Во время использования
литий-ионные батареи , фактическая полезная мощность будет продолжать уменьшаться по сравнению с номинальной мощностью на момент поставки. Любая побочная реакция, в результате которой могут потребляться ионы лития, может вызвать изменение баланса ионов лития в батарее. Это изменение состояния баланса необратимо и может накапливаться за несколько циклов, что отрицательно сказывается на характеристиках батареи.
Зарядка и разрядка батареи называется циклом, и продолжительность цикла является важным показателем срока службы батареи. Основная причина факторов, влияющих на срок службы литий-ионных батарей, заключается в том, что количество ионов лития, участвующих в передаче энергии, постоянно уменьшается. Общее количество лития в батарее не уменьшилось, но «активированных» ионов лития меньше, они в некоторых местах заключены в тюрьму или канал передачи заблокирован, и они не могут свободно участвовать в процессе зарядки и разрядки. Конкретно:
(1) Осаждение металлического лития: обычно возникает на поверхности отрицательного электрода. Когда ионы лития мигрируют к поверхности отрицательного электрода, некоторые из ионов лития не попадают в активный материал отрицательного электрода с образованием стабильного соединения. Вместо этого они получают электроны и осаждаются на поверхности отрицательного электрода, превращаясь в металлический литий, и больше не участвуют в последующем циклическом процессе, что приводит к снижению емкости. Например, когда материала отрицательного электрода недостаточно или он чрезмерно заряжен, отрицательный электрод не может принять ионы лития, мигрировавшие от положительного электрода, что приводит к осаждению металлического лития; во время высокоскоростной зарядки чрезмерное количество ионов лития, достигающих отрицательного электрода за короткий период времени, вызывает блокировку канала и выпадение осадка.
(2) Разложение катодного материала: Литийсодержащий оксид металла материала положительного электрода будет продолжать разлагаться во время длительного использования, образуя некоторые электрохимические инертные вещества и некоторые горючие газы, нарушая баланс емкости между электродами и вызывая необратимую потерю емкости.
(3) Пленка SEI на поверхности электрода: Для углеродных анодных материалов во время начального цикла электролит образует пленку твердого электролита (SEI) на поверхности электрода. В процессе формирования пленки SEI будут потребляться ионы лития, а пленка SEI нестабильна и будет находиться в циклическом процессе. Непрерывный разрыв батареи обнажит новую поверхность отрицательного электрода и затем вступит в реакцию с электролитом с образованием новой пленки SEI, которая будет продолжать вызывать постоянную потерю ионов лития и электролита, что приведет к снижению емкости батареи. . Кроме того, каналы диффузии ионов лития в пленке SEI могут быть заблокированы, что также приведет к снижению емкости аккумулятора.
(4) Потеря электролита: В процессе непрерывной циркуляции электролит будет продолжать разлагаться и улетучиваться, что приводит к уменьшению общего количества электролита, неспособности полностью проникнуть в положительные и отрицательные материалы, а также к реакциям неполного заряда и разряда, что приводит к уменьшению фактическая полезная мощность. Кроме того, если электролит содержит определенное количество воды, вода будет химически реагировать с LiFP6 с образованием LiF и HF. Затем HF разрушает пленку SEI и генерирует больше LiF, вызывая осаждение LiF и постоянное потребление активных ионов лития. Уменьшает срок службы батареи.
(5) Диафрагма заблокирована или повреждена: Во время цикла литий-ионных аккумуляторов постепенное высыхание диафрагмы и выход из строя также являются причиной снижения емкости. Из-за высыхания изолирующей мембраны омическое внутреннее сопротивление аккумулятора увеличивается, вызывая закупорку каналов зарядки и разрядки, неполную зарядку и разряд, и емкость аккумулятора не может быть восстановлена до исходного состояния, что значительно снижает емкость. и срок службы аккумуляторной батареи.
(6) Материалы положительного и отрицательного электродов отваливаются: Активные материалы положительного и отрицательного электродов закреплены на подложке связующим веществом. Во время длительного использования из-за выхода из строя связующего и механической вибрации аккумулятора активные материалы положительного и отрицательного электродов непрерывно отваливаются и попадают в раствор электролита. , Что приводит к постоянному сокращению количества активных материалов, которые могут участвовать в электрохимической реакции, и постоянному уменьшению срока службы батареи. Долговременная стабильность связующего и хорошие механические свойства батареи позволят отсрочить сокращение срока службы батареи.
Современные методы испытаний, используемые для оценки срока службы литий-ионных аккумуляторов, обычно проходят испытания в непрерывном цикле зарядки и разрядки, которые требуют длительного цикла испытаний. Стандарты литий-ионных аккумуляторов обычно определяют требования к жизненному циклу и методы испытаний. В существующих отечественных стандартах на литий-ионные батареи требования к испытаниям на срок службы литий-ионных батарей показаны в таблице 1.
Стандарт | Поле использования | Испытательный ток | Минимальный срок службы |
ГБ / т 18287-203 | сотовый телефон | 1C5 | 300 раз | 60% емкости |
МТ / Т 1051-2007 | Шахтерская лампа | 1C5 | 300 раз | 60% емкости |
GJB 4477-2002 | - | 0,2C5 | 400 раз | 70% емкости |
ГБ / т 36972-2018 | электрический велосипед | 0,5C5 | 600 раз | 70% емкости |
ГБ / т 31484-2015 | электромобиль | 1С1 | 500 раз 1000 раз | 90% емкости 80% емкости |
CEC 171-2018 Тип энергии | Хранение энергии | nx Pn постоянная мощность | 1000 раз 2000 раз | 90% энергии 80% энергии |
CEC 171-2018 Тип питания | Хранение энергии | nx Pn постоянная мощность | 2000 раз 4000 раз | 80% энергии 60% энергии |
Заключение:
Чтобы обеспечить бесперебойную работу вашего приложения,
EverExceed инженеры-исследователи и разработчики работают днем и ночью, чтобы исследовать и проектировать современное состояние
Литий-железо-фосфатные батареи с идеальными параметрами зарядки и разрядки, которые подтверждают самый долгий срок службы аккумулятора. Так что выберите EverExceed в качестве своего бренда для полной надежности.
