Unsa ang mga kinahanglanon alang sa de-kalidad nga mga baterya nga lithium-ion? Sa kinatibuk-an nga pagsulti, taas nga kinabuhi, taas nga density sa enerhiya, ug kasaligan nga pasundayag sa kaluwasan mao ang mga kinahanglanon alang sa pagsukod sa usa ka taas nga kalidad nga baterya sa lithium-ion. Ang mga baterya nga lithium-ion karon gigamit sa tanan nga mga aspeto sa adlaw-adlaw nga kinabuhi, apan lahi ang naghimo o brand. Adunay pipila nga mga kalainan sa kinabuhi sa serbisyo ug kahilwasan sa paghimo sa mga baterya nga lithium-ion, nga adunay kalabutan sa mga sukaranan sa proseso sa produksyon ug mga materyales sa paghimo; ang mosunod nga mga kondisyon kinahanglan nga mga kondisyon alang sa taas nga kalidad nga lithium-ion;

1. Taas nga kinabuhi sa serbisyo

Ang kinabuhi sa ikaduha nga baterya naglakip sa duha ka mga timailhan: kinabuhi sa siklo ug kinabuhi sa kalendaryo. Ang kinabuhi sa siklo nagpasabut nga pagkahuman nasinati sa baterya ang gidaghanon sa mga siklo nga gisaad sa tiggama, ang nahabilin nga kapasidad labi pa sa o katumbas sa 80%. Ang kinabuhi sa kalendaryo nagpasabut nga ang nahabilin nga kapasidad dili moubos sa 80% sulod sa yugto sa panahon nga gisaad sa tiggama, bisan kung kini gigamit o wala.

Ang kinabuhi usa ka hinungdan nga timailhan sa gahum nga baterya nga lithium. Sa usa ka bahin, ang dako nga aksyon sa pag-ilis sa baterya masamok gayud ug ang kasinatian sa user dili maayo; sa laing bahin, sa panguna, ang kinabuhi usa ka isyu sa gasto.

Ang kinabuhi sa usa ka lithium-ion nga baterya nagpasabut nga ang kapasidad sa baterya madunot sa nominal nga kapasidad (sa temperatura sa kwarto nga 25 ° C, standard nga presyur sa atmospera, ug 70% sa kapasidad sa baterya nga gipagawas sa 0.2C) pagkahuman sa usa ka panahon sa paggamit , ug ang kinabuhi mahimong isipon nga katapusan sa kinabuhi. Sa industriya, ang kinabuhi sa siklo sa kasagaran gikalkulo sa gidaghanon sa mga siklo sa hingpit nga na-charge ug na-discharge nga mga baterya sa lithium-ion. Sa proseso sa paggamit, usa ka dili mabalik nga reaksyon sa electrochemical ang mahitabo sa sulud sa baterya nga lithium-ion, nga mosangpot sa pagkunhod sa kapasidad, sama sa pagkadugta sa electrolyte, pagpahunong sa mga aktibo nga materyales, ug pagkahugno sa positibo ug negatibo nga mga istruktura sa electrode modala ngadto sa pagkunhod sa gidaghanon sa lithium ions intercalation ug deintercalation. Paghulat. Gipakita sa mga eksperimento nga ang mas taas nga rate sa pag-discharge magdala ngadto sa mas paspas nga pagkunhod sa kapasidad. Kung ang pag-agay sa pag-agos mubu, ang boltahe sa baterya mahimo’g duul sa boltahe nga katimbangan, nga makapagawas daghang enerhiya.

Ang kinabuhi nga teoretikal sa usa ka ternary nga lithium-ion nga baterya mga 800 nga siklo, nga medium taliwala sa mga komersyal nga mahimo’g rechargeable nga lithium-ion nga baterya. Ang lithium iron phosphate maoy mga 2,000 ka mga siklo, samtang ang lithium titanate giingon nga makaabot sa 10,000 ka mga siklo. Sa pagkakaron, ang mga tiggama sa mainstream nga baterya nagsaad labaw pa sa 500 ka beses (pag-charge ug pagdiskarga ubos sa standard nga mga kondisyon) sa mga detalye sa ilang mga ternary battery cell. Bisan pa, pagkahuman nga ang mga baterya gitigum sa usa ka pack sa baterya, tungod sa mga isyu sa pagkamakanunayon, ang labing hinungdanon nga mga hinungdan mao ang boltahe ug internal Ang pagsukol dili mahimong parehas nga parehas, ug ang kinabuhi sa siklo niini mga 400 ka beses. Ang girekomenda nga bintana sa paggamit sa SOC mao ang 10% ~ 90%. Dili girekomenda ang lawom nga pag-charge ug pagpakawala, kung dili kini hinungdan nga dili mabalik ang kadaot sa positibo ug negatibo nga istraktura sa baterya. Kung kini kalkulado pinaagi sa mabaw nga bayad ug mabaw nga pag-discharge, ang siklo sa kinabuhi mahimong labing menos 1000 ka beses. Dugang pa, kung ang mga baterya sa lithium-ion kanunay nga ma-discharge sa taas nga rate ug taas nga temperatura nga mga palibot, ang kinabuhi sa baterya maminusan sa dili moubos sa 200 ka beses.

2. Dili kaayo maintenance, ubos nga gasto sa paggamit

Ang baterya mismo adunay usa ka mubu nga presyo matag kilowatt-hour, nga mao ang labi ka daghang intuitive nga gasto. Dugang pa sa nahisgotan na, para sa mga tiggamitan, kung muubos ba gyud ang gasto depende sa “full life cycle cost of electricity.”

“Ang bug-os nga siklo sa kinabuhi nga gasto sa elektrisidad”, ang kinatibuk-ang gahum sa gahum sa lithium nga baterya gipadaghan sa gidaghanon sa mga siklo aron makuha ang kinatibuk-ang kantidad sa gahum nga magamit sa tibuuk nga siklo sa kinabuhi sa baterya, ug ang kinatibuk-ang presyo sa ang battery pack gibahin niini nga kantidad aron makuha ang presyo kada kilowatt sa kuryente sa tibuok nga siklo sa kinabuhi.

Ang presyo sa baterya nga kasagaran natong gihisgutan, sama sa 1,500 yuan/kWh, gibase lamang sa kinatibuk-ang enerhiya sa bag-ong battery cell. Sa tinuud, ang gasto sa elektrisidad matag yunit sa kinabuhi mao ang direkta nga kaayohan sa katapusan nga kustomer. Ang labing intuitive nga sangputanan mao kung mopalit ka duha nga mga pack sa baterya nga adunay parehas nga kusog sa parehas nga presyo, ang usa moabut ang katapusan sa kinabuhi pagkahuman sa 50 ka beses nga pag-charge ug pagpagawas, ug ang usa mahimo’g magamit pag-usab pagkahuman sa 100 ka beses nga pag-charge ug pagpahawa. Kining duha ka mga battery pack makita sa usa ka pagtan-aw nga mas barato.

Sa tinuud nga pagkasulti, kini taas nga kinabuhi, lig-on ug gipamub-an ang mga gasto.

Gawas sa labaw sa duha nga gasto, ang gasto sa pagpadayon sa baterya kinahanglan usab nga ikonsidera. Hunahunaa lang ang inisyal nga gasto, pilia ang problema nga selyula, ang ulahi nga gasto sa pagmentinar ug gasto sa pagtrabaho taas kaayo. Mahitungod sa pagmentinar sa battery cell mismo, importante nga maghisgot sa manwal nga pagbalanse. Ang built-in nga equalization function sa BMS limitado sa gidak-on sa iyang kaugalingon nga design equalization current, ug mahimong dili makab-ot ang ideal nga balanse tali sa mga cell. Sa pagtipon sa oras, ang problema sa sobra nga kalainan sa presyur sa pack sa baterya mahitabo. Sa ingon nga mga sitwasyon, kinahanglan nga himuon ang manual equalization, ug ang mga cell sa baterya nga adunay gamay kaayo nga boltahe gilainlain. Kon mas ubos ang frequency niini nga sitwasyon, mas ubos ang gasto sa pagmentinar.

3. Taas nga densidad sa enerhiya / taas nga densidad sa kusog

Ang kakusog sa enerhiya nagpunting sa enerhiya nga sulud sa usa ka gibug-aton sa usa ka yunit o kadaghan sa yunit; ang elektrisidad nga enerhiya nga gipagawas sa kasagaran nga gidaghanon sa yunit o masa sa usa ka baterya. Kasagaran, sa parehas nga kadaghan, ang gibug-aton sa kusog sa mga baterya nga lithium-ion 2.5 ka pilo sa mga baterya nga nickel-cadmium ug 1.8 nga beses sa mga baterya nga nickel-hydrogen. Busa, kung managsama ang kapasidad sa baterya, ang mga baterya sa lithium-ion mas maayo kaysa mga baterya nga nickel-cadmium ug nickel-hydrogen. Mas gamay nga gidak-on ug mas gaan nga gibug-aton.

Densidad sa enerhiya sa baterya=kapasidad sa baterya × plataporma sa pagdiskarga / gibag-on sa baterya / gilapdon sa baterya / gitas-on sa baterya.

Ang densidad sa gahum nagtumong sa kantidad sa labing kadaghan nga gahum sa pagdiskarga matag yunit nga gibug-aton o gidaghanon. Sa limitado nga wanang sa mga salakyanan sa dalan, pinaagi lamang sa pagdugang sa kadaghan nga mahimo’g epektibo nga mapaayo ang kinatibuk-ang kusog ug kinatibuk-ang kusog. Ingon kadugangan, ang karon nga mga subsidyo sa estado naggamit sa kakusog sa enerhiya ug gibug-aton sa kuryente ingon ang sukaranan aron masukod ang lebel sa mga subsidyo, nga labi nga nagpalig-on sa kahinungdanon sa gibag-on.

Bisan pa, adunay usa ka piho nga panagsumpaki tali sa kakusog sa enerhiya ug kahilwasan. Samtang nagkadako ang kusog sa enerhiya, ang kahilwasan kanunay mag-atubang sa labi ka bag-o ug labi ka lisud nga mga hagit.

4. Taas nga boltahe

Tungod kay ang mga graphite electrodes batakan nga gigamit ingon anode nga mga materyales, ang boltahe sa lithium-ion nga mga baterya nag-una nga gitino sa mga materyal nga kinaiya sa mga materyales sa cathode. Ang labaw nga utlanan sa boltahe sa lithium iron phosphate mao ang 3.6V, ug ang labing kadaghan nga boltahe sa ternary lithium ug lithium manganate nga baterya mga 4.2V (ipasabut sa sunod nga bahin Ngano nga ang labing kadaghan nga boltahe sa Li-ion nga baterya molapas sa 4.2V ). Ang pag-uswag sa taas nga boltahe nga mga baterya usa ka teknikal nga ruta alang sa mga baterya sa lithium-ion aron madugangan ang densidad sa enerhiya. Aron madugangan ang output boltahe sa selyula, usa ka positibo nga materyal nga electrode nga adunay taas nga potensyal, usa ka negatibo nga materyal nga electrode nga adunay usa ka gamay nga potensyal ug usa ka electrolyte nga adunay usa ka lig-on nga taas nga boltahe ang gikinahanglan.

5. Taas nga kahusayan sa enerhiya

Ang kahusayan sa Coulomb, gitawag usab nga kahusayan sa pag-charge, nagtumong sa ratio sa kapasidad sa pag-discharge sa baterya sa kapasidad sa pag-charge sa parehas nga siklo. Sa ato pa, ang porsyento sa discharge nga piho nga kapasidad sa pagsingil sa piho nga kapasidad.

Alang sa positibo nga materyal sa electrode, kini ang kapasidad sa pagsal-ot sa lithium / kapasidad sa delithium, nga mao, ang kapasidad sa pagdiskarga / kapasidad sa pagkarga; alang sa negatibo nga electrode nga materyal, kini mao ang lithium removal capacity/lithium insertion capacity, nga mao, ang discharge capacity/charge capacity.

Atol sa proseso sa pag-charge, ang enerhiya sa elektrisidad nakabig ngadto sa kemikal nga enerhiya, ug sa panahon sa proseso sa pag-discharge, ang kemikal nga enerhiya nakabig ngadto sa elektrikal nga enerhiya. Adunay usa ka piho nga kahusayan sa input ug output sa enerhiya sa elektrisidad sa panahon sa duha nga proseso sa pagkakabig, ug kini nga kahusayan direkta nga gipakita ang paghimo sa baterya.

Gikan sa panglantaw sa propesyonal nga pisika, ang Coulomb efficiency ug energy efficiency lahi. Ang usa mao ang ratio sa kuryente ug ang lain mao ang ratio sa trabaho.

Ang kahusayan sa enerhiya sa storage battery ug ang Coulomb efficiency, apan gikan sa mathematical expression, adunay boltahe nga relasyon tali sa duha. Ang kasagaran nga boltahe sa bayad ug pag-discharge dili managsama, ang kasagaran nga boltahe sa pag-discharge kasagaran mas ubos kaysa sa kasagaran nga boltahe sa bayad

Ang pasundayag sa baterya mahimong mahukman pinaagi sa kaepektibo sa enerhiya sa baterya. Gikan sa pagkonserba sa enerhiya, ang nawala nga elektrisidad nga enerhiya sa panguna gibag-o sa enerhiya sa kainit. Busa, ang kahusayan sa enerhiya mahimong mag-analisar sa kainit nga namugna sa baterya sa panahon sa proseso sa pagtrabaho, ug dayon ang relasyon tali sa internal nga pagsukol ug kainit mahimong masusi. Ug nahibal-an nga ang kahusayan sa enerhiya makatagna sa nahabilin nga kusog sa baterya ug madumala ang makatarunganon nga paggamit sa baterya.

Tungod kay ang gahum sa pag-input kanunay dili gigamit aron mabalhin ang aktibo nga materyal ngadto sa usa ka gisisingil nga estado, apan ang bahin niini nangaut-ut (pananglitan, dili mabalik ang mga reaksyon sa kilid), busa ang pagka-epektibo sa Coulomb kanunay nga mas mubu sa 100%. Apan kutob sa karon nga mga baterya sa lithium-ion, ang kahusayan sa Coulomb mahimo’g makaabut sa 99.9% ug pataas.

Makaimpluwensya sa mga hinungdan: electrolyte decomposition, interface passivation, kausaban sa istruktura, morphology, ug conductivity sa electrode aktibo nga mga materyales makapakunhod sa Coulomb efficiency.

Dugang pa, angay nga hisgutan nga ang pagkadunot sa baterya adunay gamay nga epekto sa kahusayan sa Coulomb ug adunay gamay nga kalabotan sa temperatura.

Ang karon nga gibag-on nagsalamin sa kadako sa karon nga paglabay matag yunit sa yunit. Samtang ang pagtaas sa karon nga kadaghan, ang karon nga gipasa sa stack nagdugang, ang pagka-epektibo sa boltahe mikunhod tungod sa internal nga resistensya, ug ang pagka-epektibo sa Coulomb mikunhod tungod sa polarisezation sa konsentrasyon ug uban pang mga hinungdan. Sa katapusan mosangput sa usa ka pagkunhod sa pagkaepisyente sa enerhiya.

6. Maayo nga pasundayag sa taas nga temperatura

Ang mga baterya sa lithium-ion adunay maayo nga pasundayag sa taas nga temperatura, nga nagpasabut nga ang kinauyokan sa baterya naa sa usa ka mas taas nga temperatura nga palibot, ug ang positibo ug negatibo nga mga materyales sa baterya, mga separator ug electrolyte mahimo usab nga magpadayon ang maayo nga kalig-on, mahimo’g molihok nga normal sa taas nga temperatura, ug ang dili mapadali ang kinabuhi. Ang taas nga temperatura dili sayon ​​nga hinungdan sa mga aksidente sa pagdagan sa init.

Ang temperatura sa baterya sa lithium-ion nagpakita sa kainit nga kahimtang sa baterya, ug ang kahinungdanon niini mao ang sangputanan sa pagmugna og init ug pagbalhin sa kainit sa baterya nga lithium-ion. Ang pagtuon sa mga kainit nga kinaiya sa mga baterya nga lithium-ion, ug ang ilang paggawi sa kainit ug mga kinaiya sa pagbalhin sa kainit sa ilalum sa lainlaing mga kondisyon, makapahibalo kanato sa hinungdanon nga paagi sa mga exothermic nga kemikal nga reaksyon sa sulud sa mga baterya nga lithium-ion.

Ang dili luwas nga pamatasan sa mga baterya sa lithium-ion, lakip ang sobra nga bayad sa baterya ug sobra nga pagdiskarga, paspas nga pag-charge ug pag-discharge, mubo nga sirkito, mga kondisyon sa pag-abuso sa mekanikal, ug taas nga temperatura nga thermal shock, dali nga makapahinabog peligro nga mga reaksyon sa kilid sa sulod sa baterya ug makamugna og kainit, direkta nga makaguba sa negatibo ug positibo nga electrodes Passivation pelikula sa ibabaw sa nawong.

Kung ang temperatura sa selyula mosaka sa 130 ° C, ang SEI nga pelikula sa nawong sa negatibo nga electrode madunot, hinungdan nga ang high-activity nga lithium carbon negatibo nga electrode maladlad sa electrolyte nga moagi sa usa ka mapintas nga reaksyon sa pagkunhod sa oksihenasyon, ug ang kainit nga mahitabo naghimo sa baterya nga mosulod sa usa ka high-risk nga kahimtang.

Kung ang internal nga temperatura sa baterya mosaka sa ibabaw sa 200 ° C, ang passivation film sa positibo nga electrode surface decomposes sa positibo nga electrode aron makamugna og oxygen, ug nagpadayon sa mapintas nga reaksyon sa electrolyte aron makamugna og daghang kainit ug maporma ang taas nga internal pressure. . Kung ang temperatura sa baterya miabut sa labaw sa 240 ° C, giubanan kini sa usa ka mapintas nga reaksiyon nga exothermic taliwala sa lithium carbon negatibo nga electrode ug ang binder.

Ang problema sa temperatura sa lithium-ion nga mga baterya adunay dakong epekto sa kaluwasan sa lithium-ion nga mga baterya. Ang palibot sa paggamit mismo adunay usa ka piho nga temperatura, ug ang temperatura sa lithium ion nga baterya makita usab kung kini gigamit. Ang importante nga ang temperatura adunay mas dako nga epekto sa kemikal nga reaksyon sa sulod sa lithium-ion nga baterya. Ang sobra ka taas nga temperatura mahimong makadaot sa kinabuhi sa serbisyo sa lithium-ion nga baterya, ug sa grabe nga mga kaso, kini magpahinabog mga problema sa kaluwasan alang sa lithium-ion nga baterya.

7. Maayo nga performance sa ubos nga temperatura

Ang mga baterya sa lithium-ion adunay maayo nga performance sa ubos nga temperatura, nga nagpasabot nga sa ubos nga temperatura, ang mga lithium ions ug electrode nga mga materyales sa sulod sa baterya nagpadayon gihapon sa taas nga kalihokan, taas nga residual nga kapasidad, pagkunhod sa pagkadaut sa kapasidad sa pagdiskarga, ug dako nga gitugot nga rate sa pag-charge.

Sa pag-ubos sa temperatura, ang nahabilin nga kapasidad sa lithium-ion nga baterya madunot ngadto sa usa ka paspas nga sitwasyon. Kon mas ubos ang temperatura, mas paspas ang pagkadunot sa kapasidad. Ang pinugos nga pag-charge sa mubu nga temperatura makadaot kaayo, ug dali kaayo nga hinungdan sa mga aksidente sa pagdagan sa init. Sa mubu nga temperatura, ang kalihokan sa lithium ions ug electrode aktibo nga mga materyales mikunhod, ug ang rate diin ang lithium ion gisal-ut sa negatibo nga electrode nga materyal grabe nga pagkunhod. Kung ang eksternal nga suplay sa kuryente gikarga sa usa ka gahum nga labaw sa gitugotan nga gahum sa baterya, daghang mga lithium ions ang natipon sa palibot sa negatibo nga electrode, ug ang mga lithium ions nga na-embed sa electrode ulahi na aron makakuha mga electron ug dayon direkta nga magdeposito sa nawong sa electrode aron maporma ang lithium elemental nga mga kristal. Ang dendrite motubo, direkta nga motuhop sa diaphragm, ug motusok sa positibo nga electrode. Nagpahinabo sa usa ka mubo nga sirkito tali sa positibo ug negatibo nga mga electrodes, nga sa baylo modala ngadto sa kainit runaway.

Gawas sa grabe nga pagkadaut sa kapasidad sa pagtuman, ang mga baterya nga lithium-ion dili mahimong bayran sa mubu nga temperatura. Atol sa ubos nga temperatura nga pag-charge, ang intercalation sa lithium ions sa graphite electrode sa baterya ug ang lithium plating reaction mag-uban ug makigkompetensya sa usag usa. Ubos sa ubos nga mga kondisyon sa temperatura, ang pagsabwag sa lithium ions sa graphite gipugngan, ug ang conductivity sa electrolyte mikunhod, nga mosangpot sa pagkunhod sa intercalation rate ug naghimo sa lithium plating reaction nga mas lagmit nga mahitabo sa graphite surface. Ang mga nag-unang hinungdan sa pagkunhod sa kinabuhi sa mga baterya sa lithium-ion kung gigamit sa mubu nga temperatura mao ang pagtaas sa internal nga impedance ug pagkadaot sa kapasidad tungod sa pag-ulan sa mga lithium ion.

8. Maayong seguridad

Ang kaluwasan sa mga baterya sa lithium-ion naglakip dili lamang sa kalig-on sa mga internal nga materyales, kondili usab sa pagka-epektibo sa mga lakang sa auxiliary sa kaluwasan sa baterya. Ang kahilwasan sa mga sulud nga sulud nagtumong sa positibo ug negatibo nga mga materyales, diaphragm ug electrolyte, nga adunay maayo nga kalig-on sa kainit, maayong pagkaangay tali sa electrolyte ug electrode nga materyal, ug maayo nga pagpugong sa siga sa electrolyte mismo. Ang mga lakang sa pag-auxiliary sa kahilwasan nagtumong sa disenyo nga balbula sa kahilwasan sa selyula, laraw sa fuse, disenyo sa resistensya nga sensitibo sa temperatura, ug angay ang pagkasensitibo. Human mapakyas ang usa ka cell, makapugong kini sa pagkuyanap sa sayup ug magsilbi nga katuyoan sa pag-inusara.

9. Maayong pagkamakanunayon

Pinaagi sa “epekto sa baril” atong nasabtan ang kamahinungdanon sa pagkakonsistensya sa baterya. Ang pagkamakanunayon nagtumong sa mga selyula sa baterya nga gigamit sa parehas nga pakete sa baterya, ang kapasidad, bukas nga boltahe sa sirkito, internal nga pagsukol, pag-discharge sa kaugalingon ug uban pang mga parameter gamay ra, ug parehas ang pasundayag. Kung ang pagkamakanunayon sa cell sa baterya nga adunay kaugalingon nga maayo kaayo nga pasundayag dili maayo, ang pagkalabaw niini kanunay nga gipahinay pagkahuman naporma ang grupo. Gipakita sa mga pagtuon nga ang kapasidad sa battery pack human sa paggrupo gitino sa pinakagamay nga kapasidad nga cell, ug ang battery pack life mas ubos kay sa kinabuhi sa pinakamubo nga cell.