Apa syarat kanggo batre lithium-ion berkualitas tinggi? Umumé, umur dawa, kapadhetan energi sing dhuwur, lan kinerja safety sing dipercaya minangka prasyarat kanggo ngukur baterei lithium-ion sing berkualitas tinggi. Baterei lithium-ion saiki digunakake ing kabeh aspek urip saben dina, nanging pabrikan utawa merek beda. Ana sawetara bedane ing urip layanan lan kinerja keamanan batere lithium-ion, sing ana gandheng cenenge karo standar proses produksi lan bahan produksi; kahanan ing ngisor iki kudu kondisi kanggo kualitas lithium-ion;

1. Urip layanan dawa

Umur baterei sekunder kalebu rong indikator: umur siklus lan umur tanggalan. Urip siklus tegese sawise baterei wis ngalami jumlah siklus sing dijanjekake dening pabrikan, kapasitas sing isih ana isih luwih gedhe utawa padha karo 80%. Umur tanggalan tegese kapasitas sing isih ana ora kurang saka 80% sajrone wektu sing dijanjekake dening pabrikan, ora preduli yen digunakake utawa ora.

Urip minangka salah sawijining indikator utama batere lithium daya. Siji tangane, tumindak gedhe ngganti batere pancen angel banget lan pengalamane pangguna ora apik; ing tangan liyane, dhasar, urip masalah biaya.

Umur batere lithium-ion tegese kapasitas batere bosok nganti kapasitas nominal (ing suhu ruangan 25 ° C, tekanan atmosfer standar, lan 70% kapasitas batere sing dibuwang ing 0.2C) sawise nggunakake , lan urip bisa dianggep minangka pungkasaning urip. Ing industri, urip siklus umume diitung kanthi jumlah siklus baterei lithium-ion sing kebak lan kosong. Ing proses panggunaan, reaksi elektrokimia sing ora bisa dibalekake kedadeyan ing njero batere lithium-ion, sing nyebabake penurunan kapasitas, kayata dekomposisi elektrolit, deactivasi bahan aktif, lan ambruk struktur elektroda positif lan negatif nyebabake nyuda jumlah interkalasi lan deinterkalasi ion lithium. Ngenteni. Eksperimen nuduhake manawa tingkat debit sing luwih dhuwur bakal nyebabake atenuasi kapasitas sing luwih cepet. Yen saiki discharge kurang, voltase baterei bakal cedhak karo voltase keseimbangn, kang bisa nerbitaké luwih energi.

Umur teoritis batere lithium-ion ternary udakara 800 siklus, yaiku medium ing antarane baterai lithium-ion sing bisa diisi ulang kanthi komersial. Fosfat besi lithium udakara 2,000 siklus, dene lithium titanate diarani bisa tekan 10,000 siklus. Saiki, manufaktur baterei mainstream janji luwih saka 500 kaping (ngisi lan ngeculake ing kondisi standar) ing spesifikasi sel baterei terner. Nanging, sawise batere dipasang dadi bungkus, amarga masalah konsistensi, faktor sing paling penting yaiku voltase lan internal resistensi ora bisa padha, lan umure siklus udakara 400 kali. Jendhela panggunaan SOC sing disaranake yaiku 10% ~ 90%. Ngisi daya lan mbuwang jero ora dianjurake, yen ora bakal nyebabake karusakan sing ora bisa dibatalake ing struktur positif lan negatif baterei. Yen diitung kanthi daya cethek lan debit cethek, umure siklus paling ora 1000 kali. Kajaba iku, yen batere lithium-ion asring dibuwang ing lingkungan suhu dhuwur lan suhu dhuwur, umure batere bakal mudhun drastis nganti kurang saka 200 kali.

2. Kurang pangopènan, biaya panggunaan sing luwih murah

Baterei dhewe duwe rega murah saben kilowatt-jam, yaiku biaya sing paling intuisi. Saliyane sing kasebut ing ndhuwur, kanggo pangguna, apa regane regane murah gumantung karo “biaya siklus urip kanthi listrik.”

“Biaya siklus urip lengkap listrik”, total daya baterei lithium daya dikalikan karo jumlah siklus kanggo entuk jumlah total daya sing bisa digunakake ing siklus urip lengkap baterei, lan rega total baterei. paket batere dipérang karo jumlah iki kanggo éntuk rega per kilowatt listrik ing siklus urip.

Rega baterei sing biasane kita guneman, kayata 1,500 yuan/kWh, mung adhedhasar energi total sel baterei anyar. Nyatane, biaya listrik saben unit urip minangka entuk manfaat langsung saka pelanggan pungkasan. Asil sing paling intuisi yaiku yen sampeyan tuku rong bungkus baterei kanthi daya sing padha ing rega sing padha, siji bakal tekan pungkasane urip sawise 50 kaping ngisi daya lan discharging, lan liyane bisa digunakake maneh sawise 100 kaping ngisi daya lan discharging. Rong paket baterei iki bisa dideleng kanthi cepet sing luwih murah.

Kanggo nyelehake, umure dawa, tahan lama lan nyuda biaya.

Saliyane rong biaya ing ndhuwur, biaya pangopènan baterei uga kudu dianggep. Cukup waca biaya awal, pilih sel masalah, biaya perawatan mengko lan tenaga kerja uga akeh banget. Babagan pangopènan sel baterei dhewe, iku penting kanggo deleng imbangan manual. Fungsi ekualisasi sing dibangun ing BMS diwatesi kanthi ukuran arus ekualisasi desain dhewe, lan bisa uga ora bisa nggayuh keseimbangan sing cocog ing antarane sel kasebut. Nalika wektu saya akum, masalah bedane tekanan sing gedhe banget ing batere bakal kedadeyan. Ing kahanan kaya mengkono, ekualisasi manual kudu ditindakake, lan sel baterei kanthi voltase sithik banget diisi kanthi kapisah. Sing luwih murah frekuensi kahanan iki, luwih murah biaya pangopènan.

3. Kapadhetan energi dhuwur / Kapadhetan daya dhuwur

Kapadhetan energi nuduhake energi sing ana ing bobot satuan utawa volume unit; energi listrik sing dirilis dening volume unit rata-rata utawa massa baterei. Umumé, ing volume sing padha, Kapadhetan energi baterei lithium-ion 2.5 kaping baterei nikel-kadmium lan 1.8 kaping baterei nikel-hidrogen. Mula, nalika kapasitas baterei padha, baterei lithium-ion bakal luwih apik tinimbang baterei nikel-kadmium lan nikel-hidrogen. Ukuran sing luwih cilik lan bobot luwih entheng.

Kapadhetan energi baterei = kapasitas baterei × platform ngeculake / kekandelan baterei / ambane baterei / dawa baterei.

Kapadhetan daya nuduhake nilai daya discharge maksimum saben unit bobot utawa volume. Ing papan kendharaan dalan sing winates, mung kanthi nambah Kapadhetan, energi sakabèhé lan daya sakabèhé bisa ditingkatake kanthi efektif. Kajaba iku, subsidi negara saiki nggunakake kapadhetan energi lan kapadhetan daya minangka ambang kanggo ngukur tingkat subsidi, sing luwih nguatake pentinge kepadatan.

Nanging, ana kontradiksi tartamtu antarane Kapadhetan energi lan safety. Nalika kerapatan energi mundhak, keamanan bakal tetep ngadhepi tantangan sing luwih anyar lan angel.

4. voltase dhuwur

Wiwit elektroda grafit biasane digunakake minangka bahan anoda, voltase baterei lithium-ion utamane ditemtokake dening karakteristik materi saka bahan katoda. Watesan ndhuwur voltase fosfat wesi lithium yaiku 3.6V, lan voltase maksimal baterei lithium ternary lan lithium manganate kira-kira 4.2V (bagean sabanjure bakal nerangake Apa ora bisa voltase maksimum baterei Li-ion ngluwihi 4.2V ). Pangembangan batere kanthi voltase dhuwur minangka rute teknis kanggo baterai lithium-ion kanggo nambah kerapatan energi. Kanggo nambah voltase output sel, bahan elektroda positif kanthi potensial dhuwur, materi elektroda negatif kanthi potensial kurang lan elektrolit kanthi tegangan dhuwur sing stabil.

5. Efisiensi energi sing dhuwur

Efisiensi Coulomb, uga disebut efisiensi pangisian daya, nuduhake rasio kapasitas discharge baterei kanggo kapasitas ngisi sajrone siklus sing padha. Sing, persentasi saka discharge kapasitas tartamtu kanggo ngisi kapasitas tartamtu.

Kanggo materi elektroda positif, iku kapasitas selipan lithium / kapasitas delithium, yaiku, kapasitas discharge / kapasitas daya; kanggo materi elektroda negatif, iku kapasitas mbusak lithium / kapasitas selipan litium, sing, kapasitas discharge / kapasitas daya.

Sajrone proses ngisi daya, energi listrik diowahi dadi energi kimia, lan sajrone proses mbuwang, energi kimia diowahi dadi energi listrik. Ana efisiensi tartamtu ing input lan output energi listrik sajrone rong proses konversi, lan efisiensi iki langsung nuduhake kinerja batere.

Saka perspektif fisika profesional, efisiensi Coulomb lan efisiensi energi beda. Siji yaiku rasio listrik lan liyane yaiku rasio kerja.

Efisiensi energi saka baterei panyimpenan lan efisiensi Coulomb, nanging saka ekspresi matematika, ana hubungan voltase antarane loro. Voltase muatan lan debit rata-rata ora padha, voltase rata-rata debit biasane kurang saka voltase muatan rata-rata

Kinerja baterei bisa ditemtokake dening efisiensi energi baterei. Saka konservasi energi, energi listrik sing ilang utamane diowahi dadi energi panas. Mulane, efisiensi energi bisa nganalisa panas sing diasilake baterei sajrone proses kerja, banjur hubungane antara resistensi internal lan panas bisa dianalisis. Lan ngerti yen efisiensi energi bisa prédhiksi sisa energi baterei lan ngatur panggunaan baterei kanthi rasional.

Amarga daya input asring ora digunakake kanggo ngowahi materi aktif menyang negara daya, nanging bagéan saka iku dikonsumsi (contone, reaksi sisih ora bisa dibalèkaké), supaya efficiency Coulomb asring kurang saka 100%. Nanging babagan baterei lithium-ion saiki, efisiensi Coulomb bisa tekan 99.9% lan ndhuwur.

Faktor sing mengaruhi: dekomposisi elektrolit, passivation antarmuka, owah-owahan ing struktur, morfologi, lan konduktivitas bahan aktif elektroda bakal ngurangi efisiensi Coulomb.

Kajaba iku, perlu dielingake yen bosok baterai ora duwe pengaruh banget marang efisiensi Coulomb lan ora ana gandhengane karo suhu.

Kapadhetan saiki nggambarake ukuran arus sing dilewati saben unit area. Nalika Kapadhetan saiki mundhak, saiki liwati dening tumpukan mundhak, efficiency voltase sudo amarga resistance internal, lan efficiency Coulomb sudo amarga polarisasi konsentrasi lan alasan liyane. Pungkasane nyebabake nyuda efisiensi energi.

6. Kinerja suhu dhuwur sing apik

Baterei lithium-ion duwe kinerja suhu dhuwur sing apik, tegese inti baterei ana ing lingkungan suhu sing luwih dhuwur, lan bahan positif lan negatif baterei, separator lan elektrolit uga bisa njaga stabilitas sing apik, bisa digunakake kanthi normal ing suhu dhuwur, lan urip ora bakal digawe cepet. Suhu dhuwur ora gampang nyebabake kacilakan termal.

Suhu baterei lithium-ion nuduhake negara termal baterei, lan inti saka iku asil saka panas generasi lan transfer panas saka baterei lithium-ion. Sinau karakteristik termal saka baterei lithium-ion, lan generasi panas lan karakteristik transfer panas ing kahanan beda, bisa nggawe kita éling cara penting reaksi kimia exothermic nang baterei lithium-ion.

Prilaku ora aman saka baterei lithium-ion, kalebu overcharge baterei lan overdischarge, daya cepet lan discharge, short circuit, kahanan penyalahgunaan mechanical, lan suhu dhuwur kejut termal, bisa gampang micu reaksi sisih mbebayani nang baterei lan generate panas, langsung numpes negatif lan elektroda positif film Passivation ing lumahing.

Nalika suhu sel mundhak nganti 130 ° C, film SEI ing lumahing elektroda negatif decomposes, nyebabake elektroda negatif karbon lithium aktivitas dhuwur kanggo kapapar elektrolit kanggo ngalami reaksi oksidasi-reduksi kasar, lan panas sing. kedadean ndadekake baterei lumebu ing negara beresiko dhuwur.

Nalika suhu internal baterei mundhak ndhuwur 200 ° C, film passivation ing lumahing elektroda positif decomposes elektroda positif kanggo generate oksigen, lan terus kanggo nanggepi violently karo elektrolit kanggo generate jumlah gedhe saka panas lan mbentuk meksa internal dhuwur. . Nalika suhu baterei tekan ndhuwur 240 ° C, iku diiringi reaksi exothermic kasar antarane elektroda negatif karbon lithium lan binder.

Masalah suhu baterei lithium-ion duwe pengaruh gedhe ing safety baterei lithium-ion. Lingkungan panggunaan dhewe duwe suhu tartamtu, lan suhu baterei lithium ion uga bakal katon nalika digunakake. Sing penting yaiku suhu bakal menehi pengaruh sing luwih gedhe marang reaksi kimia ing batere lithium-ion. Suhu sing dhuwur banget malah bisa ngrusak umur layanan baterei lithium-ion, lan ing kasus sing abot, bakal nyebabake masalah safety kanggo baterei lithium-ion.

7. kinerja suhu kurang apik

Baterai lithium-ion duwe kinerja suhu sithik, tegese ing suhu sithik, ion lithium lan bahan elektroda ing njero batere isih akeh aktifitas, kapasitas residual dhuwur, degradasi kapasitas debit, lan tarif pengisian daya sing akeh.

Nalika suhu mudhun, sisa kapasitas batere lithium-ion bosok dadi kahanan sing luwih cepet. Sing luwih murah suhu, luwih cepet kapasitas bosok. Ngisi daya kanthi paksa ing suhu sing sithik banget mbebayani, lan gampang banget nyebabake kacilakan termal. Ing suhu sing kurang, aktivitas ion lithium lan bahan aktif elektroda suda, lan tingkat ion litium dilebokake menyang materi elektroda negatif suda banget. Nalika pasokan listrik eksternal diisi daya sing luwih gedhe saka batere batere, akeh ion lithium nglumpukake ing sekitar elektroda negatif, lan ion lithium sing ditempelake ing elektroda kasep supaya elektron banjur langsung masang lumahing elektroda kanggo mbentuk kristal unsur lithium. Dendrite tuwuh, langsung nembus diafragma, lan nusuk elektroda positif. Nimbulaké short circuit antarane elektroda positif lan negatif, kang siji ndadékaké kanggo runaway termal.

Saliyane rusak banget saka kapasitas discharge, baterei lithium-ion ora bisa diisi daya ing suhu kurang. Sajrone pangisian daya suhu rendah, interkalasi ion lithium ing elektroda grafit baterei lan reaksi plating lithium urip bebarengan lan saingan. Ing kahanan suhu sithik, difusi ion lithium ing grafit dicegah, lan konduktivitas elektrolit mudhun, sing nyebabake penurunan tingkat intercalasi lan ndadekake reaksi plasi lithium bisa kedadeyan ing permukaan grafit. Alesan utama penurunan umur batere lithium-ion nalika digunakake ing suhu sithik yaiku kenaikan impedansi internal lan degradasi kapasitas amarga udan ion lithium.

8. Keamanan apik

Keamanan baterei lithium-ion kalebu ora mung stabilitas bahan internal, nanging uga efektifitas langkah tambahan keamanan baterei. Keamanan bahan internal nuduhake bahan positif lan negatif, diafragma lan elektrolit, sing nduweni stabilitas termal sing apik, kompatibilitas apik ing antarane elektrolit lan materi elektroda, lan retardasi nyala sing apik saka elektrolit kasebut. Langkah-langkah tambahan keamanan nuduhake desain katup safety sel, desain sekering, desain resistensi sensitif suhu, lan sensitivitas cocog. Sawise sel siji gagal, bisa nyegah fault saka nyebar lan ngawula tujuan isolasi.

9. Konsistensi apik

Liwat “efek tong minyak” kita ngerti pentinge konsistensi baterei. Konsistensi nuduhake sel baterei sing digunakake ing paket baterei sing padha, kapasitas, voltase sirkuit mbukak, resistensi internal, self-discharge lan paramèter liyane cilik banget, lan kinerja padha. Yen konsistensi sel batere kanthi kinerja sing apik dhewe ora apik, kaunggulan kasebut bakal luwih alus sawise klompok dibentuk. Panliten nuduhake manawa kapasitas baterei sawise dikelompokake ditemtokake dening sel kapasitas paling cilik, lan umur baterei luwih sithik tinimbang umur sel sing paling cendhak.