أثناء استخدام
بطاريات الليثيوم أيون ، ستستمر السعة الفعلية القابلة للاستخدام في الانخفاض بالنسبة إلى السعة المقدرة في وقت التسليم. قد يتسبب أي تفاعل جانبي يمكن أن يستهلك أيونات الليثيوم في حدوث تغيير في توازن أيونات الليثيوم في البطارية. هذا التغيير في حالة التوازن لا رجوع فيه ويمكن تراكمه من خلال دورات متعددة ، وبالتالي يؤثر سلبًا على أداء البطارية.
يُطلق على شحن البطارية وتفريغها اسم الدورة ، ويُعد عمر الدورة مؤشرًا مهمًا لأداء عمر البطارية. السبب الأساسي وراء العوامل التي تؤثر على دورة حياة بطاريات الليثيوم أيون هو أن عدد أيونات الليثيوم المشاركة في نقل الطاقة يتناقص باستمرار. لم يتم تقليل إجمالي كمية الليثيوم في البطارية ، ولكن أيونات الليثيوم "المنشط" أقل ، يتم سجنها في بعض الأماكن أو يتم حظر قناة النقل ، ولا يمكنهم المشاركة بحرية في عملية الشحن والتفريغ. خاصة:
(1) ترسيب الليثيوم المعدني: يحدث بشكل عام على سطح القطب السالب. عندما تهاجر أيونات الليثيوم إلى سطح القطب السالب ، لا تدخل بعض أيونات الليثيوم المادة النشطة للإلكترود السالب لتكوين مركب مستقر. بدلاً من ذلك ، يحصلون على إلكترونات ويترسبون على سطح القطب السالب ليصبحوا ليثيوم معدنية ، ولم يعدوا يشاركون في عملية الدورة اللاحقة ، مما يؤدي إلى انخفاض في السعة. على سبيل المثال ، عندما تكون مادة القطب السالب غير كافية أو مشحونة بشكل زائد ، فإن القطب السالب لا يمكنه استيعاب أيونات الليثيوم المهاجرة من القطب الموجب ، مما يؤدي إلى ترسب معدن الليثيوم ؛ أثناء الشحن عالي السرعة ، تؤدي الكمية الزائدة من أيونات الليثيوم التي تصل إلى القطب السالب في فترة زمنية قصيرة إلى انسداد القناة وترسبها.
(2) تحلل مادة الكاثود: سيستمر أكسيد المعدن المحتوي على الليثيوم في مادة القطب الموجب في التحلل أثناء الاستخدام طويل الأمد ، مما ينتج عنه بعض المواد الكهروكيميائية الخاملة وبعض الغازات القابلة للاشتعال ، مما يؤدي إلى تدمير توازن السعة بين الأقطاب الكهربائية والتسبب في فقدان القدرة بشكل لا رجعة فيه.
(3) فيلم SEI على سطح القطب: بالنسبة لمواد أنود الكربون ، خلال الدورة الأولية ، سيشكل المحلول الكهربائي طبقة إلكتروليت صلبة (SEI) على سطح القطب. سوف تستهلك عملية تشكيل فيلم SEI أيونات الليثيوم ، وغشاء SEI غير مستقر وسيكون في عملية الدورة. سيؤدي التمزق المستمر للبطارية إلى كشف سطح القطب السالب الجديد ثم يتفاعل مع الإلكتروليت لتشكيل طبقة SEI جديدة ، والتي ستستمر في التسبب في الفقد المستمر لأيونات الليثيوم والإلكتروليت ، مما يؤدي إلى انخفاض في قدرة البطارية . بالإضافة إلى ذلك ، قد يتم حظر قنوات نشر أيونات الليثيوم لفيلم SEI ، مما يؤدي أيضًا إلى انخفاض سعة البطارية.
(4) فقدان المنحل بالكهرباء: في عملية الدوران المستمر ، سيستمر الإلكتروليت في التحلل والتطاير ، مما يؤدي إلى انخفاض في الكمية الإجمالية للكهارل ، وعدم القدرة على التسلل الكامل للمواد الإيجابية والسلبية ، وتفاعلات الشحن والتفريغ غير المكتملة ، مما يؤدي إلى انخفاض في قدرة الاستخدام الفعلي. بالإضافة إلى ذلك ، إذا كان المنحل بالكهرباء يحتوي على كمية معينة من الماء ، فسوف يتفاعل الماء كيميائيًا مع LiFP6 لإنتاج LiF و HF. ثم يدمر HF فيلم SEI ويولد المزيد من LiF ، مما يتسبب في ترسب LiF والاستهلاك المستمر لأيونات الليثيوم النشطة. يتسبب في تقليل عمر البطارية.
(5) الحجاب الحاجز مسدود أو تالف: أثناء دورة بطاريات الليثيوم أيون ، يعد التجفيف التدريجي للحجاب الحاجز والفشل أيضًا سببًا لانخفاض السعة. نظرًا لتجفيف غشاء العزل ، تزداد المقاومة الأومية الداخلية للبطارية ، مما يتسبب في انسداد قنوات الشحن والتفريغ ، وعدم اكتمال الشحن والتفريغ ، ولا يمكن استعادة سعة البطارية إلى الحالة الأولية ، مما يقلل بشكل كبير من السعة وعمر خدمة البطارية.
(6) تسقط مواد القطب الموجب والسالب: يتم تثبيت المواد الفعالة للأقطاب الموجبة والسالبة على الركيزة بواسطة الموثق. أثناء الاستخدام على المدى الطويل ، بسبب فشل الرابط والاهتزاز الميكانيكي للبطارية ، تسقط المواد النشطة للأقطاب الموجبة والسالبة باستمرار وتدخل محلول الإلكتروليت. ، مما يؤدي إلى التقليل المستمر للمواد الفعالة التي يمكن أن تشارك في التفاعل الكهروكيميائي ، والتقليل المستمر لدورة حياة البطارية. سيكون الثبات طويل الأمد للموثق والخصائص الميكانيكية الجيدة للبطارية قادرين على تأخير التدهور في دورة حياة البطارية.
تخضع طرق الاختبار الحالية المستخدمة لتقييم عمر بطاريات الليثيوم أيون عمومًا لاختبارات دورة الشحن والتفريغ المستمرة ، والتي تتطلب دورة اختبار طويلة. تحدد معايير بطارية ليثيوم أيون بشكل عام متطلبات دورة الحياة وطرق الاختبار. في معايير بطاريات الليثيوم أيون المحلية الحالية ، يتم عرض متطلبات الاختبار لدورة حياة بطاريات الليثيوم أيون في الجدول 1.
اساسي | استخدام المجال | اختبار التيار | الحد الأدنى من متطلبات الحياة |
GB / T 18287-203 | الهاتف الخلوي | 1C5 | 300 مرة | 60٪ السعة |
MT / T 1051-2007 | مصباح عامل المنجم | 1C5 | 300 مرة | 60٪ السعة |
جي جي بي 4477-2002 | - | 0.2 ج 5 | 400 مرة | سعة 70٪ |
GB / T 36972-2018 | دراجة كهربائية | 0.5 ج 5 | 600 مرة | سعة 70٪ |
GB / T 31484-2015 | سيارة كهربائية | 1C1 | 500 مرة 1000 مرة | 90٪ السعة 80٪ السعة |
CEC 171-2018 نوع الطاقة | تخزين الطاقة | nx Pn قوة ثابتة | 1000 مرة 2000 مرة | 90٪ طاقة 80٪ طاقة |
CEC 171-2018 نوع الطاقة | تخزين الطاقة | nx Pn قوة ثابتة | 2000 ضرب 4000 مرة | 80٪ طاقة 60٪ طاقة |
استنتاج:
لضمان التشغيل السلس لتطبيقك ،
EverExceed يعمل مهندسو البحث والتطوير ليل نهار للبحث وتصميم أحدث ما توصلت إليه التكنولوجيا
بطاريات فوسفات حديد الليثيوم مع معلمات الشحن والتفريغ المثالية التي تؤكد أطول دورة حياة متاحة للبطارية. لذا اختر EverExceed كعلامتك التجارية للحصول على الموثوقية الكاملة.
