Litlhokahalo tsa libeteri tsa boleng bo holimo tsa lithium-ion ke life? Ka kakaretso, bophelo bo bolelele, matla a phahameng a matla, le ts’ebetso e tšepahalang ea polokeho ke lintho tse hlokahalang bakeng sa ho metha betri ea boleng bo holimo ea lithium-ion. Libetri tsa lithium-ion hajoale li sebelisoa likarolong tsohle tsa bophelo ba letsatsi le letsatsi, empa moetsi kapa mofuta o fapane. Ho na le phapang e itseng bophelong ba ts’ebeletso le ts’ebetso ea ts’ireletso ea libeteri tsa lithium-ion, tse amanang haufi-ufi le litekanyetso tsa ts’ebetso ea tlhahiso le lisebelisoa tsa tlhahiso; maemo a latelang e tlameha ho ba maemo a boleng bo phahameng ba lithium-ion;

1. Bophelo bo bolelele ba tšebeletso

Bophelo ba betri ea bobeli bo kenyelletsa lits’oants’o tse peli: bophelo ba potoloho le bophelo ba khalendara. Bophelo ba potoloho bo bolela hore ka mor’a hore betri e bone palo ea lipotoloho tse tšepisitsoeng ke moetsi, matla a setseng a ntse a le kholo ho feta kapa a lekana le 80%. Bophelo ba khalendara bo bolela hore matla a setseng ha a na ho ba ka tlase ho 80% ka nako e tšepisitsoeng ke moetsi, ho sa tsotellehe hore na e sebelisoa kapa che.

Bophelo ke e ‘ngoe ea matšoao a bohlokoa a matla a betri ea lithium. Ka lehlakoreng le leng, ketso e kholo ea ho nkela betri sebaka e hlile e khathatsa ‘me phihlelo ea mosebedisi ha e ntle; ka lehlakoreng le leng, ha e le hantle, bophelo ke taba ea litšenyehelo.

Bophelo ba betri ea lithium-ion bo bolela hore matla a betri a senyeha ho ea boemong ba lebitso (mocheso oa mohatsela oa 25 ° C, khatello e tloaelehileng ea sepakapaka le 70% ea matla a betri a tsoang 0.2C) kamora nako ea ts’ebeliso. , ’me bophelo bo ka nkoa e le qetello ea bophelo. Lefapheng, bophelo ba potoloho bo baloa ka palo ea li-cycle tsa libeteri tsa lithium-ion tse qositsoeng ka botlalo. Nakong ea ts’ebeliso, karabelo e ke keng ea qojoa ea electrochemical e etsahala ka har’a betri ea lithium-ion, e lebisang ho fokotseha ha matla, joalo ka ho bola ha electrolyte, ho koaloa ha lisebelisoa tse sebetsang, le ho putlama ha meaho e ntle le e mpe ea li-electrode. e lebisa ho fokotseha ha palo ea li-ion tsa lithium intercalation le deintercalation. Ema. Liteko li bontša hore sekhahla se phahameng sa ho tsoa se tla lebisa ho fokotseng matla ka potlako. Haeba motlakase oa ho ntša o le tlaase, motlakase oa betri o tla ba haufi le motlakase oa tekano, o ka lokollang matla a mangata.

Bophelo ba khopolo-taba ea ternary lithium-ion battery ke hoo e ka bang 800 cycles, e leng bohareng har’a libeteri tsa lithium-ion tse ka nchafatsoang tsa khoebo. Lithium iron phosphate ke li-cycle tse ka bang 2,000, ha lithium titanate e ka fihla li-cycle tse 10,000. Hona joale, bahlahisi ba ka sehloohong ba betri ba tšepisa makhetlo a fetang 500 (tefiso le ho tsoa tlas’a maemo a tloaelehileng) ho latela litlhaloso tsa lisele tsa bona tsa ternary. Leha ho le joalo, ka mor’a hore libeteri li bokelloe ka har’a betri pakete, ka lebaka la litaba tse tsitsitseng, lintlha tsa bohlokoa ka ho fetisisa ke motlakase le ka hare Ho hanyetsa ho ke ke ha tšoana hantle, ‘me bophelo ba potoloho ea eona ke ka makhetlo a 400. Fesetere e khothalletsoang ea tšebeliso ea SOC ke 10% ~ 90%. Ho tjhaja ka botebo le ho tjhaja ha ho kgothaletswe, ho seng jwalo ho tla baka tshenyo e ke keng ya etsollwa ho sebopeho se setle le se sebe sa betri. Haeba e baloa ka tefiso e sa tebang le ho tsoa ho sa tebang, bophelo ba potoloho bo tla ba bonyane makhetlo a 1000. Ntle le moo, haeba libeteri tsa lithium-ion li tsoa khafetsa maemong a phahameng le a mocheso o phahameng, bophelo ba betri bo tla fokotsoa haholo ho ba tlase ho makhetlo a 200.

2. Tlhokomelo e fokolang, litšenyehelo tse tlase tsa tšebeliso

Betri ka boeona e na le theko e tlaase ka kilowatt-hora, e leng litšenyehelo tse hlakileng ka ho fetisisa. Ho phaella ho se boletsoeng ka holimo, bakeng sa basebelisi, hore na litšenyehelo li hlile li tlaase ho itšetlehile ka “litšenyehelo tsa bophelo bohle ba motlakase.”

“Litšenyehelo tsa bophelo bo felletseng ba motlakase”, matla a felletseng a betri ea lithium e atolosoa ke palo ea lipotoloho ho fumana kakaretso ea matla a ka sebelisoang ho potoloha bophelo ba betri, le theko eohle ea betri pakete e arotsoe ka kakaretso ena ho fumana theko ka kilowate e le ‘ngoe ea motlakase nakong ea potoloho e felletseng ea bophelo.

Theko ea betri eo re atisang ho bua ka eona, e kang 1,500 yuan/kWh, e itšetlehile feela ka kakaretso ea matla a sele e ncha ea betri. Ha e le hantle, litšenyehelo tsa motlakase ka yuniti ea bophelo ke molemo o tobileng oa bareki ba ho qetela. Sephetho se hlakileng ka ho fetisisa ke hore haeba u reka lipakete tse peli tsa betri ka matla a lekanang ka theko e le ‘ngoe, e’ ngoe e tla fihla qetellong ea bophelo kamora makhetlo a 50 a ho tjhaja le ho tjhaja, ‘me e’ ngoe e ka sebelisoa bocha kamora makhetlo a 100 a ho tjhaja le ho tjhaja. Lipakete tsena tse peli tsa betri li ka bonoa ha u habanya feela tse theko e tlase.

Ho bua ka mokhoa o hlakileng, ke bophelo bo bolelele, bo tšoarella ebile bo fokotsa litšenyehelo.

Ho phaella litšenyehelong tse peli tse ka holimo, litšenyehelo tsa tlhokomelo ea betri le tsona li lokela ho nkoa. Nahana feela ka litšenyehelo tsa pele, khetha sele ea bothata, litšenyehelo tsa tlhokomelo ea morao-rao le litšenyehelo tsa basebetsi li phahame haholo. Mabapi le tlhokomelo ea sele ea betri ka boeona, ho bohlokoa ho bua ka ho leka-lekanya ka letsoho. Ts’ebetso ea BMS e hahelletsoeng ka har’a tekano e lekantsoe ke boholo ba moralo oa eona oa ho leka-lekanya hona joale, ‘me e kanna ea se khone ho fihlela tekano e nepahetseng lipakeng tsa lisele. Ha nako e ntse e bokellana, bothata ba phapang e feteletseng ea khatello ka har’a betri e tla ba teng. Maemong a joalo, ho lekana ka letsoho ho tlameha ho etsoa, ​​​​’me lisele tsa betri tse nang le voltage e tlase haholo li lefisoa ka thoko. Ha boemo bona bo fokotseha khafetsa, litšenyehelo tsa tlhokomelo li tlase.

3. Matla a phahameng a matla / matla a phahameng a matla

Boima ba matla bo bolela matla a nang le boima ba yuniti kapa bophahamo ba yuniti; matla a motlakase a hlahisoang ke boholo ba yuniti kapa boima ba betri. Ka kakaretso, ka molumo o tšoanang, matla a matla a libeteri tsa lithium-ion ke makhetlo a 2.5 a betri ea nickel-cadmium le makhetlo a 1.8 a betri ea nickel-hydrogen. Ka hona, ha matla a betri a lekana, libeteri tsa lithium-ion li tla ba betere ho feta li-betri tsa nickel-cadmium le nickel-hydrogen. Boholo bo nyane le boima bo bobebe.

Botenya ba betri=bokhoni ba betri× sethala sa ho tsoa/botenya ba betri/bophara ba betri/bolelele ba betri.

Tekanyo ea matla e bolela boleng ba matla a phahameng a ho felloa ke matla ka boima ba yuniti kapa bophahamo. Sebakeng se lekanyelitsoeng sa likoloi tsa mebileng, ke ka ho eketsa letsoalo feela moo matla le matla ka kakaretso a ka ntlafatsoang hantle. Ntle le moo, lithuso tsa mmuso tsa hajoale li sebelisa matla le matla a motlakase joalo ka monyako oa ho lekanya boemo ba lithuso, tse tsoelang pele ho matlafatsa bohlokoa ba letsoalo.

Leha ho le joalo, ho na le ho se lumellane ho itseng pakeng tsa matla a matla le polokeho. Ha matla a matla a ntse a eketseha, polokeho e tla lula e tobana le mathata a macha le a thata ho feta.

4. Matla a phahameng

Kaha li-electrode tsa graphite ha e le hantle li sebelisoa e le lisebelisoa tsa anode, motlakase oa libeteri tsa lithium-ion o khethoa haholo ke litšobotsi tsa thepa ea cathode. Moeli o ka holimo oa voltage ea lithium iron phosphate ke 3.6V, ‘me matla a mangata a ternary lithium le lithium manganate libeteri ke hoo e ka bang 4.2V (karolo e latelang e tla hlalosa Ke hobane’ng ha matla a phahameng a betri ea Li-ion a ke ke a feta 4.2V ). Nts’etsopele ea libeteri tse nang le matla a phahameng ke tsela ea tekheniki bakeng sa libeteri tsa lithium-ion ho eketsa matla a matla. Ho eketsa matla a tlhahiso ea sele, lisebelisoa tse ntle tsa electrode tse nang le bokhoni bo phahameng, lisebelisoa tse mpe tsa electrode tse nang le matla a fokolang le electrolyte e nang le matla a phahameng a tsitsitseng a hlokahalang.

5. Matla a phahameng a matla

Ts’ebetso ea Coulomb, eo hape e bitsoang ts’ebetso ea ho tjhaja, e bolela karo-karolelano ea matla a ho ntša betri ho matla a ho tjhaja nakong ea potoloho e tšoanang. Ke hore, peresente ea ho ntša matla a khethehileng a ho lefisa bokhoni bo itseng.

Bakeng sa lisebelisoa tse ntle tsa electrode, ke matla a ho kenya lithium / delithium, ke hore, matla a ho ntša matla / tefiso; bakeng sa lisebelisoa tse mpe tsa elektrode, ke matla a ho tlosa lithium / lithium ho kenya matla, ke hore, matla a ho ntša matla / tefiso.

Nakong ea ts’ebetso ea ho tjhaja, matla a motlakase a fetoloa matla a lik’hemik’hale, ‘me nakong ea ts’ebetso ea ho ntša, matla a lik’hemik’hale a fetoloa matla a motlakase. Ho na le ts’ebetso e itseng ho keneng le phelisong ea matla a motlakase nakong ea lits’ebetso tse peli tsa phetoho, ‘me ts’ebetso ena e bonts’a ts’ebetso ea betri hantle.

Ho latela pono ea fisiks ea profeshenale, katleho ea Coulomb le matla a matla li fapane. E ‘ngoe ke karolelano ea motlakase ‘me e ‘ngoe ke karolelano ea mosebetsi.

Matla a matla a betri ea polokelo le katleho ea Coulomb, empa ho tsoa polelong ea lipalo, ho na le kamano ea motlakase lipakeng tsa tse peli. Karolelano ea motlakase oa tefiso le ho tsoa ha e lekane, motlakase o tloaelehileng oa ho tsoa hangata o ka tlase ho matla a tloaelehileng a tefiso.

Ts’ebetso ea betri e ka ahloloa ka matla a matla a betri. Ho tloha paballong ea matla, matla a motlakase a lahlehileng haholo-holo a fetoloa matla a mocheso. Ka hona, matla a matla a matla a ka hlahloba mocheso o hlahisoang ke betri nakong ea ts’ebetso ea ho sebetsa, ‘me joale kamano pakeng tsa ho hanyetsa ka hare le mocheso e ka hlahlojoa. Mme hoa tsebahala hore matla a eneji a ka noha matla a setseng a betri mme a laola ts’ebeliso e bohlale ea betri.

Hobane matla a ho kenya hangata ha a sebelisetsoe ho fetolela thepa e sebetsang hore e be boemo bo qosoang, empa karolo ea eona e sebelisoa (mohlala, ho hlaha maikutlo a ke keng a fetoloa), kahoo katleho ea Coulomb hangata e ka tlase ho 100%. Empa mabapi le libeteri tsa hona joale tsa lithium-ion li amehang, katleho ea Coulomb e ka fihla ho 99.9% ho ea holimo.

Lintlha tse susumetsang: ho bola ha electrolyte, ho feto-fetoha ha sebopeho, liphetoho sebopeho, morphology le conductivity ea lisebelisoa tse sebetsang tsa electrode li tla fokotsa katleho ea Coulomb.

Ntle le moo, ho bohlokoa ho bolela hore ho bola ha betri ho na le phello e nyane ts’ebetsong ea Coulomb mme ha ho amane hakaalo le mocheso.

Boima ba hona joale bo bonts’a boholo ba palo e fetang ka sebaka sa yuniti. Ha letsoalo la hona joale le ntse le eketseha, hona joale ho fetisoang ke stack ho eketseha, matla a motlakase a fokotseha ka lebaka la ho hanyetsa ka hare, ‘me katleho ea Coulomb e fokotseha ka lebaka la polarization ea mahloriso le mabaka a mang. Qetellong e lebisa ho phokotso ea matla a matla.

6. Ts’ebetso e ntle ea mocheso o phahameng

Libetri tsa lithium-ion li na le ts’ebetso e ntle ea mocheso o phahameng, ho bolelang hore mokokotlo oa betri o sebakeng se phahameng sa mocheso, ‘me lisebelisoa tse ntle le tse mpe tsa betri, karohano le electrolyte le tsona li ka boloka botsitso bo botle, li ka sebetsa ka mokhoa o tloaelehileng mochesong o phahameng. bophelo bo ke ke ba potlakisa. Mocheso o phahameng ha o bonolo ho baka likotsi tsa ho baleha ha mocheso.

Mocheso oa betri ea lithium-ion o bontša boemo ba mocheso oa betri, ‘me moelelo oa eona ke phello ea ho hlahisa mocheso le mocheso oa mocheso oa betri ea lithium-ion. Ho ithuta ka litšobotsi tsa mocheso oa libeteri tsa lithium-ion, le tlhahiso ea tsona ea mocheso le litšoaneleho tsa ho fetisa mocheso tlas’a maemo a sa tšoaneng, ho ka etsa hore re hlokomele tsela ea bohlokoa ea lik’hemik’hale tse sa tloaelehang ka har’a libeteri tsa lithium-ion.

Boitšoaro bo sa sireletsehang ba libeteri tsa lithium-ion, ho kenyelletsa le ho tjhaja betri le ho tebelwa ho feta tekano, tefiso e potlakileng le ho ntsha, potoloho e kgutshwane, maemo a tlhekefetso ya metjhini, le mocheso o phahameng wa mocheso wa mocheso, o ka baka habonolo karohano e kotsi ka hare ho betri le ho hlahisa mocheso, ho senya ka kotloloho e mpe. li-electrode tse ntle Passivation filimi holim’a metsi.

Ha mocheso oa sele o nyolohela ho 130 ° C, filimi ea SEI e holim’a electrode e mpe ea senyeha, e leng se etsang hore motlakase o phahameng oa lithium carbon negative o pepesehele electrolyte hore e be le karabelo e matla ea phokotso ea oxidation, le mocheso o matla. e etsa hore betri e kene maemong a kotsi haholo.

Ha mocheso o ka hare oa betri o phahama ho feta 200 ° C, filimi ea passivation holim’a electrode e ntle e senya electrode e ntle ho hlahisa oksijene, ‘me e tsoela pele ho itšoara ka mabifi ka electrolyte ho hlahisa mocheso o mongata le ho theha khatello e phahameng ea ka hare. . Ha mocheso oa betri o fihla ka holimo ho 240 ° C, o tsamaisana le karabelo e matla ea exothermic pakeng tsa lithium carbon negative electrode le binder.

Bothata ba mocheso oa libeteri tsa lithium-ion bo na le tšusumetso e kholo ho sireletseha ha libeteri tsa lithium-ion. Tikoloho ea tšebeliso ka boeona e na le mocheso o itseng, ‘me mocheso oa betri ea lithium ion le oona o tla hlaha ha o sebelisoa. Ntho ea bohlokoa ke hore mocheso o tla ba le tšusumetso e kholo karabelong ea lik’hemik’hale ka har’a betri ea lithium-ion. Mocheso o phahameng haholo o ka senya bophelo ba tšebeletso ea betri ea lithium-ion, ‘me maemong a boima, e tla baka mathata a tšireletso bakeng sa betri ea lithium-ion.

7. Mosebetsi o motle oa mocheso o tlase

Libetri tsa lithium-ion li na le ts’ebetso e ntle ea mocheso o tlase, ho bolelang hore ka mocheso o tlase, li-ion tsa lithium le lisebelisoa tsa electrode ka har’a betri li ntse li boloka ts’ebetso e phahameng, matla a mangata a masala, ho fokotseha ha matla a ho ntša mocheso, le tekanyo e kholo e lumelletsoeng ea ho tjhaja.

Ha mocheso o theoha, matla a setseng a betri ea lithium-ion a senyeha ho ba boemo bo potlakileng. Ha mocheso o theola, lebelo le senyeha kapele. Ho tjhaja ka likhoka mochesong o tlase ho kotsi haholo, ‘me ho bonolo haholo ho baka likotsi tsa ho baleha ha mocheso. Ka mocheso o tlase, ts’ebetso ea li-ion tsa lithium le li-electrode tse sebetsang li fokotseha, ‘me lebelo leo li-ion tsa lithium li kenngoa ka har’a lisebelisoa tse mpe tsa electrode li fokotsehile haholo. Ha phepelo ea matla a kantle e lefisoa ka matla a fetang matla a lumelletsoeng a betri, palo e kholo ea li-ion tsa lithium li bokellana ho potoloha electrode e mpe, ‘me li-ion tsa lithium tse kentsoeng ka har’a electrode li liehile haholo ho fumana lielektrone ebe li beha ka kotloloho ho holim’a electrode ho etsa likristale tsa motheo tsa lithium. Dendrite ea hola, e kenella ka har’a diaphragm ka kotloloho, ebe e phunya electrode e ntle. E etsa hore potoloho e khutsoanyane pakeng tsa li-electrode tse ntle le tse mpe, e leng se lebisang ho baleheng ha mocheso.

Ntle le ho senyeha ho matla ha matla a ho qhala, libeteri tsa lithium-ion li ke ke tsa lefisoa ka mocheso o tlaase. Nakong ea ho tjhaja mocheso o tlase, ho hokahana ha lithium ion ho electrode ea graphite ea betri le karabelo ea lithium plating li phelisana ‘me li qothisana lehlokoa le tse ling. Tlas’a maemo a mocheso a tlase, ho ata ha li-ion tsa lithium ka graphite hoa thibeloa, ‘me conductivity ea electrolyte ea fokotseha, e lebisang ho fokotseha ha sekhahla sa intercalation le ho etsa hore karabelo ea lithium plating e be monyetla oa ho etsahala holim’a graphite. Mabaka a mantlha a ho fokotseha ha bophelo ba libeteri tsa lithium-ion ha a sebelisoa maemong a batang haholo ke keketseho ea impedance ea kahare le ho senyeha ha matla ka lebaka la pula ea liion ion.

8. Tšireletseho e ntle

Tšireletseho ea libeteri tsa lithium-ion ha e akarelletse feela botsitso ba lisebelisoa tsa ka hare, empa hape le katleho ea mehato e thusang ea ts’ireletso ea betri. Tšireletseho ea thepa ea ka hare e bua ka lisebelisoa tse ntle le tse mpe, diaphragm le electrolyte, tse nang le botsitso bo botle ba mocheso, ho lumellana hantle pakeng tsa electrolyte le lisebelisoa tsa electrode, le ho fokotseha ho hotle ha lelakabe la electrolyte ka boeona. Mehato ea tlatsetso ea ts’ireletso e bua ka moralo oa li-valve tsa sele, moralo oa fuse, moralo o hanyetsanang le mocheso, ‘me kutloisiso e nepahetse. Ka mor’a hore sele e le ’ngoe e hlōlehe, e ka thibela phoso ho ata ’me ea sebeletsa morero oa ho itšehla thajana.

9. Ho tsitsisa hantle

Ka “barrel effect” re utloisisa bohlokoa ba ho tsitsa ha betri. Consistency e bua ka lisele tsa betri tse sebelisoang ka har’a pakete e le ‘ngoe ea betri, matla, motlakase o bulehileng oa potoloho, ho hanyetsa ka hare, ho itšehla thajana le likarolo tse ling li nyane haholo, mme ts’ebetso e ts’oana. Haeba ho tsitsa ha sele ea betri ka ts’ebetso ea eona e babatsehang ho se ntle, bophahamo ba eona bo atisa ho lokisoa ka mor’a hore sehlopha se thehoe. Boithuto bo bonts’itse hore bokhoni ba betri pakete ka mor’a ho hlophisoa bo khethoa ke sele e nyane haholo ea matla, ‘me bophelo ba sephutheloana sa betri bo ka tlase ho bophelo ba sele e khuts’oane ka ho fetesisa.