Pitkän ajanjakson ajan matala lämpötila (alapuolella - 20 astetta) on ollut litiumrautafosfaatti-akkukennojen "suorituskyvyn heikkous" - vakava kapasiteetin heikkeneminen, alhainen lataus ja purkamisen tehokkuus ja jopa kyvyttömyys aloittaa, rajoittaen niiden käyttöä kylmillä alueilla ja korkealla korkealla skenaarioilla. Globaali tekniikka materiaalien parantamisen, rakennesuunnittelun ja lämpötilanhallinta -avun avulla edistää matalan lämpötilan pullonkaulojen läpimurtoa litiumrautafosfaattihakemuskennoissa, lisäämällä kapasiteetin pidättämistä yli 80%: iin -30 asteessa ja saavuttaen vakaan latauksen ja purkautumisen -40 asteen, mikä tarjoaa avaintukea uuden energian muuttamiselle kylmissä alueilla.
1 Materiaalitaso: Paranna alhainen - lämpötilan ionin johtavuuden tehokkuus
Kiinan "matala - elektrolyytin lämpötilan modifikaatio". The "composite ether electrolyte" developed by a certain enterprise is a mixture of ethylene glycol dimethyl ether (DME) and dimethyl carbonate (DMC) in a ratio of 3:7, combined with LiODFB lithium salt (concentration 1.5mol/L), to maintain fluidity of the electrolyte at -40℃, with an ion conductivity of 1,2 ms/cm, joka on viisi kertaa korkeampi kuin perinteiset karbonaattielektrolyyttit. Samanaikaisesti 5% adiponitriilin lisääminen matalan lämpötilan pehmittimeksi vähentää SEI -kalvon impedanssia (impedanssi laskee 40% -30 asteessa), mikä johtaa purkauskapasiteetin pidätysnopeuteen 85% akkukennolle -30 -asteilla, mikä on 35% korkeampi kuin muuttamaton akkukenno. Tätä tekniikkaa on sovellettu uusiin energiaajoneuvoihin Koillis -Kiinassa, ja talvimatka on lisääntynyt 20%.
Pohjoinen 'positiivinen elektrodin nanomaterialisointi ja negatiivinen elektrodin pre -litisaatio'. Norjalaiset valmistajat ovat mursanneet litiumrautafosfaattikatodimateriaalit 50 nm: ksi (perinteisesti 100-200 nm), lisäämällä spesifistä pinta-alaa ja lyhentämällä litiumionien kulkeutumispolkua; Negatiivisessa elektrodissa käytetään "esiläätälöityä grafiittia" (5%edeltävä aste) kompensoimaan litiumin lisäyshäviö alhaisissa lämpötiloissa. Optimoidun akkukennon lataustehokkuus on 70% -25 asteessa (perinteiset akkukennot ovat vain 30%), ja kapasiteetin pidätysaste saavuttaa edelleen 75% 500 syklin jälkeen. Arktisen tieteellisen tutkimusaseman energian varastointiprojektissa akkukenno voi purkaa vakaasti ympäristössä -40 asteen ympäristössä tarjoamalla jatkuvan virran tieteellisille tutkimuslaitteille ja ratkaisemaan perinteisten akkujen "matalan lämpötilan romahtamisen" ongelman.
2 rakennesuunnittelu: Paranna alhainen - Lämpötilan sopeutumiskyky
Yhdysvalloissa "Extreme Thinding and Multi - kerrospinoaminen". Teslan litiumrautafosfaatti -akkukennot kylmille markkinoille omaksuvat "ohut elektrodisuunnittelu" (vähentäen positiivisen elektrodin paksuutta välillä 120 μm - 80 μm ja negatiivisen elektrodin välillä 100 μm - 60 μm) elektrodin sisällä olevien litiumioneiden kulkeutumisetäisyyden vähentämiseksi; Samanaikaisesti "multi - kerrospinousprosessi" (150 kerrosta vuorottelevia positiivisia ja negatiivisia elektrodeja pinottu) hyväksytään nykyisen keräysalueen lisäämiseksi ja virrantiheyden vähentämiseksi. Tämä rakenne antaa akkukennolle mahdollisuuden saavuttaa latausrahoitusnopeus 0,5 ° C jopa -30 asteessa, mikä on kaksi kertaa korkeampi kuin perinteiset haavan akkukennot. Alaskan testeissä tällä akkukennolla varustetut sähköajoneuvot voivat täydentää 80% kapasiteetistaan latauksen jälkeen yhden tunnin ajan -25 asteessa, mikä vastaa päivittäisiä työmatkatarpeita.
Kiinan "joustava napakorva- ja eristysrakenne". Kehitä "joustava elektrodi korvan litiumrautafosfaatti -akkukennot" korkealle - korkeudelle ja matalalle - lämpötilaskenaarioille (kuten Qinghai Tiibetin tasangolla): Elektrodikorva on valmistettu kuparikalvon alumiinikalvon komposiittijoustavan materiaalin kanssa, joka voi muodostaa hiukan lämpötilan muutokset välttää elektrodikorvakuormitus alhaisissa lämpötiloissa; Ydin ulkokuori kääritään 1 mm paksulla ilmageelieristyskerroksella (lämmönjohtavuus 0,018W/(m ・ K)), joka yhdessä rakennettujen - kanssa PTC -lämmittimessä (teho 5w) voi nostaa ytimen lämpötilan 5 asteeseen 30 minuutin kuluessa -30 asteessa, ja kapasiteetin säilyttämisnopeus voi saavuttaa 90%: n jälkeen startupin jälkeen. Yushun, Qinghai -akkukennon keskimääräinen päivittäinen virtalähteenä talvella sijaitsevassa Yushussa sijaitsevassa ruudukon aurinkosähköprojektissa saavuttaa 8 kWh, joka täyttää paimenten kotitalouksien sähkön kysynnän.
3 Lämpötilanhallinta -apu: Skenaariopohjainen matalan lämpötilan ratkaisu
Synergia jätteiden lämmön talteenoton ja aktiivisen lämmityksen välillä Venäjällä. Siperian viestinnän tukiaseman energian varastointijärjestelmä esittelee tukiaseman laitteiden (CPU, voimamoduulin) tuottaman hukkalämpö (lämpötila 40 - 50 astetta) litiumrautafosfaatti -akkuosastoon ilmakanavan kautta ja tekee yhteistyötä rakennetulla - lämmityselokuvan (Power 20W/M ²), joka muodostaa Akku -kennon "Poliisien palautumis- ja aktiivien palautumis- ja aktiivien palautumis- Kun ympäristön lämpötila on alle -30 astetta, jätelämmön hyödyntämiselle annetaan prioriteetti. Jos se ei ole riittävä, lämmityskalvo aktivoidaan hyttin lämpötilan stabiloimiseksi 10-15 asteessa. Akun kapasiteetin pidätysaste saavuttaa 95%, mikä on 60% energiatehokkaampaa kuin puhdas aktiivinen lämmitys. Tämä ratkaisu lisää tukiasemien käytettävissä olevaa energian varastointikapasiteettia 30% talvella välttäen alhaisten lämpötilojen aiheuttamia viestinnän keskeytyksiä.
Vaiheenvaihtomateriaalit ja aurinkoenergian esilämmitys Kanadassa. Etäalueilla olevien ruudukkojen skenaarioiden osalta parafiinipohjaiset vaihemuutosmateriaalit (sulamispiste 8 astetta) täytetään litiumrautafosfaatti -akkukennojen ympärillä. Päivän aikana aurinkokeräimet lämmitetään vaihemuutosmateriaalit (varastoivat), ja yöllä vaihemateriaalit vapauttavat lämmön pitämään solut eristettynä; Asenna samanaikaisesti heijastavat levyt akkumoduulin ulkopuolelle auttaaksesi akkukennojen esilämmittämisessä heikon talvivalon avulla. Ontariossa sijaitsevassa ruudukko -ohjaamoprojektissa tämä ratkaisu antaa akkukennoille mahdollisuuden ylläpitää lämpötilaa ilman ulkoista virtalähdettä -25 asteen ympäristössä, purkauskapasiteetin säilyttämisaste on 80% ja vuotuinen energiansäästö 1200 kWh.
Lithium -rautafosfaatti -akkukennojen läpimurto alhaisessa - lämpötilan suorituskyky rikkoo perinteistä käsitystä, että ”kylmät alueet eivät sovellu litiumrautafosfaatille". Tulevaisuudessa kiinteiden elektrolyyttien levittämisellä (10 -kertaisella alhaisella -} lämpötilan johtavuudella) ja biomimeettisten eristysmateriaalien (arktisen kettukehän turkisrakenteen jäljittelemällä), "nolla -esilämmitys, täydellinen kapasiteetti" Käyttö saavutetaan - 50 -astetta, joka laajenee edelleen Lithion -fosfaatti- ja taloudellinen valinta- ja jaetusaika -aste, joka tarjoaa enemmän. uuden energian muuttamiseksi kylmillä alueilla ja korkealla alueilla ympäri maailmaa.