Wraz z obawą o zasięg i brakiem infrastruktury do ładowania, degradacja akumulatorów jest również jedną z głównych przeszkód w zapewnieniu masowej dostępności pojazdów elektrycznych. Różne rodzaje baterii litowych mają różne cykle życia w zależności od ich składu chemicznego, zwykle jest to od kilkuset do kilku tysięcy. W trakcie tego cyklu ładowania ze względu na starzenie się akumulatory tracą swój oryginał, co oznacza, że pojazd nie zapewni tak dużego zasięgu w porównaniu z początkową wydajnością na jednym ładowaniu. Ta miara utraty pojemności baterii nazywa się degradacją baterii. Chcąc uzyskać optymalną wydajność akumulatorów przez cały cykl ich życia, musimy odpowiednio zadbać o ich eksploatację i przechowywanie. W tym artykule omówimy przyczynydegradacja baterii w pojazdach elektrycznych i jak można temu zapobiec. Możesz również przeczytać ten artykuł o akumulatorach do pojazdów elektrycznych, jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o akumulatorach do pojazdów elektrycznych i ich zastosowaniu w pojazdach elektrycznych.
Jakie są przyczyny degradacji baterii?
Trudno jest wskazać jedną konkretną przyczynę degradacji baterii, może to być spowodowane wieloma czynnikami. Warunki pracy i przechowywania, takie jak przeładowanie, głębokie rozładowanie, ładowanie z wysokim współczynnikiem C, przechowywanie z pełnym SOC, działanie i przechowywanie w wysokiej temperaturze to główne przyczyny, które wpływają na stan baterii i prowadzą do degradacji baterii. Wewnętrzne reakcje chemiczne, takie jak uszkodzenie struktury krystalicznej anody, tworzenie się warstwy SEI i korozja, również powodują degradację baterii.
Wpływ przeładowania i głębokiego rozładowania akumulatorów EV:
Ładowanie akumulatora do maksymalnego poziomu i głębokie rozładowanie może dawać duży zasięg, ale obciąża akumulator. Podczas ładowania i rozładowywania, ponieważ materiał anodowy pochłania i uwalnia materiał litowy, jego objętość będzie się zmieniać. Podczas cyklu te zmiany objętości osłabiają anodę o strukturze krystalicznej. Podczas głębokiego rozładowania akumulatorów zmiana objętości będzie większa, co spowoduje mikropęknięcia na anodzie. To naraża nowe części cząsteczek anody na działanie elektrolitów, co skutkuje powstaniem SEI, z kolei SEI zwiększa opór wewnętrzny baterii i zużywa pewną ilość litu do jego powstania, co powoduje nieodwracalną utratę pojemności baterii.
Przeładowanie baterii litowych wpłynie na ujemną elektrodę baterii. Przeładowanie powoduje tworzenie się dendrytu na anodzie, a także powoduje nagły wzrost napięcia, co jest związane ze wzrostem rezystancji wewnętrznej baterii. Przeładowanie powoduje również wzrost temperatury wewnętrznej, co może spowodować niekontrolowany wzrost temperatury i pożar akumulatora.
Wpływ temperatury na akumulator pojazdu elektrycznego:
Zasadniczo w przypadku akumulatorów litowo-jonowych optymalny zakres temperatur wynosi od 15 ° C do 35 ° C. Praca poza tym wygodnym zakresem przyspieszy degradację baterii. W niskiej temperaturze spada przewodnictwo jonowe elektrolitu i dyfuzyjność litowo-jonowa na elektrodach. Ładowanie akumulatorów w niskich temperaturach zajmuje więcej czasu z powodu spowolnienia interkalacji litowo-jonowej do anod. Doprowadzi to do osadzania się jonów litu na powierzchni elektrody i spowoduje degradację baterii.
Praca w wysokiej temperaturze skraca żywotność akumulatorów litowo-jonowych. Wysoka temperatura nasila rozkład soli przewodzącej (heksafluorofosforan litu) w elektrolitach. A także zwiększa związki nieorganiczne w warstwach SEI. To zwiększa wewnętrzną impedancję baterii, co dodatkowo zwiększa wewnętrznych akumulatorów temperatury. Jeśli takie ciepło nie jest kontrolowane, nie tylko powoduje degradację baterii, ale także powoduje niekontrolowane ciepło.
Innym powodem degradacji baterii jest korozja. Obecność jakichkolwiek śladów wody podczas produkcji akumulatora prowadzi do korozji. LiPF6, najczęściej stosowana sól litowa w elektrolicie, reaguje z wodą i tworzy kwas fluorowodorowy. Ten kwas fluorowodorowy działa korodująco na metalowy kolektor, powodując degradację akumulatora.
Jak wydłużyć żywotność akumulatora EV?
Eksploatacja akumulatorów poza ich bezpiecznym obszarem pracy prowadzi do degradacji akumulatora. Mimo że akumulatory są wyposażone w system zarządzania akumulatorami (BMS), musimy odpowiednio dbać o akumulatory, aby zapewnić ich długą żywotność i optymalną pracę pojazdu elektrycznego.
Unikaj pełnego ładowania i głębokiego rozładowania: aby zapewnić długą żywotność i optymalną wydajność ładowania i rozładowywania baterii w zakresie od 80% do 20% SOC. W zestawie akumulatorów BMS nie pozwala na naładowanie akumulatora do 100% i nie rozładowuje go do 0%. zawsze będzie 10% bufor.
Unikaj częstego szybkiego ładowania: Szybkie ładowanie prowadzi do wzrostu temperatury akumulatora, co dodatkowo prowadzi do degradacji akumulatora. Aby wydłużyć żywotność baterii, unikaj szybkiego ładowania, gdy jest to niepotrzebne.
Nie przechowuj baterii w stanie 100% SOC lub w stanie głębokiego rozładowania: Zawsze lepiej jest przechowywać baterie w stanie częściowo naładowanym. opuszczając pojazd na dłuższy czas naładuj go do 50% lub rozładuj do 50%.
Utrzymuj akumulator w optymalnej temperaturze: Nigdy nie parkuj pojazdu elektrycznego w bezpośrednim świetle słonecznym przez dłuższy czas, gdy temperatura jest wysoka. Zawsze lepiej jest parkować akumulatory w cieniu, gdy temperatura przekracza 30 0 C