¿Qué factores influyeron en la vida útil de la batería de litio?

El monómero de celda de energía de iones de litio no puede satisfacer la demanda de energía de los vehículos eléctricos. Por lo tanto, los vehículos eléctricos deben usar múltiples celdas para baterías de energía en serie y en paralelo para proporcionar energía a los vehículos eléctricos. A juzgar por el nivel actual del proceso de fabricación de monómeros de baterías de iones de litio, varios factores en el proceso de producción han provocado que el mismo tipo de batería de monómeros tenga desviaciones en el voltaje, la capacidad y la resistencia interna. El rendimiento de una batería eléctrica depende del rendimiento del monómero de la celda, pero de ninguna manera es una simple acumulación del rendimiento de una sola celda. Debido al rendimiento inconsistente de las celdas individuales, las baterías de energía se utilizan repetidamente en vehículos eléctricos y las baterías de energía causan varios problemas, lo que resulta en una vida útil más corta.

Debido al actual cuello de botella de la tecnología de celdas de energía de iones de litio, es muy importante estudiar los factores que afectan la vida útil de las celdas de energía y resolver problemas relacionados para extender la vida útil de las celdas de energía. Esto ayudará al desarrollo de baterías de iones de litio en vehículos eléctricos y mejorará la eficiencia de las baterías de iones de litio.

Factores que afectan la vida útil del monómero de la celda de potencia

Para las baterías de potencia utilizadas en vehículos eléctricos, el final de su vida útil se define como la caída de la batería del 20% de su capacidad inicial. Cuando la vida útil de la celda de potencia se carga y descarga repetidamente en vehículos eléctricos, la naturaleza del material del cuerpo de la batería disminuirá debido a la ocurrencia continua de la reacción secundaria dentro de la batería de iones de litio. Esta disminución se debe a los siguientes aspectos: cambios en la estructura reticular de los materiales de los electrodos; La descomposición, pelado o corrosión del material del electrodo provoca la reducción del material activo; La disminución de la conductividad y el aumento de la impedancia provocados por el consumo de descomposición del electrolito; Los iones de litio encapsulados se consumen debido al litio polar negativo o reacciones secundarias; La impedancia aumenta debido a la modificación de gases, sustancias insolubles y aglutinantes producidos por reacciones secundarias y la corrosión de fluidos concentrados.

A partir del uso real de las condiciones ambientales, los principales factores que afectan la vida útil de los monómeros de las celdas de potencia incluyen el voltaje de corte de carga y descarga, la tasa de duplicación de carga y descarga, la temperatura de funcionamiento y las condiciones de almacenamiento.

Ha habido mucha literatura para mostrar que el ciclo de vida de diferentes tensiones de corte de carga es más corto con la tensión de carga más alta. Esto muestra que el impacto de la carga sin voltaje en la vida útil de la batería es muy grande. Un voltaje de corte de carga alto agravará la aparición de la reacción lateral de la batería y acortará la vida útil de la batería. Cuando la batería de potencia se usa en todo el vehículo, el rendimiento de la batería se reduce seriamente cuando se carga y descarga en el área de mayor potencial debido a las diversas condiciones de conducción del vehículo eléctrico.

La batería de potencia utiliza diferentes relaciones de carga y descarga para cumplir con diferentes condiciones de conducción durante el uso de vehículos eléctricos. El estudio de la carga y descarga de ploidía de la celda de potencia muestra que la carga y descarga de alta ploidía acelerarán la atenuación de la capacidad de la batería, y cuanto mayor sea la relación de carga y descarga, más rápido decaerá la capacidad de la batería. Esto se debe principalmente a los cambios en la estructura y propiedades del material del electrodo positivo y al engrosamiento de la película de la superficie negativa que resulta en la dificultad de la difusión de iones de litio. Si la relación de carga y descarga es demasiado grande, también puede provocar que la batería de monómero se sobrecaliente y provoque un cortocircuito que provoque una explosión.

Las diferentes celdas de potencia tienen diferentes temperaturas óptimas de funcionamiento, y las temperaturas excesivas o bajas tienen un impacto en la vida útil de la batería. Con la disminución de la temperatura, se reducirá la capacidad de descarga de las celdas de energía de iones de litio. Esto se debe a que con la disminución de la temperatura, la conductividad iónica del electrolito disminuye, lo que hace que la resistencia interna de la batería aumente rápidamente, lo que da como resultado un rendimiento de salida deficiente de la batería a bajas temperaturas.

Bajo la condición de que la batería de potencia no esté en uso, se producirá la autodescarga, la pasivación de los materiales de los electrodos positivos y negativos y la descomposición del electrolito debido a la naturaleza de la propia batería. Los resultados experimentales muestran que el rendimiento inestable del SEI del electrodo negativo conducirá a la rápida disminución de los materiales activos del electrodo negativo.

La precipitación de metal de litio es fácil de producir y las baterías de litio que forman membranas SEI estables se pueden almacenar a altas temperaturas durante más de 4 años. Al mismo tiempo, los diferentes componentes del electrolito tienen diferentes efectos sobre la degradación de los materiales de los electrodos.

Efectos de la incoherencia de monómeros en baterías eléctricas

La inconsistencia de los monómeros de la batería se genera principalmente durante el proceso de fabricación. Debido al nivel del proceso, existen ligeras diferencias en el grosor de las placas de la batería, la proporción de microporos y el grado de activación de las sustancias activas. La inconsistencia en la estructura interna de la batería hace imposible que el voltaje, la capacidad y la resistencia interna del mismo tipo de batería se fabrique en el mismo lote para que sea completamente consistente. El efecto de la incoherencia de una sola celda en la vida útil de la batería de potencia se divide en incoherencia de voltaje, incoherencia de capacidad e incoherencia de resistencia interna.

En el proceso de formación de una sola celda, si el voltaje es inconsistente, la celda de bajo voltaje se convertirá en una carga de la batería cuando se use junto con la celda normal. Porque cuando hay baterías de bajo voltaje en dos baterías paralelas, se produce una carga cruzada y otras baterías cargarán la batería. Este método de conexión hará que la capacidad de la batería de bajo voltaje aumente ligeramente y la capacidad de la batería de alto voltaje disminuya significativamente, y la pérdida de energía no logrará la salida externa ideal en la carga mutua.

La inconsistencia de la capacidad inicial se ha reducido considerablemente antes de agrupar la batería, aunque la capacidad inicial de una sola batería se puede equilibrar mediante el método de carga individual de la batería. Sin embargo, el ciclo continuo de carga y descarga de los vehículos eléctricos hace que esta inconsistencia se magnifique hasta cierto punto. La capacidad varía con la tasa de deterioro del ciclo. A medida que aumenta el número de ciclos de batería, aumentará la diferencia de capacidad. Esto hará que la capacidad de una sola celda aumente la atenuación de toda la capacidad de la batería.

La resistencia interna inconsistente hace que la distribución de la corriente de voltaje de la celda de monómero en la batería sea desigual, y se produce una carga de sobrevoltaje local o una descarga de bajo voltaje. La inconsistencia de la resistencia interna también provocará la pérdida de calor en el proceso de descarga de la batería de monómero. Cuanto mayor sea la resistencia interna, más rápido aumentará la temperatura y, eventualmente, puede causar una fuga térmica.

El voltaje, la capacidad, la resistencia interna y otros tipos de inconsistencias dan lugar a diferencias en la vida útil del monómero celular y de la batería, que se manifiesta principalmente en diferencias en la temperatura, la relación de carga y descarga, la profundidad de descarga y la capacidad disponible. Por ejemplo, debido a la diferencia en la capacidad inicial de las celdas de la batería, la mayoría de las baterías todavía se encuentran en condiciones de descarga superficial y las celdas de batería de baja capacidad se han descargado profundamente.

resumen

Hay muchos factores que afectan la vida útil de las baterías e interactúan entre sí, lo que resulta en una disminución relativamente grave del rendimiento de las baterías. En particular, el rendimiento de las baterías disminuirá aún más en ausencia de una gestión y un control efectivos en condiciones tales como alta temperatura, baja temperatura o sobrecarga y descarga. Además, la serie y el paralelo de una gran cantidad de celdas de monómero hacen que un solo monómero con poca capacidad y rendimiento limite el rendimiento de todo el paquete de baterías, lo que a su vez limita el uso completo del paquete de baterías.

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