Efecto de la multiplicidad de recarga en la disminución de la batería de iones de litio

baterías de iones de litio en uso con el aumento en el número de carga y descarga, la capacidad se reduce gradualmente, que es lo que llamamos disminución, la sensación intuitiva es que la electricidad se usa cada vez menos. Por ejemplo, cuando compramos un teléfono celular por primera vez, la potencia máxima se puede usar todo el día, pero a medida que lo usamos, solo podemos soportar medio día de uso. Esta es la disminución de la capacidad de las baterías de iones de litio en uso. Esto es más fácil para que los dispositivos electrónicos de consumo se reemplacen más rápido, y es posible que hayamos reemplazado teléfonos nuevos antes de que la capacidad de la batería disminuya demasiado. Sin embargo, no es tan fácil resolver un producto duradero como un coche eléctrico de larga duración. En general, la vida útil de un automóvil puede alcanzar los 10 años. Durante este período, puede que sean necesarios entre 1.000 y 2.000 cargas (suponiendo que se realicen en días alternos). Cargo). Para satisfacer la demanda de vehículos eléctricos del consumidor, es necesario plantear ciertos requisitos para la vida útil de la batería de iones de litio de los vehículos eléctricos.

Hay muchos factores que afectan la vida útil de las baterías de iones de litio. La temperatura de uso, la corriente de carga y descarga, el voltaje de corte de carga y descarga y otros factores afectarán la velocidad de disminución y caída de las baterías de iones de litio. El mecanismo que causa la disminución de la capacidad de las baterías de iones de litio también se puede dividir en tres categorías: mayor resistencia interna y polarización, pérdida de sustancias activas polares positivas y negativas y pérdida de Li. Diferentes factores externos tienen diferentes efectos sobre estos tres. Por ejemplo, las baterías de materiales LiFePO4 generalmente tienen un rendimiento de ciclismo muy bueno, pero investigaciones como DerekN. Wong, de la Universidad de Texas en Arlington, descubrió que las condiciones de uso tienen una influencia importante en su ciclo de vida. Cuando Derek N. Wong realizó una descarga por pulsos de 15 ° C y una descarga continua de 15 ° C en la batería LiFePO4 tipo 26650, respectivamente, los dos sistemas de descarga tuvieron efectos completamente diferentes en la batería LiFePO4. La capacidad de la batería de fosfato de hierro y litio de descarga pulsada 15C decae muy rápidamente. Después de 40 veces, no se puede realizar la descarga de 15C, pero aún se puede realizar la descarga de 1C. La tasa de descomposición de la descarga de 1C es del 6% / 20 veces. La capacidad de la batería de descarga continua de 15C decae lentamente, y la descarga de 15C aún se puede realizar después de 60 veces, pero la tasa múltiple de 1C decae más rápido que la descarga de pulso de 15C, alcanzando el 14% / 20 veces. Los estudios de mecanismos han demostrado que la batería de descarga pulsada 15C contiene más LiF en la membrana SEI negativa, y LiF tiene mayores obstáculos para la difusión de iones de litio, lo que resulta en un rápido aumento en la impedancia de difusión de Li + y la impedancia de intercambio de carga de la batería. Como resultado, el voltaje de polarización de la batería es demasiado grande durante el proceso de carga y descarga, lo que resulta en una rápida disminución en la capacidad de descarga de LiFePO4.

El sistema de descarga de las baterías de iones de litio depende en gran medida del usuario y un buen sistema de descarga no es necesariamente aplicable a algunos usuarios. Sin embargo, el sistema de carga lo controla principalmente el diseñador. Por lo tanto, el estudio del impacto del sistema de carga en la disminución de la vida útil de la batería puede orientar mejor nuestro diseño de baterías de iones de litio. Yang Gao de la Universidad Jiaotong de Beijing y otros estudiaron los efectos de diferentes sistemas de carga en el declive de por vida de las baterías de iones de litio, estudiaron su mecanismo y propusieron un modelo para el declive de por vida de las baterías de iones de litio. La investigación de YangGao muestra que cuando la corriente de carga y el voltaje de corte exceden un cierto valor, la disminución de las baterías de iones de litio se acelerará en gran medida. Para reducir la tasa de decaimiento de las baterías de iones de litio, es necesario apuntar a diferentes sistemas. Seleccione la corriente de carga y descarga adecuada y el voltaje de corte.

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