Kòm kantite sik chaj ak egzeyat ogmante, kapasite batri a ap kontinye pouri. Lè kapasite a dekonpoze nan 75% a 80% nan kapasite a rated, batri a ityòm-ion konsidere kòm nan yon eta echèk. Pousantaj egzeyat, ogmantasyon tanperati batri, ak tanperati anbyen gen yon pi gwo enpak sou kapasite egzeyat pil ityòm-ion.

Papye sa a adopte kritè yo chaje ak egzeyat nan vòltaj konstan ak konstan aktyèl chaje ak konstan aktyèl egzeyat pou batri a. Pousantaj egzeyat la, ogmantasyon tanperati egzeyat batri a, ak tanperati anbyen yo itilize siksesif kòm varyab ak eksperyans siklik yo te pote quantitatively, ak pousantaj egzeyat la ak tanperati egzeyat batri yo analize anba diferan materyèl katod. Enfliyans tanperati, tanperati anbyen ak tan sik sou kapasite egzeyat pil ityòm-ion.

1. Pwogram eksperimantal debaz batri a

Materyèl pozitif ak negatif yo diferan, ak lavi sik la varye anpil, ki afekte karakteristik kapasite batri a. Lityòm fè fosfat (LFP) ak nikèl-cobalt-manganèz materyèl ternary (NMC) yo lajman itilize kòm materyèl katod pou ityòm-ion pil segondè ak avantaj inik yo. Li ka wè nan Tablo 1 ke kapasite nominal, vòltaj nominal, ak pousantaj egzeyat nan batri NMC a pi wo pase sa yo ki nan batri a LFP.

Chaje ak egzeyat batri LFP ak NMC ityòm-ion dapre sèten chaj aktyèl konstan ak vòltaj konstan ak règ egzeyat aktyèl konstan, epi anrejistre chaj ak egzeyat vòltaj koupe, pousantaj egzeyat, ogmantasyon tanperati batri, tanperati eksperimantal, ak chanjman kapasite batri. pandan pwosesis la chaj ak egzeyat Kondisyon.

2. Enfliyans pousantaj egzeyat sou kapasite egzeyat Ranje tanperati a ak règ chaj ak egzeyat, epi egzeyate batri LFP ak batri NMC nan yon aktyèl konstan selon diferan pousantaj egzeyat.

Ajiste tanperati a respektivman: 35, 25, 10, 5, -5, -15 ° C. Li ka wè nan Figi 1 ke nan menm tanperati a, lè yo ogmante pousantaj la egzeyat, kapasite nan egzeyat an jeneral nan batri a LFP montre yon tandans dekline. Anba menm pousantaj egzeyat la, chanjman nan tanperati ki ba gen yon pi gwo enpak sou kapasite egzeyat batri LFP yo.

Lè tanperati a desann pi ba pase 0 ℃, kapasite egzeyat la diminye grav epi kapasite a se irevokabl. Li se vo anyen ke batri LFP agrave diminisyon nan kapasite egzeyat anba enfliyans nan doub tanperati ki ba ak gwo pousantaj egzeyat. Konpare ak pil LFP, pil NMC yo pi sansib a tanperati, ak kapasite egzeyat yo chanje anpil ak tanperati anbyen ak pousantaj egzeyat.

Li ka wè nan Figi 2 ke nan menm tanperati a, kapasite nan egzeyat an jeneral nan batri a NMC montre yon tandans nan premye pouri anba tè ak Lè sa a, monte. Anba menm pousantaj egzeyat la, pi ba tanperati a, se pi ba kapasite egzeyat la.

Avèk ogmantasyon pousantaj egzeyat la, kapasite egzeyat pil ityòm-ion kontinye ap bese. Rezon ki fè la se ke akòz polarizasyon grav la, vòltaj la egzeyat redwi a vòltaj la koupe egzeyat davans, se sa ki, tan an egzeyat se pi kout, egzeyat la se ensifizan, ak elektwòd negatif Li + pa tonbe. Entègre nèt. Lè pousantaj egzeyat batri a se ant 1.5 ak 3.0, kapasite egzeyat la kòmanse montre siy rekiperasyon nan diferan degre. Kòm reyaksyon an ap kontinye, tanperati batri a tèt li ap ogmante siyifikativman ak ogmantasyon pousantaj egzeyat la, kapasite mouvman tèmik Li + vin pi fò, epi vitès difizyon an akselere, pou vitès de-embedding Li + akselere ak kapasite egzeyat la ogmante. Li ka konkli ke enfliyans nan doub nan to a egzeyat gwo ak ogmantasyon nan tanperati nan batri nan tèt li lakòz fenomèn nan ki pa monotonik nan batri a.

3. Enfliyans nan monte tanperati batri sou kapasite egzeyat. Batri NMC yo respektivman sibi 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5C eksperyans egzeyat nan 30 ℃, ak koub relasyon ant kapasite egzeyat la ak ogmantasyon tanperati batri ityòm-ion yo montre nan Figi 3. Yo montre.

Li ka wè nan Figi 3 ke anba menm kapasite egzeyat la, pi wo pousantaj egzeyat la, se plis siyifikatif ogmantasyon tanperati a chanje. Analize twa peryòd yo nan pwosesis egzeyat konstan aktyèl la anba menm pousantaj egzeyat la montre ke ogmantasyon tanperati a se sitou nan etap inisyal ak an reta nan egzeyat la.

Katriyèmman, enfliyans tanperati anbyen sou kapasite egzeyat Tanperati fonksyònman pi bon pil ityòm-ion se 25-40 ℃. Soti nan konparezon nan Tablo 2 ak Tablo 3, li ka wè ke lè tanperati a pi ba pase 5 ° C, de kalite pil yo dechaje rapidman ak kapasite nan egzeyat siyifikativman redwi.

Apre eksperyans nan tanperati ki ba, tanperati a wo te retabli. Nan menm tanperati a, kapasite egzeyat batri LFP a diminye pa 137.1mAh, ak batri NMC a diminye pa 47.8mAh, men ogmantasyon tanperati a ak tan egzeyat la pa t chanje. Li ka wè ke LFP gen bon estabilite tèmik epi sèlman montre pòv tolerans nan tanperati ki ba, ak kapasite batri a gen yon atenuasyon irevokabl; pandan y ap pil NMC yo sansib a chanjman tanperati.

Senkyèm, enfliyans kantite sik sou kapasite egzeyat Figi 4 se yon dyagram chema koub dekonpozisyon kapasite nan yon batri ityòm-ion, epi kapasite egzeyat la nan 0.8Q anrejistre kòm pwen echèk batri a. Kòm kantite sik chaj ak egzeyat ogmante, kapasite egzeyat la kòmanse montre yon bès.

Yon batri 1600mAh LFP te chaje ak egzeyate nan 0.5C ak egzeyate nan 0.5C pou yon eksperyans sik chaj-egzeyat. Yo te fè yon total de 600 sik, epi yo te itilize 80% nan kapasite batri a kòm kritè echèk batri a. Sèvi ak 100 kòm fwa entèval pou analize pousantaj erè relatif kapasite egzeyat ak atenuasyon kapasite, jan yo montre nan Figi 5.

Yon batri 2000mAh NMC te chaje nan 1.0C ak egzeyate nan 1.0C pou yon eksperyans sik chaj-egzeyat, ak 80% nan kapasite batri a te pran kòm kapasite nan batri nan fen lavi li. Pran premye 700 fwa yo epi analize kapasite egzeyat la ak pousantaj erè relatif nan atenuasyon kapasite ak 100 kòm entèval, jan yo montre nan Figi 6.

Kapasite batri LFP ak batri NMC lè kantite sik se 0 se kapasite rated, men anjeneral kapasite aktyèl la mwens pase kapasite nominal la, kidonk apre premye 100 sik yo, kapasite egzeyat la dekonpoze seryezman. Batri LFP a gen yon lavi sik long, lavi teyorik la se 1,000 fwa; lavi a teyorik nan batri a NMC se 300 fwa. Apre menm kantite sik, kapasite batri NMC a dekonpoze pi vit; lè kantite sik se 600, kapasite batri NMC a dekonpoze tou pre papòt echèk la.

6. Konklizyon

Atravè chaje ak egzeyat eksperyans sou pil ityòm-ion, senk paramèt materyèl katod, pousantaj egzeyat, ogmantasyon tanperati batri, tanperati anbyen ak nimewo sik yo itilize kòm varyab, epi yo analize relasyon ki genyen ant karakteristik ki gen rapò ak kapasite ak diferan faktè enfliyanman, ak sa ki annapre yo jwenn an konklizyon:

(1) Nan ranje tanperati rated batri a, yon tanperati ki wo apwopriye ankouraje deintercalation ak entegre Li+. Espesyalman pou kapasite egzeyat la, pi gwo pousantaj egzeyat la, pi gwo pousantaj jenerasyon chalè, ak pi evidan reyaksyon elektwochimik andedan batri ityòm-ion.

(2) Batri LFP a montre bon adaptabilite nan tanperati ki wo ak pousantaj egzeyat pandan chaj ak egzeyat; li gen pòv tolerans nan tanperati ki ba, kapasite nan egzeyat pouri grav, epi yo pa ka refè apre chofaj.

(3) Anba menm kantite sik chaj ak egzeyat, batri LFP a gen yon lavi sik long, ak kapasite batri NMC a dekonpoze a 80% nan kapasite nominal la pi vit. (4) Konpare ak batri LFP a, kapasite egzeyat batri NMC a pi sansib a tanperati a, epi nan yon gwo pousantaj egzeyat, kapasite egzeyat la pa monotone ak ogmantasyon tanperati a chanje anpil.