ເມື່ອຈໍານວນຂອງວົງຈອນການສາກໄຟ ແລະການປ່ອຍນໍ້າເພີ່ມຂຶ້ນ, ຄວາມອາດສາມາດຂອງແບດເຕີຣີ້ຈະສືບຕໍ່ເສື່ອມໂຊມ. ເມື່ອຄວາມອາດສາມາດຫຼຸດລົງເຖິງ 75% ຫາ 80% ຂອງຄວາມອາດສາມາດທີ່ໄດ້ຮັບການຈັດອັນດັບ, ຫມໍ້ໄຟ lithium-ion ຖືກພິຈາລະນາວ່າຢູ່ໃນສະພາບທີ່ລົ້ມເຫລວ. ອັດຕາການໄຫຼ, ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງອຸນຫະພູມຫມໍ້ໄຟ, ແລະອຸນຫະພູມສະພາບແວດລ້ອມມີຜົນກະທົບຫຼາຍຕໍ່ຄວາມສາມາດໃນການປ່ອຍຂອງຫມໍ້ໄຟ lithium-ion.

ເອກະສານສະບັບນີ້ຮັບຮອງເອົາເງື່ອນໄຂການສາກໄຟແລະການໄຫຼຂອງແຮງດັນຄົງທີ່ແລະການສາກໄຟຄົງທີ່ແລະການໄຫຼອອກໃນປະຈຸບັນຄົງທີ່ສໍາລັບຫມໍ້ໄຟ. ອັດຕາການໄຫຼ, ອຸນຫະພູມການປ່ອຍແບດເຕີລີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ, ແລະອຸນຫະພູມອາກາດລ້ອມຮອບຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງເປັນຕົວແປແລະການທົດລອງຮອບວຽນແມ່ນດໍາເນີນໃນປະລິມານ, ແລະອັດຕາການໄຫຼແລະອຸນຫະພູມຂອງຫມໍ້ໄຟຖືກວິເຄາະພາຍໃຕ້ວັດສະດຸ cathode ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ອິດທິພົນຂອງອຸນຫະພູມ, ອຸນຫະພູມອາກາດລ້ອມຮອບແລະເວລາຮອບວຽນກ່ຽວກັບຄວາມສາມາດໃນການປ່ອຍຂອງຫມໍ້ໄຟ lithium-ion.

1. ໂຄງການທົດລອງພື້ນຖານຂອງຫມໍ້ໄຟ

ວັດສະດຸໃນທາງບວກແລະທາງລົບແມ່ນແຕກຕ່າງກັນ, ແລະຊີວິດຂອງວົງຈອນແຕກຕ່າງກັນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ເຊິ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ຄຸນລັກສະນະຄວາມອາດສາມາດຂອງຫມໍ້ໄຟ. Lithium iron phosphate (LFP) ແລະ nickel-cobalt-manganese ternary material (NMC) ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງເປັນວັດສະດຸ cathode ສໍາລັບຫມໍ້ໄຟຮອງ lithium-ion ທີ່ມີຂໍ້ດີທີ່ເປັນເອກະລັກ. ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ຈາກຕາຕະລາງ 1 ວ່າຄວາມອາດສາມາດຈັດອັນດັບ, ແຮງດັນໄຟຟ້າ, ແລະອັດຕາການໄຫຼຂອງຫມໍ້ໄຟ NMC ແມ່ນສູງກວ່າຫມໍ້ໄຟ LFP.

ສາກໄຟແລະປ່ອຍ LFP ແລະ NMC ຫມໍ້ໄຟ lithium-ion ອີງຕາມການສາກໄຟຄົງທີ່ທີ່ແນ່ນອນແລະແຮງດັນຄົງທີ່ແລະກົດລະບຽບການໄຫຼຂອງປະຈຸບັນຄົງທີ່, ແລະບັນທຶກການສາກໄຟແລະແຮງດັນໄຟຟ້າຕັດ, ອັດຕາການປ່ອຍ, ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງອຸນຫະພູມຫມໍ້ໄຟ, ອຸນຫະພູມທົດລອງ, ແລະການປ່ຽນແປງຄວາມຈຸຂອງຫມໍ້ໄຟ. ໃນ​ລະ​ຫວ່າງ​ການ​ເກັບ​ຄ່າ​ທໍາ​ນຽມ​ແລະ​ການ​ປະ​ຕິ​ບັດ​ເງື່ອນ​ໄຂ​.

2. ອິດທິພົນຂອງອັດຕາການໄຫຼຕໍ່ຄວາມອາດສາມາດໃນການໄຫຼ ແກ້ໄຂອຸນຫະພູມແລະກົດລະບຽບການສາກໄຟ, ແລະປ່ອຍຫມໍ້ໄຟ LFP ແລະ NMC ຫມໍ້ໄຟທີ່ຄົງທີ່ຕາມອັດຕາການໄຫຼທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.

ປັບອຸນຫະພູມຕາມລໍາດັບ: 35, 25, 10, 5, -5, -15 ° C. ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ຈາກຮູບ 1 ວ່າໃນອຸນຫະພູມດຽວກັນ, ໂດຍການເພີ່ມອັດຕາການໄຫຼ, ຄວາມອາດສາມາດການໄຫຼຂອງແບດເຕີຣີ້ LFP ໂດຍລວມສະແດງໃຫ້ເຫັນແນວໂນ້ມທີ່ຫຼຸດລົງ. ພາຍໃຕ້ອັດຕາການປ່ອຍຕົວດຽວກັນ, ການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມຕ່ໍາມີຜົນກະທົບຫຼາຍກວ່າເກົ່າຕໍ່ຄວາມສາມາດໃນການປ່ອຍຂອງຫມໍ້ໄຟ LFP.

ເມື່ອອຸນຫະພູມຫຼຸດລົງຕໍ່າກວ່າ 0 ℃, ຄວາມອາດສາມາດຂອງການປ່ອຍອອກມາຈະເສື່ອມໂຊມຢ່າງຮຸນແຮງແລະຄວາມອາດສາມາດປ່ຽນແປງໄດ້. ມັນເປັນມູນຄ່າທີ່ສັງເກດວ່າແບດເຕີລີ່ LFP ເຮັດໃຫ້ເກີດການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມອາດສາມາດການໄຫຼອອກພາຍໃຕ້ອິດທິພົນສອງເທົ່າຂອງອຸນຫະພູມຕ່ໍາແລະອັດຕາການໄຫຼຂະຫນາດໃຫຍ່. ເມື່ອປຽບທຽບກັບແບດເຕີຣີ້ LFP, ແບດເຕີຣີ NMC ມີຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ກັບອຸນຫະພູມຫຼາຍ, ແລະຄວາມສາມາດໃນການປ່ອຍຂອງພວກມັນມີການປ່ຽນແປງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍກັບອຸນຫະພູມແລະອັດຕາການໄຫຼ.

ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ຈາກຮູບທີ 2 ວ່າໃນອຸນຫະພູມດຽວກັນ, ຄວາມອາດສາມາດການໄຫຼຂອງແບດເຕີຣີ້ NMC ໂດຍລວມສະແດງໃຫ້ເຫັນແນວໂນ້ມຂອງການເສື່ອມໂຊມຄັ້ງທໍາອິດແລະຫຼັງຈາກນັ້ນເພີ່ມຂຶ້ນ. ພາຍໃຕ້ອັດຕາການໄຫຼຂອງດຽວກັນ, ອຸນຫະພູມຕ່ໍາ, ຄວາມອາດສາມາດໄຫຼຫຼຸດລົງ.

ດ້ວຍການເພີ່ມຂື້ນຂອງອັດຕາການໄຫຼ, ຄວາມສາມາດໃນການປ່ອຍຂອງຫມໍ້ໄຟ lithium-ion ຍັງສືບຕໍ່ຫຼຸດລົງ. ເຫດຜົນແມ່ນຍ້ອນການຂົ້ວທີ່ຮຸນແຮງ, ແຮງດັນໄຟຟ້າຫຼຸດລົງເປັນແຮງດັນຕັດການໄຫຼອອກລ່ວງຫນ້າ, ນັ້ນແມ່ນ, ເວລາການໄຫຼຫຼຸດລົງ, ການໄຫຼອອກບໍ່ພຽງພໍ, ແລະ electrode Li+ ບໍ່ໄດ້ຕົກ. ຝັງໄວ້ຢ່າງສົມບູນ. ເມື່ອອັດຕາການປ່ອຍແບດເຕີຣີຢູ່ລະຫວ່າງ 1.5 ຫາ 3.0, ຄວາມອາດສາມາດໄຫຼຂອງແບັດເຕີຣີເລີ່ມສະແດງອາການຂອງການຟື້ນຕົວໃນລະດັບແຕກຕ່າງກັນ. ໃນຂະນະທີ່ປະຕິກິລິຍາຍັງສືບຕໍ່, ອຸນຫະພູມຂອງແບດເຕີລີ່ຕົວມັນເອງຈະເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍດ້ວຍການເພີ່ມຂື້ນຂອງອັດຕາການໄຫຼ, ຄວາມອາດສາມາດການເຄື່ອນໄຫວຄວາມຮ້ອນຂອງ Li+ ເຂັ້ມແຂງຂຶ້ນ, ແລະຄວາມໄວການແຜ່ກະຈາຍແມ່ນເລັ່ງ, ດັ່ງນັ້ນຄວາມໄວການຝັງຕົວຂອງ Li + ຖືກເລັ່ງແລະ ຄວາມອາດສາມາດປ່ອຍອອກມາໄດ້ເພີ່ມຂຶ້ນ. ມັນສາມາດສະຫຼຸບໄດ້ວ່າອິດທິພົນສອງຂອງອັດຕາການໄຫຼຂະຫນາດໃຫຍ່ແລະອຸນຫະພູມຂອງແບດເຕີລີ່ຕົວມັນເອງເຮັດໃຫ້ເກີດປະກົດການທີ່ບໍ່ແມ່ນ monotonic ຂອງແບດເຕີລີ່.

3. ອິດທິພົນຂອງອຸນຫະພູມຫມໍ້ໄຟເພີ່ມຂຶ້ນໃນຄວາມສາມາດໃນການປ່ອຍ. ແບດເຕີລີ່ NMC ແມ່ນຂຶ້ນກັບ 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5C ການທົດລອງການປ່ອຍຕົວຢູ່ທີ່ 30 ℃, ແລະເສັ້ນໂຄ້ງການພົວພັນລະຫວ່າງຄວາມອາດສາມາດໄຫຼແລະການເພີ່ມຂຶ້ນອຸນຫະພູມຂອງຫມໍ້ໄຟ lithium-ion ແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 3. ສະແດງໃຫ້ເຫັນ.

ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ຈາກຮູບທີ 3 ວ່າພາຍໃຕ້ຄວາມອາດສາມາດໄຫຼຂອງດຽວກັນ, ອັດຕາການໄຫຼທີ່ສູງຂຶ້ນ, ການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ການວິເຄາະສາມໄລຍະເວລາຂອງຂະບວນການໄຫຼວຽນຄົງທີ່ພາຍໃຕ້ອັດຕາການໄຫຼຂອງດຽວກັນສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າອຸນຫະພູມເພີ່ມຂຶ້ນສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຢູ່ໃນຂັ້ນຕອນເບື້ອງຕົ້ນແລະທ້າຍຂອງການໄຫຼ.

ສີ່, ອິດທິພົນຂອງອຸນຫະພູມອາກາດລ້ອມຮອບກ່ຽວກັບຄວາມສາມາດໃນການປ່ອຍຕົວ ອຸນຫະພູມປະຕິບັດງານທີ່ດີທີ່ສຸດຂອງຫມໍ້ໄຟ lithium-ion ແມ່ນ 25-40 ℃. ຈາກການປຽບທຽບຕາຕະລາງ 2 ແລະ ຕາຕະລາງ 3, ສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າເມື່ອອຸນຫະພູມຕໍ່າກວ່າ 5 ອົງສາເຊ, ແບດເຕີຣີສອງຊະນິດຈະປ່ອຍອອກຢ່າງໄວວາ ແລະ ຄວາມອາດສາມາດໃນການລະບາຍໄດ້ຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ.

ຫຼັງຈາກການທົດລອງອຸນຫະພູມຕ່ໍາ, ອຸນຫະພູມສູງໄດ້ຖືກຟື້ນຟູຄືນໃຫມ່. ໃນອຸນຫະພູມດຽວກັນ, ຄວາມອາດສາມາດປ່ອຍຂອງແບດເຕີລີ່ LFP ຫຼຸດລົງ 137.1mAh, ແລະແບດເຕີຣີ້ NMC ຫຼຸດລົງ 47.8mAh, ແຕ່ອຸນຫະພູມເພີ່ມຂຶ້ນແລະເວລາການໄຫຼບໍ່ປ່ຽນແປງ. ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າ LFP ມີຄວາມຫມັ້ນຄົງດ້ານຄວາມຮ້ອນທີ່ດີແລະພຽງແຕ່ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມທົນທານທີ່ບໍ່ດີຢູ່ໃນອຸນຫະພູມຕ່ໍາ, ແລະຄວາມອາດສາມາດຂອງແບດເຕີຣີມີການຫຼຸດລົງທີ່ບໍ່ສາມາດປ່ຽນແປງໄດ້; ໃນຂະນະທີ່ແບດເຕີຣີ NMC ມີຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ກັບການປ່ຽນແປງອຸນຫະພູມ.

ອັນທີຫ້າ, ອິດທິພົນຂອງຈໍານວນຂອງຮອບວຽນກ່ຽວກັບຄວາມອາດສາມາດການໄຫຼອອກຮູບທີ່ 4 ແມ່ນແຜນວາດ schematic ຂອງເສັ້ນໂຄ້ງຄວາມອາດສາມາດການທໍາລາຍຂອງຫມໍ້ໄຟ lithium-ion, ແລະຄວາມອາດສາມາດການໄຫຼຢູ່ທີ່ 0.8Q ໄດ້ຖືກບັນທຶກໄວ້ເປັນຈຸດລົ້ມເຫຼວຂອງຫມໍ້ໄຟ. ເມື່ອຈໍານວນຂອງວົງຈອນການສາກໄຟແລະການໄຫຼອອກເພີ່ມຂຶ້ນ, ຄວາມອາດສາມາດການໄຫຼເລີ່ມສະແດງໃຫ້ເຫັນການຫຼຸດລົງ.

ແບດເຕີຣີ້ LFP 1600mAh ໄດ້ຖືກສາກໄຟ ແລະປະໄວ້ຢູ່ທີ່ 0.5C ແລະອອກທີ່ 0.5C ສໍາລັບການທົດລອງຮອບວຽນການສາກໄຟ. ຈໍານວນທັງຫມົດ 600 ຮອບໄດ້ຖືກປະຕິບັດ, ແລະ 80% ຂອງຄວາມອາດສາມາດຫມໍ້ໄຟໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເປັນມາດຕະຖານຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງຫມໍ້ໄຟ. ໃຊ້ 100 ເປັນໄລຍະຫ່າງເພື່ອວິເຄາະອັດຕາສ່ວນຄວາມຜິດພາດຂອງຄວາມອາດສາມາດໄຫຼອອກ ແລະການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມອາດສາມາດ, ດັ່ງທີ່ສະແດງໃນຮູບ 5.

ແບດເຕີຣີ້ NMC 2000mAh ຖືກສາກຢູ່ທີ່ 1.0C ແລະປະໄວ້ຢູ່ທີ່ 1.0C ສໍາລັບການທົດລອງຮອບວຽນການສາກໄຟ, ແລະ 80% ຂອງຄວາມຈຸຂອງແບດເຕີລີ່ໄດ້ຖືກນໍາໄປໃຊ້ເປັນຄວາມຈຸຂອງແບດເຕີຣີໃນຕອນທ້າຍຂອງຊີວິດຂອງມັນ. ເອົາ 700 ຄັ້ງທໍາອິດແລະວິເຄາະຄວາມອາດສາມາດປ່ອຍແລະອັດຕາສ່ວນຄວາມຜິດພາດທີ່ກ່ຽວຂ້ອງຂອງການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຈຸທີ່ມີ 100 ເປັນໄລຍະຫ່າງ, ດັ່ງທີ່ສະແດງໃນຮູບ 6.

ຄວາມອາດສາມາດຂອງຫມໍ້ໄຟ LFP ແລະແບດເຕີຣີ NMC ເມື່ອຈໍານວນຮອບວຽນແມ່ນ 0 ແມ່ນຄວາມອາດສາມາດທີ່ຖືກຈັດອັນດັບ, ແຕ່ປົກກະຕິແລ້ວຄວາມອາດສາມາດຕົວຈິງແມ່ນຫນ້ອຍກວ່າຄວາມອາດສາມາດທີ່ໄດ້ຮັບການຈັດອັນດັບ, ດັ່ງນັ້ນຫຼັງຈາກຮອບວຽນ 100 ທໍາອິດ, ຄວາມອາດສາມາດການໄຫຼຫຼຸດລົງຢ່າງຮຸນແຮງ. ແບດເຕີລີ່ LFP ມີອາຍຸຮອບວຽນຍາວ, ຊີວິດທາງທິດສະດີແມ່ນ 1,000 ເທື່ອ; ຊີວິດທາງທິດສະດີຂອງຫມໍ້ໄຟ NMC ແມ່ນ 300 ເທື່ອ. ຫຼັງ​ຈາກ​ຈໍາ​ນວນ​ດຽວ​ກັນ​ຂອງ​ຮອບ​ວຽນ​, ຄວາມ​ສາ​ມາດ​ຂອງ​ຫມໍ້​ໄຟ NMC decays ໄວ​ຂຶ້ນ​; ເມື່ອຈໍານວນຮອບວຽນແມ່ນ 600, ຄວາມອາດສາມາດຂອງຫມໍ້ໄຟ NMC ຈະເສື່ອມສະພາບໃກ້ກັບຄວາມລົ້ມເຫຼວ.

6 ສະຫຼຸບ

ໂດຍຜ່ານການທົດລອງການສາກໄຟແລະການປົດປ່ອຍໃນຫມໍ້ໄຟ lithium-ion, ຫ້າຕົວກໍານົດການຂອງວັດສະດຸ cathode, ອັດຕາການໄຫຼ, ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງອຸນຫະພູມຫມໍ້ໄຟ, ອຸນຫະພູມອາກາດລ້ອມຮອບແລະຈໍານວນຮອບວຽນຖືກນໍາໃຊ້ເປັນຕົວແປ, ແລະການພົວພັນລະຫວ່າງຄຸນລັກສະນະທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບຄວາມອາດສາມາດແລະປັດໃຈອິດທິພົນທີ່ແຕກຕ່າງກັນໄດ້ຖືກວິເຄາະ, ແລະຕໍ່ໄປນີ້ແມ່ນໄດ້ຮັບໃນບົດສະຫຼຸບ:

(1​) ພາຍ​ໃນ​ລະ​ດັບ​ອຸນ​ຫະ​ພູມ​ການ​ຈັດ​ອັນ​ດັບ​ຂອງ​ຫມໍ້​ໄຟ​, ອຸນ​ຫະ​ພູມ​ສູງ​ທີ່​ເຫມາະ​ສົມ​ສົ່ງ​ເສີມ​ການ deintercalation ແລະ​ການ​ຝັງ​ຂອງ Li+​. ໂດຍສະເພາະແມ່ນສໍາລັບຄວາມສາມາດໃນການປ່ອຍ, ອັດຕາການໄຫຼຫຼາຍ, ອັດຕາການຜະລິດຄວາມຮ້ອນຫຼາຍ, ແລະປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີໃນຫມໍ້ໄຟ lithium-ion ເຫັນໄດ້ຊັດເຈນ.

(2) ຫມໍ້ໄຟ LFP ສະແດງໃຫ້ເຫັນການປັບຕົວທີ່ດີກັບອຸນຫະພູມສູງແລະອັດຕາການໄຫຼໃນລະຫວ່າງການສາກໄຟແລະການໄຫຼອອກ; ມັນມີຄວາມທົນທານຕໍ່ອຸນຫະພູມຕໍ່າ, ຄວາມອາດສາມາດການລະບາຍນ້ໍາເສຍໄປຢ່າງຮ້າຍແຮງ, ແລະບໍ່ສາມາດຟື້ນຕົວໄດ້ຫຼັງຈາກຄວາມຮ້ອນ.

(3) ພາຍໃຕ້ຈໍານວນດຽວກັນຂອງວົງຈອນການສາກໄຟແລະການໄຫຼອອກ, ຫມໍ້ໄຟ LFP ມີອາຍຸຮອບວຽນຍາວ, ແລະຄວາມອາດສາມາດຫມໍ້ໄຟ NMC decays ເຖິງ 80% ຂອງຄວາມອາດສາມາດການຈັດອັນດັບໄວຂຶ້ນ. (4) ເມື່ອປຽບທຽບກັບແບດເຕີລີ່ LFP, ຄວາມອາດສາມາດປ່ອຍຂອງຫມໍ້ໄຟ NMC ມີຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ກັບອຸນຫະພູມຫຼາຍ, ແລະໃນອັດຕາການໄຫຼອອກຂະຫນາດໃຫຍ່, ຄວາມອາດສາມາດໄຫຼອອກບໍ່ແມ່ນ monotonic ແລະອຸນຫະພູມເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ.