Влияние кратности перезарядки на разряд литий-ионной батареи

Литий-ионные батареи используются с увеличением количества зарядов и разрядов, емкость постепенно уменьшается, что мы называем снижением, интуитивное ощущение состоит в том, что электричество используется все меньше и меньше. Например, когда мы впервые покупаем сотовый телефон, его можно использовать на полную мощность в течение всего дня, но при его использовании мы можем поддерживать только половину дня использования. Это снижение емкости используемых литий-ионных аккумуляторов. Потребительскую электронику легче заменить быстрее, и мы могли бы заменить новые телефоны до того, как емкость батареи снизилась бы слишком сильно. Однако решить проблему долговечного продукта, такого как электромобиль с долгим сроком службы, не так-то просто. В целом срок службы авто может достигать около 10 лет. В течение этого периода может потребоваться от 1000 до 2000 зарядок (при условии, что через день). Заряжать). Чтобы удовлетворить спрос потребителей на электромобили, необходимо выдвинуть определенные требования к сроку службы литий-ионных аккумуляторов электромобилей.

На срок службы ионно-литиевых батарей влияет множество факторов. Температура использования, ток зарядки и разрядки, напряжение отключения при зарядке и разрядке и другие факторы будут влиять на снижение и скорость падения литий-ионных аккумуляторов. Механизм, вызывающий снижение емкости литий-ионных аккумуляторов, также можно разделить на три категории: повышенное внутреннее сопротивление и поляризация, потеря активных веществ положительной и отрицательной полярности и потеря лития. Различные внешние факторы по-разному влияют на эти три. Например, батареи из материалов LiFePO4, как правило, имеют очень хорошие характеристики при езде на велосипеде, но такие исследования, как DerekN. Вонг из Техасского университета в Арлингтоне обнаружил, что условия использования имеют важное влияние на их жизненный цикл. Когда Дерек Н. Вонг выполнил импульсную разрядку 15C и непрерывную разрядку 15C на батарее LiFePO4 типа 26650 соответственно, две системы разряда оказали совершенно разные эффекты на батарею LiFePO4. Емкость литий-железо-фосфатной батареи 15C с импульсным разрядом очень быстро снижается. После 40 раз разряд 15С не может быть выполнен, но разряд 1С еще можно выполнить. Скорость затухания разряда 1С 6% / 20 раз. Емкость батареи с непрерывной разрядкой 15C медленно уменьшается, и разряд 15C все еще может быть выполнен после 60 раз, но кратная скорость 1C спадает быстрее, чем импульсная разрядка 15C, достигая 14% / 20 раз. Исследования механизмов показали, что батарея с импульсным разрядом 15C содержит больше LiF в отрицательной мембране SEI, а LiF имеет большие препятствия для диффузии ионов лития, что приводит к быстрому увеличению импеданса диффузии Li + и импеданса перезарядки батареи. В результате напряжение поляризации аккумулятора слишком велико во время процесса зарядки и разрядки, что приводит к быстрому снижению разрядной емкости LiFePO4.

Система разряда литий-ионных батарей в значительной степени зависит от пользователя, и хорошая система разряда не обязательно применима для некоторых пользователей. Однако система зарядки в основном контролируется конструктором. Таким образом, изучение влияния системы зарядки на сокращение срока службы батареи может лучше направить нашу конструкцию литий-ионных батарей. Ян Гао из Пекинского университета Цзяотун и другие исследовали влияние различных систем зарядки на сокращение срока службы литий-ионных аккумуляторов, изучили его механизм и предложили модель сокращения срока службы литий-ионных аккумуляторов. Исследование YangGao показывает, что когда зарядный ток и напряжение отключения превышают определенное значение, распад литий-ионных аккумуляторов значительно ускоряется. Чтобы снизить скорость разрушения литий-ионных батарей, необходимо ориентироваться на разные системы. Выберите подходящий ток заряда и разряда и напряжение отключения.

Страница содержит содержимое машинного перевода.