Քանի որ լիցքավորման և լիցքաթափման ցիկլերի քանակը մեծանում է, մարտկոցի հզորությունը կշարունակի քայքայվել: Երբ հզորությունը նվազում է մինչև անվանական հզորության 75%-80%-ը, լիթիում-իոնային մարտկոցը համարվում է անսարք վիճակում: Լիցքաթափման արագությունը, մարտկոցի ջերմաստիճանի բարձրացումը և շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը ավելի մեծ ազդեցություն ունեն լիթիում-իոնային մարտկոցների լիցքաթափման հզորության վրա:

Այս փաստաթուղթը ընդունում է մշտական ​​լարման և մշտական ​​հոսանքի լիցքավորման և մարտկոցի մշտական ​​հոսանքի լիցքավորման չափանիշները: Լիցքաթափման արագությունը, մարտկոցի լիցքաթափման ջերմաստիճանի բարձրացումը և շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը հաջորդաբար օգտագործվում են որպես փոփոխականներ, և ցիկլային փորձերը կատարվում են քանակապես, և լիցքաթափման արագությունը և մարտկոցի լիցքաթափման ջերմաստիճանը վերլուծվում են տարբեր կաթոդային նյութերի ներքո: Ջերմաստիճանի, շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանի և ցիկլի ժամանակների ազդեցությունը լիթիում-իոնային մարտկոցների լիցքաթափման հզորության վրա:

1. Մարտկոցի հիմնական փորձարարական ծրագիրը

Դրական և բացասական նյութերը տարբեր են, և ցիկլի կյանքը մեծապես տարբերվում է, ինչը ազդում է մարտկոցի հզորության բնութագրերի վրա: Լիթիումի երկաթի ֆոսֆատը (LFP) և նիկել-կոբալտ-մանգան եռական նյութերը (NMC) լայնորեն օգտագործվում են որպես լիթիում-իոնային երկրորդային մարտկոցների կաթոդային նյութեր՝ իրենց յուրահատուկ առավելություններով: Աղյուսակ 1-ից կարելի է տեսնել, որ NMC մարտկոցի անվանական հզորությունը, անվանական լարումը և լիցքաթափման արագությունը ավելի բարձր են, քան LFP մարտկոցի:

Լիցքավորեք և լիցքաթափեք LFP և NMC լիթիում-իոնային մարտկոցները՝ համաձայն հաստատուն հոսանքի և հաստատուն լարման լիցքավորման և մշտական ​​հոսանքի լիցքաթափման կանոնների, և գրանցեք լիցքավորման և լիցքաթափման անջատման լարումը, լիցքաթափման արագությունը, մարտկոցի ջերմաստիճանի բարձրացումը, փորձնական ջերմաստիճանը և մարտկոցի հզորության փոփոխությունները։ լիցքավորման և լիցքաթափման գործընթացում Վիճակը.

2. Լիցքաթափման արագության ազդեցությունը լիցքաթափման հզորության վրա Հաստատեք ջերմաստիճանը և լիցքավորման և լիցքաթափման կանոնները և լիցքաթափեք LFP մարտկոցը և NMC մարտկոցը մշտական ​​հոսանքով՝ ըստ լիցքաթափման տարբեր արագությունների:

Ջերմաստիճանը կարգավորեք համապատասխանաբար՝ 35, 25, 10, 5, -5, -15°C։ Նկար 1-ից երևում է, որ նույն ջերմաստիճանում, մեծացնելով լիցքաթափման արագությունը, LFP մարտկոցի լիցքաթափման ընդհանուր հզորությունը ցույց է տալիս նվազման միտում: Նույն լիցքաթափման արագության դեպքում ցածր ջերմաստիճանի փոփոխություններն ավելի մեծ ազդեցություն ունեն LFP մարտկոցների լիցքաթափման հզորության վրա:

Երբ ջերմաստիճանը իջնում ​​է 0 ℃-ից ցածր, լիցքաթափման հզորությունը խիստ քայքայվում է, և հզորությունը անշրջելի է: Հարկ է նշել, որ LFP մարտկոցները սրում են լիցքաթափման հզորության թուլացումը ցածր ջերմաստիճանի և լիցքաթափման մեծ արագության երկակի ազդեցության ներքո: LFP մարտկոցների համեմատ, NMC մարտկոցները ավելի զգայուն են ջերմաստիճանի նկատմամբ, և դրանց լիցքաթափման հզորությունը զգալիորեն փոխվում է շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանի և լիցքաթափման արագության հետ:

Նկար 2-ից երևում է, որ միևնույն ջերմաստիճանում NMC մարտկոցի լիցքաթափման ընդհանուր հզորությունը ցույց է տալիս սկզբում քայքայման, ապա բարձրացման միտում: Նույն լիցքաթափման արագությամբ, որքան ցածր է ջերմաստիճանը, այնքան ցածր է լիցքաթափման հզորությունը:

Լիցքաթափման արագության բարձրացմամբ լիթիում-իոնային մարտկոցների լիցքաթափման հզորությունը շարունակում է նվազել։ Պատճառն այն է, որ լուրջ բևեռացման պատճառով լիցքաթափման լարումը նախապես իջեցվում է մինչև լիցքաթափման լարման, այսինքն՝ լիցքաթափման ժամանակը կրճատվում է, լիցքաթափումը անբավարար է, իսկ Li+ բացասական էլեկտրոդը չի ընկնում։ Ներդրված ամբողջությամբ: Երբ մարտկոցի լիցքաթափման արագությունը 1.5-ից 3.0 է, լիցքաթափման հզորությունը սկսում է տարբեր աստիճանի վերականգնման նշաններ ցույց տալ: Քանի որ ռեակցիան շարունակվում է, մարտկոցի ջերմաստիճանն ինքնին զգալիորեն կբարձրանա լիցքաթափման արագության բարձրացմամբ, ուժեղանում է Li+-ի ջերմային շարժման հզորությունը և արագանում է դիֆուզիայի արագությունը, այնպես որ Li+-ի ապամոնտաժման արագությունը արագանում է և լիցքաթափման հզորությունը բարձրանում է. Կարելի է եզրակացնել, որ լիցքաթափման մեծ արագության և մարտկոցի ջերմաստիճանի բարձրացման կրկնակի ազդեցությունն ինքնին առաջացնում է մարտկոցի ոչ միապաղաղ երևույթը։

3. Մարտկոցի ջերմաստիճանի բարձրացման ազդեցությունը լիցքաթափման հզորության վրա: NMC մարտկոցները համապատասխանաբար ենթարկվում են 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5C լիցքաթափման փորձերի 30℃ ջերմաստիճանում, և կապի կորը լիցքաթափման հզորության և լիթիում-իոնային մարտկոցի ջերմաստիճանի բարձրացման միջև ներկայացված է Նկար 3-ում:

Նկար 3-ից երևում է, որ նույն լիցքաթափման հզորության դեպքում, որքան բարձր է լիցքաթափման արագությունը, այնքան ավելի էական է ջերմաստիճանի բարձրացումը: Միևնույն լիցքաթափման արագությամբ մշտական ​​հոսանքի գործընթացի երեք ժամանակաշրջանների վերլուծությունը ցույց է տալիս, որ ջերմաստիճանի բարձրացումը հիմնականում տեղի է ունենում ելքի սկզբնական և ուշ փուլերում:

Չորրորդ, շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանի ազդեցությունը լիցքաթափման հզորության վրա Լիթիում-իոնային մարտկոցների լավագույն աշխատանքային ջերմաստիճանը 25-40 ℃ է: Աղյուսակ 2-ի և 3-րդ աղյուսակի համեմատությունից երևում է, որ երբ ջերմաստիճանը 5°C-ից ցածր է, երկու տեսակի մարտկոցները արագորեն լիցքաթափվում են, և լիցքաթափման հզորությունը զգալիորեն նվազում է:

Ցածր ջերմաստիճանի փորձարկումից հետո բարձր ջերմաստիճանը վերականգնվեց։ Նույն ջերմաստիճանում LFP մարտկոցի լիցքաթափման հզորությունը նվազել է 137.1 մԱ/ժ-ով, իսկ NMC մարտկոցը՝ 47.8 մԱժ-ով, սակայն ջերմաստիճանի բարձրացումը և լիցքաթափման ժամանակը չեն փոխվել: Կարելի է տեսնել, որ LFP-ն ունի լավ ջերմային կայունություն և միայն ցածր ջերմաստիճանի դեպքում վատ հանդուրժողականություն է ցուցաբերում, իսկ մարտկոցի հզորությունը ունի անդառնալի թուլացում. մինչդեռ NMC մարտկոցները զգայուն են ջերմաստիճանի փոփոխությունների նկատմամբ:

Հինգերորդ, ցիկլերի քանակի ազդեցությունը լիցքաթափման հզորության վրա Նկար 4-ը լիթիում-իոնային մարտկոցի հզորության քայքայման կորի սխեմատիկ դիագրամ է, և լիցքաթափման հզորությունը 0.8Q-ում գրանցված է որպես մարտկոցի խափանման կետ: Քանի որ լիցքավորման և լիցքաթափման ցիկլերի քանակը մեծանում է, լիցքաթափման հզորությունը սկսում է անկում ապրել:

1600 mAh LFP մարտկոցը լիցքավորվել և լիցքաթափվել է 0.5C ջերմաստիճանում և լիցքաթափվել 0.5C ջերմաստիճանում՝ լիցքավորման-լիցքաթափման ցիկլի փորձի համար: Ընդհանուր առմամբ կատարվել է 600 ցիկլ, և մարտկոցի հզորության 80%-ը օգտագործվել է որպես մարտկոցի խափանման չափանիշ: Օգտագործեք 100-ը որպես միջակայքի ժամանակներ՝ վերլուծելու լիցքաթափման հզորության և հզորության թուլացման հարաբերական սխալի տոկոսը, ինչպես ցույց է տրված Նկար 5-ում:

2000 mAh NMC մարտկոցը լիցքավորվել է 1.0C և լիցքաթափվել 1.0C ջերմաստիճանում լիցքավորման-լիցքաթափման ցիկլի փորձի համար, և մարտկոցի հզորության 80%-ը վերցվել է որպես մարտկոցի հզորություն իր կյանքի վերջում: Վերցրեք առաջին 700 անգամները և վերլուծեք լիցքաթափման հզորությունը և հզորության թուլացման հարաբերական սխալի տոկոսը 100-ով որպես ինտերվալ, ինչպես ցույց է տրված Նկար 6-ում:

LFP մարտկոցի և NMC մարտկոցի հզորությունը, երբ ցիկլերի քանակը 0 է, գնահատված հզորությունն է, բայց սովորաբար իրական հզորությունը գնահատված հզորությունից պակաս է, ուստի առաջին 100 ցիկլերից հետո լիցքաթափման հզորությունը լրջորեն քայքայվում է: LFP մարտկոցը երկար ցիկլի կյանք ունի, տեսական կյանքը 1,000 անգամ է; NMC մարտկոցի տեսական կյանքը 300 անգամ է: Նույն թվով ցիկլերից հետո NMC մարտկոցի հզորությունը ավելի արագ է քայքայվում. երբ ցիկլերի թիվը 600 է, NMC մարտկոցի հզորությունը քայքայվում է ձախողման շեմին մոտ:

6: եզրափակում

Լիթիում-իոնային մարտկոցների լիցքավորման և լիցքաթափման փորձերի միջոցով կաթոդի նյութի հինգ պարամետրերը, լիցքաթափման արագությունը, մարտկոցի ջերմաստիճանի բարձրացումը, շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը և ցիկլի թիվը օգտագործվում են որպես փոփոխականներ, և վերլուծվում է հզորության հետ կապված բնութագրերի և տարբեր ազդող գործոնների միջև կապը: և վերջում ստացվում են հետևյալը.

(1) Մարտկոցի գնահատված ջերմաստիճանի տիրույթում համապատասխան բարձր ջերմաստիճանը նպաստում է Li+-ի դեինտերկալացիային և ներդրմանը: Հատկապես լիցքաթափման հզորության համար, որքան մեծ է լիցքաթափման արագությունը, այնքան մեծ է ջերմության առաջացման արագությունը և այնքան ավելի ակնհայտ է էլեկտրաքիմիական ռեակցիան լիթիում-իոնային մարտկոցի ներսում:

(2) LFP մարտկոցը լավ հարմարվողականություն է ցույց տալիս բարձր ջերմաստիճանին և լիցքաթափման արագությանը լիցքավորման և լիցքաթափման ժամանակ. այն թույլ է հանդուրժում ցածր ջերմաստիճանը, լիցքաթափման հզորությունը խիստ քայքայվում է և չի կարող վերականգնվել տաքացումից հետո:

(3) Լիցքավորման և լիցքաթափման նույն թվով ցիկլերի դեպքում LFP մարտկոցն ունի երկար ցիկլի կյանք, և NMC մարտկոցի հզորությունը ավելի արագ է նվազում մինչև գնահատված հզորության 80%-ը: (4) LFP մարտկոցի համեմատ, NMC մարտկոցի լիցքաթափման հզորությունը ավելի զգայուն է ջերմաստիճանի նկատմամբ, և լիցքաթափման մեծ արագության դեպքում լիցքաթափման հզորությունը միապաղաղ չէ, և ջերմաստիճանի բարձրացումը զգալիորեն փոխվում է: