Naon sarat pikeun batré litium-ion kualitas luhur? Sacara umum, umur panjang, kapadetan énergi anu luhur, sareng kinerja kaamanan anu dipercaya mangrupikeun prasyarat pikeun ngukur batré litium-ion kualitas luhur. Batré litium-ion ayeuna dianggo dina sagala aspek kahirupan sadidinten, tapi pabrikna atanapi mérekna bénten. Aya sababaraha béda dina kahirupan jasa jeung kinerja kaamanan batré litium-ion, nu raket patalina jeung standar prosés produksi jeung bahan produksi; kaayaan di handap ieu kudu kaayaan pikeun kualitas luhur litium-ion;

1. Hirup jasa panjang

Umur batré sekundér kalebet dua indikator: hirup siklus sareng kahirupan almenak. Kahirupan siklus hartosna saatos batréna ngalaman jumlah siklus anu dijangjikeun ku pabrikan, kapasitas sésana masih langkung ageung tibatan atanapi sami sareng 80%. Kahirupan kalénder hartina kapasitas sésana teu kudu kirang ti 80% dina jangka waktu jangji ku produsén, euweuh urusan naha éta dipaké atawa henteu.

Kahirupan mangrupikeun salah sahiji indikator konci batré litium listrik. Di hiji sisi, aksi badag ngaganti batréna bener troublesome jeung pangalaman pamaké teu alus; di sisi anu sanésna, dasarna, hirup mangrupikeun masalah biaya.

Umur batre litium-ion hartosna kapasitas batréna bosok kana kapasitas nominal (dina suhu kamar 25 ° C, tekanan atmosfir standar, sareng 70% kapasitas batréna dileupaskeun dina 0.2C) saatos waktos panggunaan , sarta hirup bisa dianggap salaku tungtung hirup. Di industri, umur siklus umumna diitung ku jumlah siklus tina aki-aki lithium-ion anu dieusi pinuh sareng dibereskeun. Dina prosés pamakean, réaksi éléktrokimia anu teu bisa dibalikkeun lumangsung di jero batré litium-ion, anu nyababkeun panurunan dina kapasitas, sapertos dékomposisi éléktrolit, nganonaktipkeun bahan aktif, sareng runtuhna struktur éléktroda positip sareng négatip. ngakibatkeun turunna jumlah ion litium intercalasi sareng deintercalasi. Ngantosan. Ékspérimén nunjukkeun yén laju anu langkung luhur bakal nyababkeun atenuasi kapasitas anu langkung gancang. Upami arus debitna handap, tegangan batréna bakal caket kana tegangan kasaimbangan, anu tiasa ngaleupaskeun langkung énergi.

Kahirupan téoritis batré litium-ion ternary kira-kira 800 siklus, anu sedeng diantara batré litium-ion anu tiasa dicas deui komérsial. Fosfat beusi litium sakitar 2,000 siklus, sedengkeun lithium titanate cenah tiasa ngahontal 10,000 siklus. Ayeuna, produsén batré mainstream ngajangjikeun langkung ti 500 kali (ngeusian sareng ngaleupaskeun dina kaayaan standar) dina spésifikasi sél batré ternary na. Nanging, saatos batréna dirakit kana bungkus batré, kusabab masalah konsistensi, faktor anu paling penting nyaéta tegangan sareng internal Résistansi teu tiasa persis sami, sareng umur siklusna sakitar 400 kali. Jandéla panggunaan SOC anu disarankeun nyaéta 10% ~ 90%. Ngecas jero tur discharging henteu dianjurkeun, disebutkeun eta bakal ngabalukarkeun karuksakan teu bisa balik kana struktur positif jeung negatif tina batréna. Lamun diitung ku muatan deet sarta ngurangan deet, hirup siklus bakal sahenteuna 1000 kali. Salaku tambahan, upami batré litium-ion sering dibuang dina lingkungan tingkat luhur sareng suhu luhur, umur batre bakal dikirangan drastis janten kirang ti 200 kali.

2. Kurang pangropéa, ongkos pamakéan handap

Batré sorangan boga harga low per kilowatt-jam, nu biaya paling intuitif. Salian ti anu kasebat, pikeun pangguna, naha biayana leres-leres rendah gumantung kana “biaya listrik siklus hirup pinuh.”

“Biaya siklus hirup pinuh listrik”, total kakuatan batré litium kakuatan dikalikeun ku jumlah siklus pikeun meunangkeun jumlah total kakuatan nu bisa dipaké dina siklus hirup pinuh batréna, sarta total harga tina batré. pak batré dibagi ku jumlah ieu pikeun meunangkeun harga per kilowatt listrik dina siklus hirup pinuh.

Harga batré anu biasana urang nyarioskeun, sapertos 1,500 yuan / kWh, ngan ukur dumasar kana tanaga total sél batré énggal. Nyatana, biaya listrik per unit kahirupan mangrupikeun kauntungan langsung tina konsumén akhir. Hasil anu paling intuitif nyaéta upami anjeun mésér dua bungkus batré kalayan kakuatan anu sami dina harga anu sami, hiji bakal ngahontal akhir umur saatos 50 kali ngecas sareng ngecas, sareng anu sanésna tiasa dianggo deui saatos 100 kali ngecas sareng ngecas. Dua bungkus batréna ieu tiasa ditingali dina pandangan anu langkung mirah.

Pikeun nempatkeun éta bluntly, éta umur panjang, awét sarta ngurangan waragad.

Salaku tambahan kana dua biaya di luhur, biaya perawatan batréna ogé kedah dipertimbangkeun. Kantun nimbangkeun biaya awal, pilih sél masalah, biaya perawatan engké sareng biaya kuli teuing. Ngeunaan pangropéa sél batréna nyalira, penting pikeun ningali balancing manual. Fungsi ékualisasi anu diwangun dina BMS diwatesan ku ukuran arus ékualisasi desain sorangan, sareng moal tiasa ngahontal kasaimbangan idéal antara sél. Salaku waktos akumulasi, masalah bédana tekanan kaleuleuwihan dina bungkus batré bakal kajantenan. Dina kaayaan sapertos kitu, persamaan manual kedah dilaksanakeun, sareng sél batréna kalayan tegangan anu lemah teuing ditagih nyalira. Turunkeun frékuénsi kaayaan ieu, beuki handap biaya perawatan.

3. dénsitas énergi tinggi / dénsitas kakuatan tinggi

Kapadetan énergi ngarujuk kana énergi anu dikandung dina beurat unit atanapi volume unit; énergi listrik anu dikaluarkeun ku volume rata-rata unit atanapi massa batréna. Sacara umum, dina volume anu sami, kapadetan énergi batré litium-ion nyaéta 2.5 kali tina batré nikel-kadmium sareng 1.8 kali tina batré nikel-hidrogén. Ku alatan éta, lamun kapasitas batré sarua, accu litium-ion bakal leuwih hade tinimbang accu nikel-kadmium jeung nikel-hidrogen. Ukuran anu langkung alit sareng beurat anu langkung hampang.

Kapadetan énergi batré = kapasitas batré × platform debit / kandelna batré / lébar batréna / panjang batréna.

Kapadetan kakuatan ngarujuk kana nilai kakuatan pangeluaran maksimum per unit beurat atanapi volume. Dina rohangan terbatas kendaraan jalan, ngan ukur ku ningkatkeun kapadetan tiasa ningkatkeun énergi sareng kakuatan umum sacara efektif. Sajaba ti éta, subsidi kaayaan kiwari ngagunakeun dénsitas énergi jeung dénsitas kakuatan salaku ambang pikeun ngukur tingkat subsidi, nu salajengna strengthens pentingna dénsitas.

Nanging, aya kontradiksi anu tangtu antara kapadetan énergi sareng kaamanan. Nalika dénsitas énergi ningkat, kaamanan bakal salawasna nyanghareupan tantangan anu langkung énggal sareng langkung hese.

4. tegangan tinggi

Kusabab éléktrit grafit dina dasarna dianggo salaku bahan anoda, tegangan batré litium-ion utami ditangtukeun ku ciri bahan tina bahan katoda. Wates luhur tegangan litium beusi fosfat nyaéta 3.6V, sareng tegangan maksimum litium ternary sareng batré litium manganat sakitar 4.2V (bagian salajengna bakal ngajelaskeun Naha tegangan maksimum batré Li-ion henteu tiasa ngaleuwihan 4.2V ). Ngembangkeun batré-voltase tinggi nyaéta rute téknis pikeun aki-aki lithium-ion pikeun ningkatkeun kapadetan énergi. Pikeun ningkatkeun tegangan kaluaran sél, bahan éléktroda positip kalayan poténsi anu luhur, bahan éléktroda négatip kalayan poténsial rendah sareng éléktrolit kalayan tegangan tinggi anu stabil.

5. efisiensi énergi High

Efisiensi Coulomb, disebut ogé efisiensi ngecas, ngarujuk kana babandingan kapasitas debit batréna pikeun kapasitas ngecas salami siklus anu sami. Hartina, perséntase ngurangan kapasitas husus pikeun ngeusi batre kapasitas husus.

Pikeun bahan éléktroda positif, nya éta kapasitas sisipan litium / kapasitas delithium, nyaeta, kapasitas ngurangan / kapasitas muatan; pikeun bahan éléktroda négatip, nya éta kapasitas panyabutan litium / kapasitas sisipan litium, nyaeta, kapasitas ngurangan / kapasitas muatan.

Salila prosés ngecas, énérgi listrik dirobah jadi énergi kimia, sarta salila prosés discharging, énergi kimia dirobah jadi énergi listrik. Aya efisiensi tangtu dina input sareng kaluaran énérgi listrik salami dua prosés konvérsi, sareng efisiensi ieu langsung nunjukkeun kinerja batré.

From the perspective of professional physics, Coulomb efficiency and energy efficiency are different. One is the ratio of electricity and the other is the ratio of work.

Efisiensi énergi batré neundeun jeung efisiensi Coulomb, tapi tina éksprési matematik, aya hubungan tegangan antara dua. Tegangan rata-rata muatan sareng discharge henteu sami, tegangan rata-rata muatan umumna langkung handap tina tegangan rata-rata muatan.

Kinerja batréna tiasa ditilik ku épéktasi énergi batréna. Tina konservasi énergi, énergi listrik anu leungit utamina dirobih kana énergi panas. Ku alatan éta, efisiensi énergi bisa nganalisis panas dihasilkeun batré salila prosés gawé, lajeng hubungan antara lalawanan internal tur panas bisa dianalisis. Sareng dipikanyaho yén efisiensi énergi tiasa ngaduga énergi sésana batré sareng ngatur panggunaan batré anu rasional.

Kusabab daya input mindeng teu dipaké pikeun ngarobah bahan aktif kana kaayaan muatan, tapi bagian tina eta dihakan (contona, réaksi samping teu bisa balik lumangsung), jadi efisiensi Coulomb mindeng kirang ti 100%. Tapi dugi ka batré litium-ion ayeuna, épisiénsi Coulomb dasarna tiasa ngahontal 99.9% sareng saluhureuna.

Faktor pangaruh: dékomposisi éléktrolit, pasipasi antar muka, parobahan struktur, morfologi, sareng konduktivitas bahan aktif éléktroda bakal ngirangan efisiensi Coulomb.

Salaku tambahan, éta patut disebatkeun yén buruk batré ngagaduhan sakedik pangaruh kana efisiensi Coulomb sareng teu aya hubunganana sareng suhu.

Kapadetan arus ngagambarkeun ukuran arus anu ngalir per unit luas. Salaku dénsitas ayeuna naek, arus diliwatan ku tumpukan naek, efisiensi tegangan nurun alatan résistansi internal, sarta efisiensi Coulomb nurun alatan polarisasi konsentrasi jeung alesan séjén. Antukna ngakibatkeun ngurangan efisiensi énergi.

6. kinerja suhu luhur alus

Batré litium-ion gaduh kinerja suhu luhur anu saé, anu hartosna inti batréna aya dina lingkungan suhu anu langkung luhur, sareng bahan positip sareng négatip batréna, pemisah sareng éléktrolit ogé tiasa ngajaga stabilitas anu saé, tiasa dianggo normal dina suhu anu luhur, sareng hirup moal kagancangan. Suhu luhur henteu gampang ngabalukarkeun kacilakaan runaway termal.

Suhu batré litium-ion nunjukkeun kaayaan termal batré, sareng hakekatna mangrupikeun hasil tina generasi panas sareng transfer panas batré litium-ion. Diajar ciri termal tina accu litium-ion, sarta generasi panas maranéhanana sarta ciri mindahkeun panas dina kaayaan béda, bisa nyieun urang sadar cara penting réaksi kimiawi exothermic jero accu litium-ion.

Paripolah anu teu aman tina batré litium-ion, kalebet batre overcharge sareng overdischarge, muatan gancang sareng ngaleupaskeun, sirkuit pondok, kaayaan nyiksa mékanis, sareng shock termal suhu luhur, tiasa gampang memicu réaksi samping anu bahaya di jero batré sareng ngahasilkeun panas, langsung ngancurkeun négatip sareng éléktroda positif pilem Passivation dina beungeut cai.

Nalika suhu sél naék ka 130 ° C, pilem SEI dina beungeut éléktroda négatip decomposes, ngabalukarkeun aktivitas tinggi litium karbon éléktroda négatip kakeunaan éléktrolit nu ngalaman réaksi oksidasi-réduksi telenges, sarta panas nu. lumangsung ngajadikeun batréna asup kana kaayaan anu berisiko tinggi.

Nalika suhu internal batré naék di luhur 200 ° C, pilem pasip dina permukaan éléktroda positip terurai éléktroda positip pikeun ngahasilkeun oksigén, sareng terus réaksi telenges ku éléktrolit pikeun ngahasilkeun panas anu ageung sareng ngabentuk tekanan internal anu luhur . Nalika suhu batréna ngahontal luhur 240 ° C, éta dibarengan ku réaksi éksotermik telenges antara éléktroda négatip karbon lithium sareng binder.

Masalah suhu batré lithium-ion mangaruhan pisan kana kaamanan batré litium-ion. Lingkungan pamakean sorangan ngagaduhan suhu anu tangtu, sareng suhu batré ion litium ogé bakal muncul nalika dianggo. Anu penting nyaéta suhu bakal gaduh dampak anu langkung ageung kana réaksi kimia di jero batré litium-ion. Suhu anu luhur teuing tiasa ngarusak umur jasa batré litium-ion, sareng dina kasus anu parah, éta bakal nyababkeun masalah kaamanan pikeun batré litium-ion.

7. Performa suhu rendah anu saé

Batré litium-ion gaduh kinerja suhu handap anu saé, anu hartosna yén dina suhu anu handap, ion litium sareng bahan éléktroda di jero batréna tetep ngajaga aktipitas anu luhur, kapasitas résidu tinggi, ngirangan dégradasi kapasitas debit, sareng laju ngeusian anu gedé.

Nalika suhu turun, kapasitas sésa batré litium-ion buruk kana kaayaan anu gancang. Nu handap suhu, nu gancang kapasitas buruk. Ngecas maksa dina suhu anu rendah pisan ngabahayakeun, sareng gampang pisan nyababkeun kacilakaan kabur termal. Dina suhu anu handap, kagiatan ion litium sareng bahan aktif éléktroda turun, sareng tingkat dimana ion litium diselapkeun kana bahan éléktroda négatip parantos ngirangan. Nalika catu daya éksternal dieusi dina kakuatan anu ngaleuwihan kakuatan anu diijinkeun tina batréna, sajumlah ageung ion litium akumulasi sakitar éléktroda négatip, sareng ion litium anu ditancebkeun dina éléktroda kasép pikeun kéngingkeun éléktron teras langsung deposit dina permukaan éléktroda pikeun ngabentuk kristal unsur litium. Dendrit tumuwuh, nembus diafragma langsung, sarta pierces éléktroda positif. Ngabalukarkeun sirkuit pondok antara éléktroda positif jeung négatif, anu dina gilirannana ngabalukarkeun runaway termal.

Salian deterioration parna tina kapasitas ngurangan, batré litium-ion teu bisa dicas dina hawa low. Salila ngecas hawa-rendah, interkalasi ion litium dina éléktroda grafit batré sareng réaksi plating litium hirup babarengan sareng bersaing. Dina kaayaan suhu anu handap, difusi ion litium dina grafit dihambat, sareng konduktivitas éléktrolit turun, anu nyababkeun panurunan dina laju interkalasi sareng ngajantenkeun réaksi plating litium langkung dipikaresep lumangsung dina permukaan grafit. Alesan utama pikeun panurunan umur batré litium-ion nalika dianggo dina suhu rendah nyaéta kanaékan impedansi internal sareng degradasi kapasitas kusabab présipitasi ion litium.

8. kaamanan alus

Kasalametan batré litium-ion kalebet henteu ngan ukur stabilitas bahan internal, tapi ogé efektivitas ukuran bantu kaamanan batré. Kaamanan bahan internal nuduhkeun bahan positip sareng négatip, diafragma sareng éléktrolit, anu ngagaduhan stabilitas termal anu saé, kasaluyuan anu saé antara éléktrolit sareng bahan éléktroda, sareng tahan listrik anu hadé tina éléktrolit éta sorangan. Ukuran bantu kaamanan ngarujuk kana desain klep kaamanan sél, desain sekering, desain résistansi sénsitip suhu, sareng sensitipitasna pas. Saatos sél tunggal gagal, éta tiasa nyegah panyebaran kasalahan sareng ngalayanan tujuan ngasingkeun.

9. konsistensi alus

Ngaliwatan “efek tong” urang ngartos pentingna konsistensi batré. Konsistensi nujul kana sél batré dipaké dina pak batré sarua, kapasitas, tegangan circuit kabuka, résistansi internal, timer ngurangan sarta parameter séjén pisan leutik, sarta kinerja sarupa. Lamun konsistensi sél batré jeung kinerja alus teuing sorangan teu alus, kaunggulan na mindeng smoothed kaluar sanggeus grup kabentuk. Panilitian parantos nunjukkeun yén kapasitas batréna saatos dikelompokkeun ditangtukeun ku sél kapasitas pangleutikna, sareng umur bungkus batréna langkung alit tibatan kahirupan sél anu pang pondokna.