Podczas korzystania z
akumulatorów litowo-jonowych
rzeczywista pojemność użytkowa będzie nadal maleć w stosunku do pojemności znamionowej w momencie dostawy. Każda reakcja uboczna, która może zużywać jony litu, może spowodować zmianę równowagi jonów litu w akumulatorze. Ta zmiana stanu równowagi jest nieodwracalna i może się kumulować w wielu cyklach, wpływając w ten sposób niekorzystnie na wydajność baterii.
Ładowanie i rozładowanie baterii nazywane jest cyklem, a żywotność cyklu jest ważnym wskaźnikiem wydajności baterii. Podstawowym powodem czynników wpływających na żywotność baterii litowo-jonowych jest to, że liczba jonów litu biorących udział w przenoszeniu energii stale maleje. Całkowita ilość litu w akumulatorze nie została zmniejszona, ale „aktywowanych” jonów litu jest mniej, są one w niektórych miejscach uwięzione lub kanał transmisyjny jest zablokowany i nie mogą swobodnie uczestniczyć w procesie ładowania i rozładowywania. Konkretnie:
(1) Wytrącanie metalicznego litu:
zwykle występuje na powierzchni elektrody ujemnej. Gdy jony litu migrują na powierzchnię elektrody ujemnej, niektóre jony litu nie wchodzą do materiału aktywnego elektrody ujemnej, tworząc stabilny związek. Zamiast tego uzyskują elektrony i osadzają się na powierzchni elektrody ujemnej, aby stać się metalicznym litem i nie uczestniczą już w kolejnym procesie cyklu, co powoduje zmniejszenie pojemności. Na przykład, gdy materiał elektrody ujemnej jest niewystarczający lub przeładowany, elektroda ujemna nie może pomieścić jonów litu migrujących z elektrody dodatniej, co powoduje osadzanie metalicznego litu; podczas szybkiego ładowania nadmierna ilość jonów litu docierająca do elektrody ujemnej w krótkim czasie powoduje zablokowanie kanału i wytrącanie się osadu.
(2) Rozkład materiału katody:
tlenek metalu zawierający lit z materiału elektrody dodatniej będzie nadal rozkładał się podczas długotrwałego użytkowania, wytwarzając niektóre elektrochemiczne substancje obojętne i niektóre łatwopalne gazy, niszcząc równowagę pojemności między elektrodami i powodując nieodwracalne straty pojemności.
(3) Film SEI na powierzchni elektrody:
W przypadku materiałów anod węglowych podczas początkowego cyklu elektrolit utworzy warstwę stałego elektrolitu (SEI) na powierzchni elektrody. Proces tworzenia folii SEI zużyje jony litu, a folia SEI nie jest stabilna i będzie w procesie cyklu. Ciągłe pękanie akumulatora odsłoni nową powierzchnię elektrody ujemnej, a następnie wejdzie w reakcję z elektrolitem, tworząc nową warstwę SEI, która będzie nadal powodować ciągłą utratę jonów litu i elektrolitu, co spowoduje zmniejszenie pojemności akumulatora . Ponadto kanały dyfuzji litowo-jonowej folii SEI mogą zostać zablokowane, co spowoduje również zmniejszenie pojemności akumulatora.
(4) Utrata elektrolitu:
W procesie ciągłej cyrkulacji elektrolit będzie nadal rozkładał się i ulatniał, powodując zmniejszenie całkowitej ilości elektrolitu, niezdolność do pełnej infiltracji materiałów dodatnich i ujemnych oraz niepełne reakcje ładowania i rozładowania , co skutkuje zmniejszeniem rzeczywistej mocy użytkowej. Ponadto, jeśli elektrolit zawiera pewną ilość wody, woda będzie reagować chemicznie z LiFP6, wytwarzając LiF i HF. HF następnie niszczy warstwę SEI i generuje więcej LiF, powodując osadzanie LiF i ciągłe zużycie aktywnych jonów litu. Spowodować skrócenie żywotności baterii.
(5) Membrana jest zablokowana lub uszkodzona:
Podczas cyklu pracy akumulatorów litowo-jonowych stopniowe wysychanie membrany i jej awaria są również przyczyną spadku pojemności. Ze względu na wysychanie membrany izolacyjnej wzrasta rezystancja wewnętrzna akumulatora, powodując zablokowanie kanałów ładowania i rozładowania, niepełne ładowanie i rozładowywanie, a pojemność akumulatora nie może zostać przywrócona do stanu początkowego, co znacznie zmniejsza pojemność i żywotność baterii.
(6) Materiały elektrod dodatnich i ujemnych odpadają:
Aktywne materiały elektrod dodatnich i ujemnych są utrwalane na podłożu za pomocą spoiwa. Podczas długotrwałego użytkowania, z powodu uszkodzenia spoiwa i mechanicznych wibracji akumulatora, aktywne materiały elektrod dodatnich i ujemnych stale odpadają i wchodzą do roztworu elektrolitu. , co prowadzi do ciągłej redukcji materiałów aktywnych, które mogą brać udział w reakcji elektrochemicznej i ciągłego zmniejszania żywotności baterii. Długotrwała stabilność spoiwa i dobre właściwości mechaniczne baterii będą w stanie opóźnić spadek żywotności baterii.
Obecne metody testowe stosowane do oceny żywotności akumulatorów litowo-jonowych zazwyczaj podlegają ciągłym testom cyklicznym ładowania i rozładowania, które wymagają długiego cyklu testowego. Normy dotyczące akumulatorów litowo-jonowych ogólnie określają wymagania dotyczące cyklu życia i metody testowania. W istniejących krajowych normach dotyczących akumulatorów litowo-jonowych wymagania testowe dotyczące żywotności akumulatorów litowo-jonowych przedstawiono w tabeli 1.
|
Standard
|
Użyj pola
|
Prąd testowy
|
Minimalny wymóg życia
|
|
GB/T 18287-203
|
komórka
|
1C5
|
300 razy
|
60% pojemności
|
|
MT/T 1051-2007
|
Lampa górnicza
|
1C5
|
300 razy
|
60% pojemności
|
|
GJB 4477-2002
|
-
|
0,2C5
|
400 razy
|
70% pojemności
|
|
GB/T 36972-2018
|
rower elektryczny
|
0,5C5
|
600 razy
|
70% pojemności
|
|
GB/T 31484-2015
|
samochód elektryczny
|
1C1
|
500 razy 1000 razy
|
90% pojemności 80% pojemności
|
|
CEC 171-2018
Rodzaj energii
|
Magazynowanie energii
|
nx Pn stała moc
|
1000 razy 2000 razy
|
90% energii 80% energii
|
|
CEC 171-2018
Rodzaj zasilania
|
Magazynowanie energii
|
nx Pn stała moc
|
2000 razy 4000 razy
|
80% energii 60% energii
|
Wniosek:
Aby zapewnić płynne działanie aplikacji,
inżynierowie ds. badań i rozwoju
EverExceed
pracują dzień i noc, badając i projektując najnowocześniejsze
akumulatory litowo-żelazowo-fosforanowe
o doskonałych parametrach ładowania i rozładowywania, co potwierdza najdłuższy dostępny cykl życia akumulatora. Wybierz więc EverExceed jako swoją markę, aby uzyskać pełną niezawodność.
