22 años de personalización de baterías
Dec 09, 2019 Pageview：580
¿Cuáles son los problemas comunes de las baterías de litio recargables?
Cuando se descarga una batería de iones de litio, la energía extraída determina la profundidad a la que se descargó la batería. Digamos que tiene una batería de 100 Ah, cuando usa 50 Ah de esa batería significa que la profundidad de descarga es del 50%. Dependiendo del tipo de batería que estés usando, la profundidad de carga determinará la cantidad de ciclos que tendría dicha batería.
Las baterías recargables de iones de litio requieren un mantenimiento y cuidado de rutina durante su manipulación y uso. Las baterías de iones de litio tienen una vida útil típica de dos a tres años. Alternativamente, de 300 a 500 ciclos de carga, lo que se alcance primero. Un ciclo de carga se calcula como el período de uso desde completamente cargado hasta completamente descargado y debidamente recargado una vez más.
Las baterías de iones de litio tienen una vida útil limitada y eventualmente perderán su capacidad para mantener la carga. Desafortunadamente, este proceso de envejecimiento (pérdida de capacidad) es irreversible. A medida que las baterías de iones de litio envejecen, el tiempo que alimentan el producto disminuirá, hasta que ya no puedan alimentar el dispositivo.
Vale la pena señalar que solo debe usar adaptadores específicos para cargar sus baterías. El uso de un cargador no designado no solo dañará la batería, sino que también puede ser muy peligroso ya que corre el riesgo de incendio.
Hay un fenómeno que se llama Pasivación. En general, la pasivación es una película de capa fina de cloruro de litio (LiCl) que se forma en la superficie del ánodo de litio. El cloruro de litio es una capa de película de alta resistencia entre los electrodos. Esta película sirve como protección para que el ánodo de litio no se descargue por sí solo cuando la carga se retira fuera de la celda. Esta película de cloruro de litio es la razón por la que las baterías de litio tienen una vida útil prolongada, que puede superar los diez años.
La pasivación puede causar un retraso en el voltaje cuando se coloca una carga en la celda.
¿Cuáles son los mayores desafíos de las baterías de litio recargables?
Las baterías de iones de litio tienen la tendencia a perder capacidad con el tiempo, este problema se denomina "envejecimiento de la batería". Desafortunadamente, es irreversible e inevitable.
Para las baterías de iones de litio de alta gama, después de alcanzar el ciclo de carga de 1000, la capacidad se reduce a solo el 20% de su capacidad original. Para imaginar completamente este proceso, imagine que cada vez que recarga su dispositivo electrónico, reduce unos segundos la duración máxima de la batería. Tenga en cuenta que descargar y cargar la batería en condiciones climáticas erráticas reducirá drásticamente la vida útil de la batería.
En resumen, una batería de iones de litio suele tener una vida útil de alrededor de dos a tres años. Alternativamente, de 300 a 500 ciclos de carga, lo que se alcance primero. Un ciclo de carga se calcula como el período de uso desde completamente cargado hasta completamente descargado y debidamente recargado una vez más.
La pasivación tiene características únicas en las baterías de litio. Los científicos han estudiado estas características y las han dividido en cuatro aspectos.
Polarización inducida por capa de pasivación.
Tasas de descarga bajas a largo plazo.
Química de la capa de pasivación de litio.
Cinética del crecimiento de la capa de pasivación.
Al estudiar la polarización, se demostró que una polarización inicial (el retraso en el voltaje) fue seguida por otra polarización "secundaria" en algunos casos.
Al estudiar los efectos de las tasas de descarga bajas a largo plazo en la batería de litio, se descubrió que las tasas de descarga de la ley cambiaban la capa de pasivación de litio. Este cambio resultó en un aumento de la velocidad de corrosión del litio, disminuyendo así la capacidad de la celda.
También se observó que la degradación era mucho mayor cuanto mayor era la temperatura.
El estudio de la química y la cinética de las capas de pasivación de litio mostró algunos resultados distintivos. Se observó que se formó una fina capa primera "capa primaria", que es la responsable de la pasivación. Más tarde se formó otra capa porosa más gruesa en la primera capa. Esta capa secundaria se formó debido a una descarga parcial. Resultó de la precipitación de los productos de corrosión del litio. Se encontró que contenía compuestos como Li2S2O4, Li2S2O5 y Li2SnO6, donde n siempre es mayor que dos.
La primera capa "primaria" es responsable del retardo de voltaje inicial en la celda (polarización) bajo carga. Mientras que la segunda capa porosa es responsable de inducir una segunda polarización que inhibe la descarga de alta velocidad.
Cuando se coloca una carga en una celda, la capa de pasivación que es de alta resistencia hace que el voltaje de la celda caiga. La reacción de descarga actúa lentamente para eliminar esta capa de pasivación y, al hacerlo, se reduce la resistencia interna de la celda. Este proceso hace que el voltaje de la celda alcance un nuevo valor máximo deseado que permanece constante si no ocurren otros cambios.
Cuando se retira la carga, se forma nuevamente la capa de pasivación.
Tenga en cuenta que las altas cargas en las celdas de litio pueden hacer que aumente el retardo de voltaje, lo que aumenta la pasivación.
En términos generales, la pasivación no afecta a la mayoría de los usuarios de baterías de litio. Sin embargo, hay ciertos aspectos en los que la pasivación puede causar problemas o incluso ser fatal. Es por eso que consultar al fabricante de la batería es siempre lo mejor que se puede hacer.
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