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L’impact de la température sur les batteries est très complexe et la température a également un impact significatif sur la durée de vie des batteries. En modifiant la température de l’environnement de test, la dégradation de la durée de vie de la batterie peut être accélérée. Cette approche est un moyen efficace d’accélérer les expériences et de réduire la durée des tests. Cependant, le mécanisme par lequel la température affecte la durée de vie de la batterie n’est pas clair, ce qui signifie que les résultats des expériences accélérées ne peuvent pas être utilisés pour prédire les résultats des expériences conventionnelles. Voici une introduction à l’impact de la température sur la durée de vie de la batterie.
Il existe de nombreuses introductions aux différents taux de dégradation des batteries à différentes températures, telles que la dégradation de la capacité des oxydes en couches, du LFP et d'autres systèmes de batteries.
Les principaux facteurs affectant la dégradation de la batterie diffèrent selon les températures. À basse température, la précipitation du lithium métallique consomme du lithium actif, et la réaction secondaire entre le lithium métallique précipité et l'électrolyte consomme du lithium actif et forme une interface solide-liquide de mauvaise qualité, augmentant l'impédance de la batterie.
Le dépôt de lithium à basse température est un phénomène courant dans NCM111/Graphite, comme le montre l'image SEM de l'électrode négative en graphite avant et après le cyclage à -20 degrés. Les dendrites de lithium sont clairement visibles dans l'électrolyte LP40
Le phénomène de dépôt de lithium à basse température peut être atténué en changeant l'électrolyte. Par exemple, dans la figure ci-dessus, il n'y a pas de lithium métallique évident sur la surface de l'électrode négative de la batterie circulant dans l'électrolyte M9F1. Démonter la batterie pour observer la surface de l'électrode négative est une expérience relativement lourde. L’efficacité coulombienne pendant la charge et la décharge de la batterie peut être utilisée comme un simple indicateur pour déterminer le dépôt de lithium. Dans la figure ci-dessous, le rendement coulombien à moyen terme de la batterie subissant un dépôt de lithium s'écarte considérablement de 100 %.
Les réactions secondaires provoquées par la précipitation du lithium actif s’intensifient, rendant plus compliquée la détection de ce phénomène. De plus, il existe déjà des réactions secondaires à l’interface solide-liquide. En l'absence d'observation directe de la réaction entre le lithium déposé et l'électrolyte, le simple fait de juger à partir des produits de réaction secondaires finaux selon lesquels le lithium déposé a accéléré la réaction secondaire de l'interface est également une inférence logiquement peu fiable.
À des températures élevées, les principaux facteurs provoquant la dégradation de la batterie sont la lixiviation des métaux de transition de l'électrode positive et la décomposition de l'électrolyte à haute température. Le LiPF6 se décomposera même sans champ électrique à haute température. Cela entraîne une diminution de la durée de vie au ralenti et de la durée de vie de la batterie.
Répondant aux préoccupations concernant la perte d'énergie pendant la recharge, l'Association des professionnels de la flotte (AFP) enquête sur les écarts, potentiellement liés à l'efficacité des câbles et aux méthodes de recharge. Des facteurs tels que l'étalonnage des chargeurs et la précision de la télématique des véhicules ont un impact sur l'utilisation de l'énergie, influençant ainsi les décisions de gestion de flotte.
De plus, le métal sera également dissous de l'anode pendant le cycle à haute température, ce qui entraînera non seulement la détérioration de la structure du matériau de la cathode, mais également le dépôt d'ions métalliques dissous sur la surface de l'anode, ce qui endommagera le visage. masque de l’interface solide-liquide de l’anode. Le phénomène de lessivage du métal de l’électrode positive peut être observé à la fois dans les systèmes d’oxydes en couches et dans les systèmes au lithium et au phosphate de fer. Cependant, la lixiviation du Fe dans le phosphate de fer lithium a reçu moins d'attention, principalement en raison de la faible quantité de lixiviation du fer qui a peu d'impact sur la structure du phosphate de fer lithium et a peu d'effet sur la durée de vie de la batterie. La lixiviation des métaux de transition à partir des oxydes en couches peut poser toute une série de problèmes aux batteries.
En raison des différentes réactions secondaires principales des batteries à différentes températures, leurs tendances d'atténuation varient naturellement. Cela conduit à l’impossibilité de migrer simplement les tests cycliques à différentes températures, ce qui rend difficile la réalisation d’expériences accélérées. Cependant, en atténuant l’énergie d’activation pendant le cycle de la batterie, d’une part, les principaux facteurs provoquant la dégradation de la batterie peuvent être déterminés, et d’autre part, la transférabilité des résultats expérimentaux accélérés peut être considérée dans cette perspective.