Pikka aega on madal temperatuur (alla - 20 kraadi) olnud liitiumraudse fosfaadi akurakkude jõudluse nõrkus - tõsine mahutavuse halvenemine, madal laadimine ja tühjendamine tõhusus ning isegi võimetus alustada, piirates nende kasutamist külmades piirkondades ja kõrgel tasemel stsenaariumides. Globaalne tehnoloogia soodustab materjali parendamise, konstruktsioonide kavandamise ja temperatuuri reguleerimise abi kaudu madala temperatuuriga kitsaskohtade läbimurret liitiumraudse fosfaadi akurakkudes, suurendades võimsuse säilitamist üle 80% -30 -ni ja saavutades stabiilse laadimise ja tühjendamise, pakkudes -40 kraadi, pakkudes peamist tuge uute energia muutmiseks külmades piirkondades.
1 Materjali tase: parandage madalat - temperatuuri ioonide juhtivuse efektiivsus
Hiina "madal - elektrolüütide temperatuuri modifitseerimine". Teatud ettevõtte välja töötatud "komposiit -eetri elektrolüüt" on etüleenglükooli dimetüüleetri (DME) ja dimetüülkarbonaadi (DMC) segu suhtega 3: 7, kombineerituna LiODFB liitiumsoolaga (kontsentratsioon 1,5mol/L), et säilitada 1 -kordne {{{9} {{9} -s, mis on {{9} atv. kõrgemad kui traditsioonilised karbonaat -elektrolüüdid. Kui samaaegselt lisatakse 5% adiponitriili madala temperatuuriga plastifikaatorina, vähendab SEI kile impedantsi (impedants väheneb 40% -30 -astmel), mille tulemuseks on tühjendusmaht 85% akuelemendil 85%, mis on 35% kõrgem kui modifitseerimata akuelement. Seda tehnoloogiat on rakendatud uutele energiasõidukitele Kirde -Hiinas, talvevahemik suureneb 20%.
Põhjamaa „Positiivne elektroodi nanomaterialiseerimine ja negatiivne elektroodide eelne litiatsioon”. Norra tootjad on purustanud liitiumi raua fosfaadi katoodmaterjalid 50 nm (traditsiooniliselt 100–200 nm), suurendades konkreetset pinda ja lühendades liitiumioonide migratsioonitee; Negatiivne elektrood kasutab liitiumi sisestamise kaotuse kompenseerimiseks madalatel temperatuuridel "eelnevalt liteeritud grafiiti" (5%). Optimeeritud akuelemendi laadimise efektiivsus on 70% -25 kraadi juures (traditsiooniliste aku lahtritega on ainult 30%) ja võimsuse säilitamiskiirus ulatub 500 tsükli järel endiselt 75% -ni. Arktika teadusliku uurimisjaama energiasalvestusprojektis saab akuelementi stabiilselt lasta keskkonnas -40 -kraadises keskkonnas, pakkudes pidevat jõudu teaduslike uurimisseadmete jaoks ja lahendades traditsiooniliste akude "madala temperatuuri kokkuvarisemise" probleemi.
2 Konstruktsioonidisain: suurendage madalat - temperatuuri kohanemisvõime
Ameerika Ühendriikides "Äärmuslik hõrenemine ja multi - kiht virnastamine". Tesla liitium -raudfosfaatrakud külma turu jaoks kasutavad "õhukese elektroodi kujunduse" (vähendades positiivse elektroodi paksust vahemikus 120 μm kuni 80 μm ja negatiivne elektrood vahemikus 100 μm kuni 60 μm), et vähendada liitiumioonide migratsiooni kaugust elektroodis; Samal ajal võetakse vastu "multi - kihi virnastamisprotsess" (150 kihti vahelduvaid positiivseid ja negatiivseid elektroode, mis on virnastatud), et suurendada praegust kogumispiirkonda ja vähendada praegust tihedust. See struktuur võimaldab akuelemendil saavutada laengu tühjenemiskiirust 0,5 ° C isegi -30 kraadi juures, mis on kaks korda suurem kui traditsiooniliste haavaaku lahtrid. Alaska testides saavad selle akuelemendiga varustatud elektrisõidukid täiendada 80% oma mahutavusest pärast 1 -tunnist laadimist -25 kraadi, rahuldades igapäevaseid pendelrändevajadusi.
Hiina "paindlik poolus kõrva ja isolatsiooni struktuur". Töötage välja kõrge - kõrguse ja madala - temperatuuri stsenaariumide jaoks "painduv elektroodikõrva liitiumfosfaat -akurakud" (näiteks Qinghai tiibeti platoo): elektroodikõrva valmistatakse vaskfooliumiga alumiiniumfooliumiga komposiidist painduvast materjalist, mis võib temperatuurimuutustega vähendada alatemperatuuriga. Südamiku välimine kest on mähitud 1mm paksuse õhugeli isolatsioonikihiga (soojusjuhtivus 0,018W/(m ・ k)), mis koos ehitatud - -ga PTC -küttekehas (võim 5W) võib tõsta südamiku temperatuuri 5 -kraadisesse 30 minuti jooksul ja mahutamismäära ulatub 90 -aastaseks. Qinghais Yushu osariigis asuvas ruudustiku fotogalvaanilises projektis ulatub talvel akuelementide keskmine päevane toiteallikas 8kWh, mis vastab karjameeste leibkondade elektrivajadusele.
3 Temperatuuri juhtimisabi: stsenaariumipõhine madala temperatuuriga lahendus
Sünergia soojuse taastumise ja Venemaal aktiivse kuumutamise vahel. Siberi kommunikatsioonipõhise jaama energiasalvestussüsteem tutvustab tugijaama seadmete (CPU, toitemooduli) genereeritud jäätmekütti (temperatuur 40 - 50 kraadi) liitiumi raua fosfaadi aku sektsiooni läbi õhukanalite kaudu ja teeb koostööd ehitatud- -ga, mis kuumutab kilet (toide 20w/M ²) temperatuuril. Kui ümbritseva õhu temperatuur on alla -30 kraadi, eelistatakse jäätmete soojuse kasutamist. Kui see on ebapiisav, aktiveeritakse küttekile temperatuuri stabiliseerimiseks salongis 10-15 kraadi juures. Aku mahu säilitamiskiirus ulatub 95% -ni, mis on 60% energiasäästlikum kui puhas aktiivne kuumutamine. See lahendus suurendab baasjaamade olemasolevat energiasalvestusvõimet talvel 30%, vältides madala temperatuuri põhjustatud kommunikatsiooni katkestusi.
Faasimuutuse materjalid ja päikeseenergia eelsoojendamine Kanadas. Väljas olevate ruumide stsenaariumide jaoks kaugemates piirkondades täidetakse liitium -raudfosfaadi akurakkude ümber parafiinipõhised faasimuutusmaterjalid (sulamispunkt 8 kraad). Päeva jooksul kuumutavad päikesekogujad (ladustavad) faasivahetusmaterjale ja öösel vabastavad faasimuutuse materjalid soojuse, et hoida rakud isoleeritud; Samal ajal paigaldage akumooduli välisküljele peegeldavad taldrikud, et aidata nõrga talvevalguse abil akuelemente eelkuumutada. Ontarios asuvas ruudustiku salongiprojektis võimaldab see lahendus akuelementidel säilitada temperatuuri ilma välise toiteallikata keskkonnas -25 kraadi, mille tühjenemisvõime peetusmäär on 80% ja aastane energiasääst 1200 kWh.
Litiumraudse fosfaatrakkude temperatuuri jõudlus madala - läbimurde korral rikub traditsioonilise ettekujutuse, et „külmad piirkonnad ei sobi liitiumraudse fosfaadi jaoks”. Tulevikus rakendades tahkeid elektrolüüte (madala -} temperatuuri ioonide juhtivuse 10 korda suurenemisega) ja biomimeetilise isolatsioonimaterjalide (Arctic Foxi karusnaha struktuuri jäljendamine), "nullieelne", täisvõimsus ", mis võimaldavad- 50 kraadi keskkonda, mis on lisatud maksjate jaoks, täiendavasse maandumist. Uue energia muundamine külmades piirkondades ja kõrge kõrgusega piirkondades kogu maailmas.