Jakie czynniki wpłyną na żywotność baterii litowej?

Żywotność baterii litowej jest wskaźnikiem, na który należy zwrócić uwagę podczas użytkowania baterii litowo-jonowej. Ogólnie rzecz biorąc, na żywotność akumulatorów litowo-jonowych wpływają głównie dwa czynniki:

1) Czas obsługi;
2) Liczba cykli.

W zależności od szybkości zaniku akumulatora litowo-jonowego, szybkość zaniku akumulatora można podzielić na wczesną szybkość zaniku liniowego i późną szybkość zaniku nieliniowego. Typową cechą procesu nieliniowego spadku jest to, że pojemność akumulatora znacznie spada w krótkim czasie, co jest powszechnie określane jako nurkowanie pojemności, co jest bardzo niekorzystne dla użytkowania akumulatora i korzystania ze stopni.

W eksperymencie Simon F. Schuster użył akumulatora IHR20250A firmy E-One Moli Energy. Materiał katody to materiał NMC, materiał anody to grafit, a pojemność nominalna wynosi 1,95 Ah. Przeanalizowano wpływ okna napięciowego, szybkości ładowania, szybkości rozładowania i temperatury na nieliniowe tłumienie akumulatora. Konkretny układ eksperymentalny pokazano w poniższej tabeli.

Główne wyniki są następujące:

1. Wpływ okna napięcia roboczego na wzrost ujemnych folii SEI polega na tym, że dzięki szerokiemu oknu elektrochemicznemu wzmaga się rozpuszczanie dodatnich pierwiastków metali przejściowych, a rozpuszczone pierwiastki metali przejściowych migrują na powierzchnię elektrody ujemnej, co przyspiesza wzrost warstw metali przejściowych na elektrodzie ujemnej. Wyniki pokazują, że warunki kinetyczne elektrody ujemnej przyspieszają rozpad litu, zatem wcześniejsze wytrącanie litu w elektrodzie ujemnej prowadzi do wcześniejszego rozpadu nieliniowego.
2. Wpływ stopnia rozładowania ładunku

Ponieważ nieliniowe tłumienie akumulatora litowo-jonowego jest spowodowane głównie wytrącaniem się metalicznego litu na powierzchni elektrody ujemnej, prąd rozładowania jest ściśle powiązany z występowaniem nieliniowego tłumienia akumulatora litowo-jonowego. Najważniejszym czynnikiem jest prąd ładowania akumulatora. Akumulator ładowany z szybkością 1C niemal od początku wykazuje nieliniowy trend tłumienia, ale jeśli zmniejszymy prąd ładowania do 0,5C, wówczas węzeł czasowy akumulatora będzie zanikał nieliniowo, co będzie znacznie opóźnione. Wpływ prądu rozładowania na nieliniowe tłumienie akumulatora można niemal zignorować. Dzieje się tak głównie dlatego, że polaryzacja elektrody ujemnej znacznie wzrasta wraz ze wzrostem prądu ładowania, co prowadzi do znacznego wzrostu ryzyka uwolnienia litu z elektrody ujemnej. Wytrącony porowaty metal metaliczny sprzyja rozkładowi elektrolitu i przyspiesza. Pogorszenie właściwości dynamicznych elektrody ujemnej prowadzi do wczesnego wystąpienia zaniku nieliniowego.

3. Wpływ temperatury

Temperatura ma bardzo istotny wpływ na charakterystykę dynamiczną elektrody ujemnej, zatem temperatura ma także istotny wpływ na czas wystąpienia nieliniowego tłumienia ciasta
Najpóźniej akumulator w cyklu 35°C ma spadek nieliniowy. Jeśli zmniejszymy okno napięcia akumulatora do 3,17-4,11 V, szybkość zaniku akumulatora w temperaturze 35 ° C i 50 ° C we wczesnym okresie będzie stosunkowo stała, ale pod koniec jego żywotności akumulator będzie miał temperaturę 35 ° C zaczyna wykazywać nieliniowy spadek. Dzieje się tak głównie na skutek pogorszenia warunków kinetycznych akumulatora w niskich temperaturach, co ułatwia analizę katody jako litu, przyspieszając w ten sposób wzrost filmu sei, co prowadzi do dalszego pogorszenia warunków kinetycznych katody, co prowadzi do nieliniowego spadku wartości wczesnych akumulatorów litowo-jonowych.