البطارية طاردة للحرارة بشكل عام أثناء الاستخدام ، لذا فإن تأثير درجة الحرارة مهم جدًا. بالإضافة إلى ذلك ، سيكون لظروف الطريق والاستخدام ودرجة الحرارة المحيطة وما إلى ذلك تأثيرات مختلفة.

يُنظر عمومًا إلى فقدان سعة بطاريات طاقة LiFePO4 أثناء ركوب الدراجات بسبب فقدان أيونات الليثيوم النشطة. يُظهر البحث أن تقادم بطارية طاقة LiFePO4 أثناء ركوب الدراجات يتم بشكل أساسي من خلال عملية نمو معقدة تستهلك فيلم Li-ion SEI النشط. في هذه العملية ، يؤدي فقدان أيونات الليثيوم النشطة إلى تقليل معدل الاحتفاظ بالقدرة للبطارية ؛ يؤدي النمو المستمر لفيلم SEI ، من ناحية ، إلى زيادة مقاومة الاستقطاب للبطارية ، وفي الوقت نفسه ، يكون سمك فيلم SEI سميكًا جدًا ، ويتم تقليل الأداء الكهروكيميائي لقطب الجرافيت السالب. النشاط أيضًا غير نشط جزئيًا.

أثناء ركوب الدراجات في درجات الحرارة المرتفعة ، سوف يذوب Fe2 + في LiFePO4 إلى حد معين. على الرغم من أن كمية Fe2 + المذابة ليس لها تأثير واضح على قدرة القطب الموجب ، فإن انحلال Fe2 + وترسيب Fe على القطب السالب من الجرافيت سيلعب دورًا محفزًا في نمو فيلم SEI. . التحليل الكمي لأين وفي أي خطوة يتم فقد أيونات الليثيوم النشطة ، وجد أن معظم فقدان أيونات الليثيوم النشطة يحدث على سطح القطب السالب للجرافيت ، خاصة أثناء ركوب درجات الحرارة العالية ، أي فقدان قدرة ركوب درجات الحرارة العالية أسرع ؛ ويلخص تدمير فيلم SEI. هناك ثلاث آليات مختلفة للإصلاح: (1) تمر الإلكترونات في أنود الجرافيت عبر فيلم SEI لتقليل أيونات الليثيوم ؛ (2) تفكك وتجديد بعض مكونات فيلم SEI ؛ (3) بسبب تغيير حجم أنود الجرافيت. تمزق الغشاء SEI.

بالإضافة إلى فقدان أيونات الليثيوم النشطة ، تتدهور مواد القطب الموجب والسالب أثناء ركوب الدراجات. يمكن أن يؤدي ظهور التشققات في أقطاب LiFePO4 أثناء ركوب الدراجات إلى زيادة استقطاب القطب وتقليل الموصلية بين المادة النشطة والعامل الموصّل أو المجمع الحالي. تمت دراسة تغييرات LiFePO4 بعد الشيخوخة بشكل شبه كمي عن طريق المسح المجهري للمقاومة الممتدة (SSRM) ، ووجد أن تقشير الجسيمات النانوية LiFePO4 والترسبات السطحية الناتجة عن بعض التفاعلات الكيميائية أدت بشكل مشترك إلى زيادة مقاومة الكاثود LiFePO4. بالإضافة إلى ذلك ، يعتبر تقليل السطح النشط وتقشير أقطاب الجرافيت الناجم عن فقدان المواد النشطة للجرافيت من أسباب تقادم البطارية. سيؤدي عدم استقرار الأقطاب الكهربائية السالبة للجرافيت إلى عدم استقرار فيلم SEI ، مما سيعزز استهلاك أيونات الليثيوم النشطة. .

يمكن أن يوفر معدل التفريغ الكبير للبطارية طاقة كبيرة للسيارة الكهربائية ، أي أنه كلما كان أداء معدل بطارية الطاقة أفضل ، كان أداء تسريع السيارة الكهربائية أفضل. تظهر النتائج أن آليات الشيخوخة لكاثود LiFePO4 وأنود الجرافيت مختلفة: مع زيادة معدل التفريغ ، يزيد فقدان قدرة الكاثود أكثر من الأنود. يرجع فقدان سعة البطارية أثناء ركوب الدراجات بمعدل منخفض بشكل أساسي إلى استهلاك أيونات الليثيوم النشطة في القطب السالب ، في حين أن فقدان طاقة البطارية أثناء ركوب الدراجات عالية السرعة ناتج عن زيادة مقاومة القطب الموجب.

على الرغم من أن عمق التفريغ في استخدام بطارية الطاقة لا يؤثر على فقد السعة ، إلا أنه سيؤثر على فقدها للطاقة: تزداد سرعة فقدان الطاقة مع زيادة عمق التفريغ ، وهو ما يرتبط بزيادة المقاومة من فيلم SEI وزيادة مقاومة البطارية بأكملها. ذات صلة مباشرة. على الرغم من أن تأثير الحد الأعلى لجهد الشحن على فشل البطارية ليس واضحًا بالنسبة لفقدان أيونات الليثيوم النشطة ، فإن الحد الأعلى المنخفض جدًا أو المرتفع جدًا لجهد الشحن سيزيد من مقاومة الواجهة لأقطاب LiFePO4: لا يمكن لجهد الحد الأعلى السفلي كن جيدا جدا. يتكون فيلم التخميل على الأرض ، وسيؤدي حد الجهد العالي المرتفع جدًا إلى التحلل التأكسدي للإلكتروليت ،

تقل سعة تفريغ بطاريات الطاقة LiFePO4 بسرعة عندما تنخفض درجة الحرارة ، ويرجع ذلك أساسًا إلى انخفاض الموصلية الأيونية وزيادة الممانعة البينية. من خلال دراسة كاثود LiFePO4 وأنود الجرافيت على التوالي ، وجد أن عوامل التحكم الرئيسية التي تحد من أداء درجات الحرارة المنخفضة للكاثود والأنود مختلفة. إن انخفاض الموصلية الأيونية في كاثود LiFePO4 هو السائد ، في حين أن الزيادة في مقاومة الواجهة لأنود الجرافيت هي السبب الرئيسي.

أثناء الاستخدام ، يؤدي تدهور قطب LiFePO4 والقطب الكهربائي السلبي من الجرافيت والنمو المستمر لفيلم SEI إلى فشل البطارية بدرجات متفاوتة ؛ بالإضافة إلى العوامل التي لا يمكن السيطرة عليها مثل ظروف الطريق ودرجة الحرارة المحيطة ، فإن الاستخدام العادي للبطارية مهم جدًا أيضًا ، بما في ذلك جهد الشحن المناسب وعمق التفريغ المناسب ، إلخ.

إذا كان لديك أي متطلبات أو أي نوع من الاستفسارات بخصوص حلول بطارية الليثيوم للتطبيقات التي تريدها ، فلا تتردد في التواصل مع فريقنا المتخصص في أي وقت على marketing@everexceed.com .