----เครื่องเซนกุร.ย
ผลกระทบของอุณหภูมิที่มีต่อแบตเตอรี่นั้นซับซ้อนมากและอุณหภูมิก็มีผลกระทบอย่างมากต่ออายุการใช้งานของแบตเตอรี่ด้วย การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของสภาพแวดล้อมการทดสอบจะทำให้อายุการใช้งานแบตเตอรี่ลดลงเร็วขึ้น แนวทางนี้เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการเร่งการทดลองและลดเวลาการทดสอบ อย่างไรก็ตาม กลไกที่อุณหภูมิส่งผลต่ออายุการใช้งานแบตเตอรี่ยังไม่ชัดเจน ซึ่งหมายความว่าไม่สามารถใช้ผลลัพธ์ของการทดลองแบบเร่งเพื่อทำนายผลลัพธ์ของการทดลองทั่วไปได้ ต่อไปนี้เป็นข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับผลกระทบของอุณหภูมิที่มีต่ออายุการใช้งานแบตเตอรี่
มีการแนะนำมากมายเกี่ยวกับอัตราการย่อยสลายที่แตกต่างกันของแบตเตอรี่ที่อุณหภูมิต่างกัน เช่น การย่อยสลายความจุของชั้นออกไซด์, LFP และระบบแบตเตอรี่อื่นๆ
ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่จะแตกต่างกันไปตามอุณหภูมิที่ต่างกัน ที่อุณหภูมิต่ำ การตกตะกอนของโลหะลิเธียมจะใช้ลิเธียมที่แอคทีฟ และปฏิกิริยาข้างเคียงระหว่างโลหะลิเธียมที่ตกตะกอนและอิเล็กโทรไลต์จะใช้ลิเธียมที่แอคทีฟและสร้างส่วนต่อประสานระหว่างของแข็งและของเหลวคุณภาพต่ำ ซึ่งจะเพิ่มความต้านทานของแบตเตอรี่
การสะสมลิเธียมที่อุณหภูมิต่ำเป็นปรากฏการณ์ทั่วไปใน NCM111/กราไฟท์ ดังที่แสดงในภาพ SEM ของขั้วลบกราไฟท์ก่อนและหลังการปั่นที่ -20 องศา ลิเธียมเดนไดรต์จะมองเห็นได้ชัดเจนในอิเล็กโทรไลต์ LP40
ปรากฏการณ์ของการสะสมลิเธียมที่อุณหภูมิต่ำสามารถบรรเทาได้โดยการเปลี่ยนอิเล็กโทรไลต์ ตัวอย่างเช่น ในรูปด้านบน ไม่มีลิเธียมโลหะที่ชัดเจนบนพื้นผิวขั้วลบของแบตเตอรี่ที่หมุนเวียนอยู่ในอิเล็กโทรไลต์ M9F1 การแยกชิ้นส่วนแบตเตอรี่เพื่อดูพื้นผิวอิเล็กโทรดลบเป็นการทดลองที่ค่อนข้างยุ่งยาก ประสิทธิภาพของคูลอมบ์ในระหว่างการชาร์จและการคายประจุแบตเตอรี่สามารถใช้เป็นตัวบ่งชี้อย่างง่ายในการพิจารณาการสะสมของลิเธียม ในรูปด้านล่าง ประสิทธิภาพคูลอมบิกระยะกลางของแบตเตอรี่ที่เกิดการสะสมของลิเธียมจะเบี่ยงเบนไปจาก 100% อย่างมีนัยสำคัญ
ปฏิกิริยาข้างเคียงที่เกิดจากการตกตะกอนของลิเธียมที่ออกฤทธิ์จะเข้มข้นขึ้น ทำให้การตรวจจับปรากฏการณ์นี้ซับซ้อนยิ่งขึ้น นอกจากนี้ยังมีปฏิกิริยาข้างเคียงเกิดขึ้นที่ส่วนต่อประสานระหว่างของแข็งและของเหลว ในกรณีที่ไม่มีการสังเกตโดยตรงเกี่ยวกับปฏิกิริยาระหว่างลิเธียมที่สะสมและอิเล็กโทรไลต์ เพียงแค่ตัดสินจากผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาข้างสุดท้ายที่สะสมลิเธียมเพื่อเร่งปฏิกิริยาด้านข้างของส่วนต่อประสานก็เป็นการอนุมานที่ไม่น่าเชื่อถือในเชิงตรรกะเช่นกัน
ที่อุณหภูมิสูง ปัจจัยหลักที่ทำให้แบตเตอรี่เสื่อมสภาพคือการชะล้างของโลหะทรานซิชันจากอิเล็กโทรดบวก และการสลายตัวที่อุณหภูมิสูงของอิเล็กโทรไลต์ LiPF6 จะสลายตัวแม้ไม่มีสนามไฟฟ้าที่อุณหภูมิสูง ส่งผลให้อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลดลงและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลดลง
สมาคมผู้เชี่ยวชาญด้านยานพาหนะ (AFP) จัดการกับข้อกังวลเกี่ยวกับการสูญเสียพลังงานระหว่างการชาร์จ โดยจะตรวจสอบความคลาดเคลื่อนซึ่งอาจเชื่อมโยงกับประสิทธิภาพของสายเคเบิลและวิธีการชาร์จ ปัจจัยต่างๆ เช่น การสอบเทียบเครื่องชาร์จและความแม่นยำของระบบเทเลเมติกส์ของยานพาหนะส่งผลต่อการใช้พลังงาน ซึ่งมีอิทธิพลต่อการตัดสินใจด้านการจัดการกลุ่มยานพาหนะ
นอกจากนี้ โลหะจะละลายออกจากขั้วบวกในระหว่างการหมุนเวียนที่อุณหภูมิสูง ซึ่งไม่เพียงแต่จะทำให้โครงสร้างวัสดุแคโทดเสื่อมสภาพเท่านั้น แต่ยังนำไปสู่การสะสมของไอออนของโลหะที่ละลายอยู่บนพื้นผิวขั้วบวก ซึ่งจะทำให้ใบหน้าเสียหาย หน้ากากของอินเทอร์เฟซของแข็งและของเหลวของแอโนด ปรากฏการณ์การชะล้างของโลหะจากอิเล็กโทรดบวกสามารถสังเกตได้ทั้งในระบบชั้นออกไซด์และระบบลิเธียมเหล็กฟอสเฟต อย่างไรก็ตาม การชะล้าง Fe ในลิเธียมเหล็กฟอสเฟตได้รับความสนใจน้อยลง สาเหตุหลักมาจากการชะล้างเหล็กในปริมาณเล็กน้อยซึ่งมีผลกระทบเพียงเล็กน้อยต่อโครงสร้างของลิเธียมเหล็กฟอสเฟต และมีผลเพียงเล็กน้อยต่ออายุการใช้งานแบตเตอรี่ การชะละลายของโลหะทรานซิชันจากชั้นออกไซด์อาจทำให้เกิดปัญหาหลายอย่างกับแบตเตอรี่ได้
เนื่องจากปฏิกิริยาข้างเคียงหลักที่แตกต่างกันของแบตเตอรี่ที่อุณหภูมิต่างกัน แนวโน้มการลดทอนของแบตเตอรี่จึงแตกต่างกันไปตามธรรมชาติ ส่งผลให้ไม่สามารถย้ายการทดสอบแบบวนรอบที่อุณหภูมิต่างกันได้ ทำให้การทดลองแบบเร่งสำเร็จได้ยาก อย่างไรก็ตาม ในด้านหนึ่งการลดพลังงานกระตุ้นในระหว่างการหมุนเวียนของแบตเตอรี่ ปัจจัยหลักที่ทำให้แบตเตอรี่เสื่อมสามารถถูกกำหนดได้ และในทางกลับกัน ความสามารถในการถ่ายโอนของผลการทดลองแบบเร่งสามารถพิจารณาได้จากมุมมองนี้