מצב מוצקסוללות ליתיום בטמפרטורה נמוכהלהפגין ביצועים אלקטרוכימיים נמוכים בטמפרטורות נמוכות. טעינת סוללת ליתיום-יון בטמפרטורה נמוכה תיצור חום בתגובה הכימית של האלקטרודות החיוביות והשליליות, וכתוצאה מכך להתחממות יתר של האלקטרודה. בשל חוסר היציבות של האלקטרודות החיוביות והשליליות בטמפרטורות נמוכות, קל לגרום לתגובת האלקטרוליט ליצור בועות אוויר ומשקעי ליתיום, ובכך להרוס את הביצועים האלקטרוכימיים. לכן, טמפרטורה נמוכה היא תהליך בלתי נמנע בתהליך ההזדקנות של הסוללה.
טמפרטורת טעינת סוללת ליתיום-יון נמוכה מדי בטמפרטורה נמוכה, מה שיגרום לפגיעה באלקטרודות החיוביות והשליליות. כאשר טמפרטורת טעינת הסוללה נמוכה מטמפרטורת החדר, האלקטרודה החיובית של הסוללה מגיבה ומתפרקת תרמית, והגז והחום הנוצרים מצטברים בגז הנוצר באלקטרודה החיובית, וגורמים לתא להתרחב. אם הטמפרטורה נמוכה מדי במהלך הפריקה, הקטבים יהפכו ללא יציבים. על מנת לשמור על פעילות האלקטרודה השלילית והאלקטרודה החיובית, יש לטעון את הסוללה באופן רציף, לכן יש לשמור את החומר הפעיל של האלקטרודה החיובית במצב מסוים ככל האפשר בעת הטעינה.
קיבולת הסוללה דועכת מהר יותר במהלך רכיבה על אופניים בטמפרטורה נמוכה ויש לה השפעה משמעותית על חיי הסוללה. טעינה בטמפרטורה נמוכה מובילה לשינויי נפח מוגזמים באלקטרודות החיוביות והשליליות, מה שמוביל בתורו ליצירת ליתיום דנדריטים ובכך משפיע על ביצועי הסוללה. אובדן ההספק והפירוק בקיבולת במהלך מחזור הטעינה/הפריקה הוא גם גורם מרכזי המשפיע על חיי הסוללה, והפירוק של קתודה LiCoSiO 2 וקתודה LiCoSiO 2 בטמפרטורות גבוהות מייצר גז ובועות יחד עם האלקטרוליט המוצק, המשפיע על חיי סוללה. התגובה של אלקטרודות חיוביות ושליליות עם אלקטרוליט בטמפרטורה נמוכה יוצרת בועות המערערות את האלקטרודות החיוביות והשליליות במהלך מחזור הסוללה, ובכך גורמות לקיבולת הסוללה להתפרק במהירות.
הארכת חיי המחזור תלויה במצב הפרוק של הסוללה ובריכוז הליתיום יון במהלך הטעינה. ריכוז ליתיום גבוה יעכב את ביצועי הרכיבה של הסוללה, בעוד שריכוז ליתיום נמוך יעכב את ביצועי הרכיבה של הסוללה. שכן טעינה בטמפרטורה נמוכה תגרום לאלקטרוליט להגיב באלימות ובכך תשפיע על תגובת האלקטרודה החיובית והשלילית, מה שיגרום לאינטראקציה בין החומרים הפעילים של האלקטרודה החיובית לשלילית ובכך תגרום לאלקטרודה השלילית להגיב ולייצר כמות גדולה של גז ו מים, ובכך להגביר את חום הסוללה. כאשר ריכוז יוני הליתיום נמוך מ-0.05%, חיי המחזור הם רק 2 פעמים ביום; כאשר זרם הטעינה של הסוללה גבוה מ-0.2 A/C, מערכת המחזור יכולה לשמור על 8-10 פעמים ביום, ואילו כאשר ריכוז הליתיום דנדריט נמוך מ-0.05%, מערכת המחזור יכולה לשמור על 6-7 פעמים ביום. .
בטמפרטורה נמוכה, אובדן מים יתרחש באלקטרודה השלילית ובדיאפרגמה של סוללת Li-ion, מה שיוביל לירידה בביצועי המחזור ובקיבולת הטעינה של הסוללה; הקיטוב של חומר האלקטרודה החיובית יגרום גם לעיוות שביר של חומר האלקטרודה השלילי, וכתוצאה מכך לאי יציבות הסריג ותופעת העברת המטען; האידוי, הנידוף, הפירוק, האמולסיפיקציה והמשקעים של אלקטרוליט יובילו גם הם לירידה בביצועי המחזור של הסוללה. בסוללות LFP, החומר הפעיל על פני הסוללה יורד בהדרגה ככל שמספר הטעינה והפריקה עולה, והפחתת החומר הפעיל תוביל לירידה בקיבולת הסוללה; במהלך תהליך הטעינה והפריקה, ככל שמספר הטעינה והפריקה עולה, החומר הפעיל בממשק מתכנס מחדש למבנה סוללה מוצק ואמין, מה שהופך את הסוללה ליותר עמידה ובטוחה.
זמן פרסום: 15 בנובמבר 2022