एक लंबे समय के लिए, कम तापमान (- 20 डिग्री के नीचे) लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी कोशिकाओं - गंभीर क्षमता गिरावट, कम चार्जिंग और डिस्चार्जिंग दक्षता, और यहां तक कि ठंडे क्षेत्रों में उनके आवेदन को सीमित करने और उच्च-अक्षांश के रूप में उनके अनुप्रयोग को सीमित करने की "प्रदर्शन की कमजोरी" रहा है। वैश्विक प्रौद्योगिकी, भौतिक सुधार, संरचनात्मक डिजाइन और तापमान नियंत्रण सहायता के माध्यम से, लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी कोशिकाओं में कम तापमान की बाधाओं की सफलता को बढ़ावा देती है, क्षमता प्रतिधारण को -30 डिग्री पर 80% से अधिक तक बढ़ाती है और -40 डिग्री पर स्थिर चार्जिंग और डिस्चार्जिंग प्राप्त करती है, जिससे ठंडे शासन में नई ऊर्जा के परिवर्तन के लिए महत्वपूर्ण सहायता प्रदान की जाती है।
1 सामग्री स्तर: कम - तापमान आयन चालकता दक्षता में सुधार करें
चीन का "कम - इलेक्ट्रोलाइट का तापमान संशोधन" तकनीक। एक निश्चित उद्यम द्वारा विकसित "कम्पोजिट ईथर इलेक्ट्रोलाइट" 3: 7 के अनुपात में एथिलीन ग्लाइकोल डाइमिथाइल ईथर (डीएमई) और डाइमिथाइल कार्बोनेट (डीएमसी) का मिश्रण है, जो कि लियोडफब लिथियम नमक (एकाग्रता 1.5mol/l) के साथ संयुक्त है, जो कि {{9} के साथ {{9} के साथ है। पारंपरिक कार्बोनेट इलेक्ट्रोलाइट्स की तुलना में पांच गुना अधिक है। इसके साथ ही एक कम तापमान वाले प्लास्टिसाइज़र के रूप में 5% एडिपोनिट्राइल को जोड़ने से एसईआई फिल्म प्रतिबाधा कम हो जाती है (प्रतिबाधा -30 डिग्री पर 40% तक कम हो जाती है), जिसके परिणामस्वरूप -30 डिग्री पर बैटरी सेल के लिए 85% की डिस्चार्ज क्षमता प्रतिधारण दर होती है, जो कि अनमॉडिफाइड बैटरी सेल की तुलना में 35% अधिक है। इस तकनीक को पूर्वोत्तर चीन में नए ऊर्जा वाहनों पर लागू किया गया है, जिसमें सर्दियों की सीमा में 20% की वृद्धि हुई है।
नॉर्डिक 'पॉजिटिव इलेक्ट्रोड नैनोमैटेरियलाइज़ेशन और नेगेटिव इलेक्ट्रोड प्री लिथिएशन'। नॉर्वेजियन निर्माताओं ने लिथियम आयरन फॉस्फेट कैथोड सामग्री को 50nm (पारंपरिक रूप से 100-200Nm) में कुचल दिया है, जिससे विशिष्ट सतह क्षेत्र में वृद्धि हुई है और लिथियम आयनों के प्रवास पथ को छोटा किया गया है; नकारात्मक इलेक्ट्रोड कम तापमान पर लिथियम सम्मिलन हानि की भरपाई के लिए "प्री लिथेटेड ग्रेफाइट" (5%की पूर्व लिथिएशन डिग्री) का उपयोग करता है। अनुकूलित बैटरी सेल में -25 डिग्री (पारंपरिक बैटरी कोशिकाओं में केवल 30%) की चार्जिंग दक्षता है, और क्षमता प्रतिधारण दर अभी भी 500 चक्रों के बाद 75% तक पहुंचती है। आर्कटिक वैज्ञानिक अनुसंधान स्टेशन की ऊर्जा भंडारण परियोजना में, बैटरी सेल -40 डिग्री के वातावरण में स्थिर रूप से निर्वहन कर सकती है, वैज्ञानिक अनुसंधान उपकरणों के लिए निरंतर शक्ति प्रदान करती है और पारंपरिक बैटरी की "कम तापमान पतन" की समस्या को हल करती है।
2 संरचनात्मक डिजाइन: कम - तापमान अनुकूलन क्षमता बढ़ाएँ
संयुक्त राज्य अमेरिका में "चरम पतला और बहु - लेयर स्टैकिंग"। ठंड बाजार के लिए टेस्ला के लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी कोशिकाएं "पतली इलेक्ट्रोड डिजाइन" को अपनाती हैं (सकारात्मक इलेक्ट्रोड की मोटाई को 120 μ मीटर से 80 μ मीटर तक कम करती है और इलेक्ट्रोड के अंदर लिथियम आयनों के प्रवासन दूरी को कम करने के लिए 100 μ से 60 μ मीटर तक नकारात्मक इलेक्ट्रोड); इसी समय, "मल्टी - लेयर स्टैकिंग प्रक्रिया" (वैकल्पिक सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड की 150 परतें) को वर्तमान संग्रह क्षेत्र को बढ़ाने और वर्तमान घनत्व को कम करने के लिए अपनाया जाता है। यह संरचना बैटरी सेल को -30 डिग्री पर भी 0.5C की चार्ज डिस्चार्ज दर प्राप्त करने की अनुमति देती है, जो पारंपरिक घाव बैटरी कोशिकाओं से दोगुना है। अलास्का में परीक्षणों में, इस बैटरी सेल से लैस इलेक्ट्रिक वाहन -25 डिग्री पर 1 घंटे के लिए चार्ज करने के बाद अपनी क्षमता के 80% को फिर से भर सकते हैं, दैनिक रूप से कम्यूटिंग जरूरतों को पूरा करते हैं।
चीन का "लचीला ध्रुव कान और इन्सुलेशन संरचना"। उच्च - altitude और कम - तापमान परिदृश्यों (जैसे कि किंगहाई तिब्बत पठार) के लिए "लचीली इलेक्ट्रोड कान लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी कोशिकाओं" का विकास करें: इलेक्ट्रोड कान तांबे के पन्नी एल्यूमीनियम फ़ॉइल कम्पोजिट लचीली सामग्री से बना है। कोर के बाहरी शेल को 1 मिमी मोटी एयरगेल इन्सुलेशन परत (थर्मल चालकता 0.018W/(m) k)) के साथ लपेटा जाता है, जो PTC हीटर (पावर 5W) में निर्मित - के साथ मिलकर, कोर का तापमान 30 मिनट के भीतर 5 डिग्री तक बढ़ा सकता है, और 90% तक पहुंच सकता है। Yushu, Qinghai में ऑफ ग्रिड फोटोवोल्टिक परियोजना में, सर्दियों में बैटरी सेल की औसत दैनिक बिजली की आपूर्ति 8KWH तक पहुंच जाती है, जो कि चरवाहों के घरों की बिजली की मांग को पूरा करती है।
3 तापमान नियंत्रण सहायता: परिदृश्य आधारित कम तापमान समाधान
रूस में अपशिष्ट गर्मी की वसूली और सक्रिय हीटिंग के बीच तालमेल। साइबेरिया में संचार बेस स्टेशन ऊर्जा भंडारण प्रणाली, बेस स्टेशन उपकरण (सीपीयू, पावर मॉड्यूल) द्वारा उत्पन्न अपशिष्ट गर्मी (तापमान 40 - 50 डिग्री) का परिचय देती है, जो एयर डक्ट के माध्यम से लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी कम्पार्टमेंट में बनाई जाती है, और बटोरिंग फिल्म में बर्निंग के लिए निर्मित {{12}… जब परिवेश का तापमान -30 डिग्री से नीचे होता है, तो अपशिष्ट गर्मी का उपयोग करने के लिए प्राथमिकता दी जाती है। यदि यह अपर्याप्त है, तो हीटिंग फिल्म 10-15 डिग्री पर केबिन के अंदर तापमान को स्थिर करने के लिए सक्रिय है। बैटरी क्षमता प्रतिधारण दर 95% तक पहुंचती है, जो शुद्ध सक्रिय हीटिंग की तुलना में 60% अधिक ऊर्जा-कुशल है। यह समाधान सर्दियों में आधार स्टेशनों की उपलब्ध ऊर्जा भंडारण क्षमता को 30% बढ़ाता है, कम तापमान के कारण होने वाले संचार रुकावटों से बचता है।
कनाडा में चरण परिवर्तन सामग्री और सौर प्रीहीटिंग। दूरदराज के क्षेत्रों में ऑफ ग्रिड परिदृश्यों के लिए, पैराफिन आधारित चरण परिवर्तन सामग्री (पिघलने बिंदु 8 डिग्री) लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी कोशिकाओं के आसपास भरी जाती है। दिन के दौरान, चरण परिवर्तन सामग्री को सौर संग्राहकों द्वारा गर्म (संग्रहीत) किया जाता है, और रात में, चरण परिवर्तन सामग्री कोशिकाओं को अछूता रखने के लिए गर्मी जारी करती है; इसी समय, कमजोर सर्दियों की रोशनी का उपयोग करके बैटरी कोशिकाओं को प्रीहीट करने में सहायता करने के लिए बैटरी मॉड्यूल के बाहर पर चिंतनशील प्लेट स्थापित करें। ओंटारियो में ऑफ ग्रिड केबिन प्रोजेक्ट में, यह समाधान -25 डिग्री के वातावरण में बाहरी बिजली की आपूर्ति के बिना तापमान को बनाए रखने में सक्षम बनाता है, जिसमें 80% की डिस्चार्ज क्षमता प्रतिधारण दर और 1200 kWh की वार्षिक बिजली बचत होती है।
कम - लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी कोशिकाओं का तापमान प्रदर्शन पारंपरिक धारणा को तोड़ रहा है कि 'कोल्ड रीजन लिथियम आयरन फॉस्फेट के लिए उपयुक्त नहीं हैं'। भविष्य में, ठोस इलेक्ट्रोलाइट्स के आवेदन के साथ (कम - तापमान आयन चालकता में 10 गुना वृद्धि के साथ) और बायोमिमेटिक इन्सुलेशन सामग्री (आर्कटिक फॉक्स फर की संरचना की नकल करते हुए), "शून्य प्रीहीटिंग, पूर्ण क्षमता" ऑपरेशन को - के वातावरण में और अधिक लाभ प्राप्त किया जाएगा। दुनिया भर के ठंडे क्षेत्रों और उच्च ऊंचाई वाले क्षेत्रों में नई ऊर्जा के परिवर्तन के लिए विकल्प।