¿Qué hace que disminuya la vida útil de la batería de iones de litio?

Los teléfonos móviles se han convertido en una necesidad diaria para todos. Presumiblemente, todo el mundo tiene una experiencia. Con el aumento en el uso de teléfonos móviles, el tiempo de espera de los teléfonos móviles será cada vez más corto y la demanda diaria podrá satisfacer las necesidades de uso. Dos cargas funcionarán, hasta el final, un día dos cargas no pueden resolver el problema, esto es lo que solemos decir que la batería del teléfono móvil no es buena, generalmente llamamos a la batería de iones de litio "disminución de la vida útil". ¿Cuál es la causa del declive en la vida útil de las baterías de iones de litio? Antes de responder a esta pregunta, primero debemos familiarizarnos con un concepto, ¿cuál es la vida útil de una batería de iones de litio?

En general, el número de ciclos que pasamos cuando la capacidad de una batería de iones de litio cae al 80% de su capacidad inicial durante el ciclo se define como la vida útil de una batería de iones de litio. El teléfono móvil es un producto electrónico que debe cambiarse con frecuencia. Por lo tanto, el fabricante de baterías promedio diseñará la vida útil de la batería de iones de litio de un teléfono móvil en aproximadamente 500 veces. Es decir, si cargamos el teléfono una vez al día, tardará aproximadamente un año y medio. La capacidad de la batería de nuestro teléfono celular se reducirá a aproximadamente el 80% de la capacidad inicial, por lo que sentimos que la energía del teléfono es cada vez menor. Por supuesto, esto no quiere decir que no todo el mundo deba cobrar tanto como sea posible, sino que deba cobrar de forma científica y razonable. Al final del artículo, el editor le dará algunos consejos sobre cómo cargar el teléfono. Espero que te ayude.

Discusión sobre el mecanismo de disminución de la batería de iones de litio

He aquí por qué las baterías de iones de litio se deterioran durante el uso. En primer lugar, debemos tener claro que en el interior de las baterías de iones de litio, además de las reacciones normales de embebido y desembechado de iones de litio, positivas y negativas, habrá muchas reacciones secundarias, como la formación y crecimiento de membranas SEI, descomposición de electrolitos, descomposición de aglutinantes, actividad positiva y negativa. La rotura de sustancias y otros factores harán que la capacidad de las baterías de iones de litio disminuya. Aunque hay muchos factores que causan el declive y la caída de las baterías de iones de litio, se pueden agrupar en tres categorías principales: 1) pérdida de litio, debido a que la batería de iones de litio es un sistema cerrado, el material interno es constante y la formación y la destrucción de la membrana SEI, el litio polar negativo, etc. consumirán los únicos recursos de Li; 2) La pérdida de sustancias activas polares positivas, que a menudo se producen durante el uso de baterías de iones de litio, como la fragmentación de partículas de materiales positivos, la descomposición del aglutinante y los cambios en la estructura cristalina de los materiales polares positivos, todo lo cual provocará algunos efectos positivos. las sustancias activas polares pierden su capacidad para insertar litio; 3) La pérdida de sustancias negativamente activas, como la pérdida de sustancias negativamente activas y la descomposición de aglutinantes, provocará que algunas partículas de material negativamente activo pierdan su conexión conductora con la red conductora, imposibilitando la inserción de litio, resultando en la pérdida de capacidad de la batería de iones de litio.

Christopher R. Birkl de la Universidad de Oxford en el Reino Unido propuso recientemente un método para detectar baterías de iones de litio utilizando un voltaje de circuito abierto. El voltaje de circuito abierto de la batería de iones de litio es la diferencia de potencial entre los polos positivo y negativo, lo que refleja las propiedades termodinámicas de la batería de iones de litio, por lo que puede proporcionarnos información valiosa sobre los polos positivos y negativos. Christopher R. Birkl usó baterías de botón para probar y verificar el impacto de los tres modos que causaron la disminución de las baterías de iones de litio en el voltaje de circuito abierto de la batería. Se descubrió que el modelo que causó la caída de la batería podía identificarse detectando la curva de voltaje de circuito abierto de la batería. Se puede decir que el trabajo de Christopher R. Birkl ha supuesto una contribución revolucionaria a la gestión de los sistemas de baterías de iones de litio.

Discusión sobre el mecanismo de disminución de la batería de iones de litio

Christopher R. Birkl fabricó una batería de botón utilizando electrodos extraídos de una batería cuadrada comercial y simuló tres modos de caída de la batería de iones de litio: 1) pérdida de litio; 2) Pérdida de sustancias activas polares negativas; 3) pérdida de sustancias activas polares positivas. Para garantizar la precisión de la prueba, todas las baterías experimentales deben estabilizarse a 3 h en el termostato primero para lograr el equilibrio térmico. Se midieron dos voltajes en la prueba, uno de los cuales fue el voltaje medido durante el proceso de carga y descarga. Esto también se llama voltaje falso. El falso voltaje se puede utilizar para ayudar a juzgar el modo de declive y caída de las baterías de iones de litio. Es el voltaje de circuito abierto de la batería de iones de litio lo que realmente puede determinar el modo de declive de la batería de iones de litio.

Discusión sobre el mecanismo de disminución de la batería de iones de litio

Primero, ChristophR.Birkl calculó la capacidad teórica de la pila de botón basándose en el área de la pila de botón, y luego simuló la pérdida de iones de litio variando la extracción de litio de la pieza del polo positivo cortando la pieza del electrodo negativo. Se simuló la pérdida del material activo negativo y se simuló la pérdida del material activo del electrodo positivo cortando la lengüeta del electrodo positivo. Para analizar los resultados de la prueba, ChristophR.Birkl usó un histograma para crear un modelo físico, como se muestra en la figura anterior, donde el lado izquierdo es el estado de SoC negativo, el lado derecho es el estado de SoC positivo y el modelo superior es el modelo de batería normal. Se puede ver en la figura que en el diseño de batería normal, la capacidad del electrodo negativo es generalmente ligeramente mayor, lo que generalmente se denomina redundancia positiva y negativa, y la redundancia adecuada puede garantizar el rendimiento del ciclo de la batería de iones de litio, y puede también estar en el ion de litio. Cuando la batería está sobrecargada, puede contener suficiente litio para garantizar que el litio no se precipite y garantizar la seguridad de la batería.

En este artículo, presentamos principalmente las posibles causas del declive de las baterías de iones de litio y el pandeo de las baterías analógicas de Christopher R. Birkl en función de estos posibles factores, simulando: 1) pérdida de litio; 2) pérdida de sustancias activas polares positivas; 3) Pérdida de sustancia activa negativa, una breve introducción al modelo físico de la batería de iones de litio establecido por Christopher R. Birkl. En el próximo artículo, presentaremos cómo utilizar este modelo físico para analizar los diferentes factores que provocan el declive de las baterías de iones de litio. El impacto del voltaje de circuito abierto en las baterías de iones de litio.

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