพวกเขาอยู่ที่ 50% ของอุณหภูมิห้องที่ -20 องศาทำให้ยากต่อการตอบสนองความต้องการด้านการเก็บพลังงานกลางแจ้งในภาคเหนือของจีน แต่แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตรุ่นใหม่กำลังเขียนความเข้าใจนี้ใหม่ผ่านการปรับเปลี่ยนวัสดุและนวัตกรรมโครงสร้างทำให้ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต "ทนต่อความเย็น" เป็นตัวเลือกใหม่สำหรับสถานการณ์อุณหภูมิต่ำ
1 การปรับเปลี่ยนวัสดุอิเล็กโทรดบวก: การเปิด "ช่องสีเขียว" สำหรับการแพร่กระจายของไอออน
การพัฒนาหลักอยู่ในการปรับเปลี่ยนยาสลบของวัสดุอิเล็กโทรดเชิงบวก ด้วยการแนะนำองค์ประกอบต่าง ๆ เช่นไนโอเบียมและวานาเดียมลงในตาข่ายของลิเธียมเหล็กฟอสเฟตช่องทางการแพร่กระจายของลิเธียมไอออนสามารถขยายได้ "Niobium เจือลิเธียมเหล็กฟอสเฟต" ที่พัฒนาขึ้นโดยองค์กรบางแห่งได้เพิ่มอัตราการเก็บรักษาความสามารถในการปลดปล่อยเป็น 75% ที่ -30 องศาซึ่งสูงกว่า 25 เปอร์เซ็นต์สูงกว่าผลิตภัณฑ์ทั่วไป เมื่อรวมกับการออกแบบอนุภาคระดับนาโน (ขนาดอนุภาคลดลงจาก 2 μ m เป็น 500nm) ระยะการย้ายถิ่นของลิเธียมไอออนจะสั้นลงและความจุ 1C ที่ -20 องศาถึง 80% ของอุณหภูมิห้องซึ่งเพียงพอที่จะรองรับยานพาหนะไฟฟ้า
เทคโนโลยีการเคลือบผิวเป็น "ฟิล์มป้องกัน" การเคลือบพื้นผิวของอนุภาคลิเธียมเหล็กฟอสเฟตด้วยชั้นของฟิล์ม lipov3 ที่มีความหนาประมาณ 5nm สามารถลดการสลายตัวของอิเล็กโทรไลต์ที่อุณหภูมิต่ำโดยไม่ขัดขวางการนำลิเธียมไอออน การทดสอบแสดงให้เห็นว่าอัตราการเก็บรักษาความจุของเซลล์แบตเตอรี่ที่ได้รับการรักษาด้วยการห่อหุ้มถึง 70% หลังจาก 500 รอบที่ -20 องศาซึ่งสูงกว่าเซลล์ที่ไม่ได้รับการรักษา 20%
2 นวัตกรรมอิเล็กโทรไลต์: 'Ion Highway' สำหรับการลดจุดเยือกแข็ง
การเพิ่มประสิทธิภาพของสูตรอิเล็กโทรไลต์มีความสำคัญเท่าเทียมกัน ความหนืดของอิเล็กโทรไลต์แบบดั้งเดิมจะเพิ่มขึ้นที่อุณหภูมิต่ำซึ่งเป็นอุปสรรคต่อการนำไอออน รุ่นใหม่ของ "อิเล็กโทรไลต์จุดเยือกแข็งต่ำ" ใช้ตัวทำละลายผสมของ dimethyl carbonate และ ethyl methyl carbonate (อัตราส่วน 3: 7) รวมกับลิเธียมเกลือใหม่ Lifsi (ลิเธียม difluorosulfonylimide) หลังจากใช้โซลูชันนี้เซลล์แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตของ บริษัท ไฟกลางแจ้งบางแห่งยังสามารถให้พลังงานอย่างต่อเนื่องกับแล็ปท็อปเป็นเวลา 6 ชั่วโมงในสภาพแวดล้อม -25 องศาซึ่งยาวกว่า 3 ชั่วโมงก่อน
การใช้สารเติมแต่งอย่างแม่นยำช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ การเพิ่มเอทิลีนคาร์บอเนต 0.5% (VC) สามารถทำให้ฟิล์ม SEI มีเสถียรภาพและลดการแตกของเมมเบรนที่อุณหภูมิต่ำ การเพิ่ม 1% vinyl carbonate (FEC) สามารถปรับปรุงการไหลของอุณหภูมิต่ำของอิเล็กโทรไลต์ ผลเสริมฤทธิ์กันของสารเติมแต่งสองชนิดเพิ่มที่ราบสูงของเซลล์แบตเตอรี่โดย 0.2V ที่ -30 องศาทำให้เกิดการส่งออกพลังงานที่เสถียรมากขึ้น
3 นวัตกรรมโครงสร้าง: "การออกแบบอุณหภูมิต่ำ" เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพเส้นทางปัจจุบัน
การออกแบบ "แผ่นอิเล็กโทรดไล่ระดับสี" แสดงการกระจายการไล่ระดับสีของ "ความจุสูงการนำไฟฟ้าสูง" จากด้านในจากวัสดุอิเล็กโทรดบวก กราฟีนจะถูกเพิ่มเข้าไปในชั้นด้านในเพื่อเพิ่มการนำไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ (เนื้อหา 5%) ในขณะที่ชั้นนอกรักษาสัดส่วนของวัสดุที่ใช้งานอยู่สูง (95%) สร้างความสมดุลระหว่างค่าการนำไฟฟ้าและความจุอุณหภูมิต่ำ หูขั้วโลกใช้โครงสร้าง "หูหลายหู" เพิ่มหู 2 ขั้วแบบดั้งเดิมเป็น 8 ลดเส้นทางการรวบรวมในปัจจุบันลดความต้านทานโอห์มมิกที่อุณหภูมิต่ำและปรับปรุงประสิทธิภาพการชาร์จและการปลดปล่อย 15% ที่ -20 องศา
การออกแบบการจัดการความร้อนของปลอกเซลล์แบตเตอรี่มีความสำคัญเท่าเทียมกัน การใช้โครงสร้างบรรจุภัณฑ์ที่อ่อนนุ่มของฟิล์มอลูมิเนียมพลาสติกความหนาจะลดลง 30% เมื่อเทียบกับเปลือกเหล็กซึ่งเอื้อต่อการถ่ายเทความร้อนภายนอกมากขึ้น ติดตั้งครีบหูภายในความร้อนจะดำเนินการจากศูนย์กลางของเซลล์ไปยังขอบทำให้ความแตกต่างของอุณหภูมิภายในเซลล์ภายใน 5 องศาที่ -20 องศาเพื่อหลีกเลี่ยงการสลายตัวของกำลังการผลิตที่เกิดจากอุณหภูมิต่ำในท้องถิ่น
ทุกวันนี้แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กอุณหภูมิต่ำได้ลงจอดในหลายสถานที่: หลังจากติดตั้งในรถแท็กซี่ไฟฟ้าในภาคตะวันออกเฉียงเหนือของจีนช่วงฤดูหนาวเพิ่มขึ้นเป็น 300 กิโลเมตร ระบบการจัดเก็บพลังงานในครัวเรือนในมองโกเลียในใช้เซลล์แบตเตอรี่นี้ซึ่งยังสามารถมั่นใจได้ว่าการทำงานของอุปกรณ์ให้ความร้อนที่ -30 องศา แม้แต่ในสถานีวิจัยแอนตาร์กติกก็ทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานสำรองการแก้ปัญหาของแบตเตอรี่แบบดั้งเดิมที่ล้มเหลวที่อุณหภูมิต่ำ การพัฒนาอุณหภูมิต่ำนี้ได้ขยายขอบเขตการใช้งานของลิเธียมเหล็กฟอสเฟตอย่างต่อเนื่องซึ่งสร้างรูปแบบการแข่งขันที่สมดุลมากขึ้นด้วยลิเธียมที่ประกอบไปด้วย Ternary ในสาขาการจัดเก็บพลังงานและแบตเตอรี่พลังงาน