Welche Faktoren haben die Lebensdauer der Lithiumbatterie beeinflusst?

Lithium-Ionen-Power-Cell-Monomer kann den Strombedarf von Elektrofahrzeugen nicht decken. Daher müssen Elektrofahrzeuge mehrere Zellen für Serien- und Parallelbatterien verwenden, um Elektrofahrzeuge mit Strom zu versorgen. Gemessen am aktuellen Stand des Herstellungsprozesses für Lithium-Ionen-Power-Batterie-Monomere haben verschiedene Faktoren im Produktionsprozess dazu geführt, dass derselbe Monomer-Batterietyp Abweichungen in Spannung, Kapazität und Innenwiderstand aufweist. Die Leistung einer Leistungsbatterie hängt von der Leistung des Zellmonomers ab, ist jedoch keineswegs eine einfache akkumulation der Leistung einer einzelnen Zelle. Aufgrund der inkonsistenten Leistung einzelner Zellen werden Leistungsbatterien in Elektrofahrzeugen wiederholt verwendet, und Leistungsbatterien verursachen verschiedene Probleme, was zu einer kürzeren Lebensdauer führt.

Aufgrund des derzeitigen Engpasses der Lithium-Ionen-Kraftzellentechnologie ist es sehr wichtig, die Faktoren zu untersuchen, die die Lebensdauer von Kraftzellen beeinflussen, und damit verbundene Probleme zu lösen, um die Lebensdauer von Kraftzellen zu verlängern. Dies wird die Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien in Elektrofahrzeugen unterstützen und die Effizienz von Lithium-Ionen-Batterien verbessern.

Faktoren, die die Lebensdauer des Leistungszellenmonomers beeinflussen

Bei Leistungsbatterien, die in Elektrofahrzeugen verwendet werden, ist das Ende ihrer Lebensdauer definiert als der Abfall der Batterie um 20% ihrer ursprünglichen Kapazität. Wenn die Lebensdauer der Leistungszelle in Elektrofahrzeugen wiederholt geladen und entladen wird, nimmt die Art des Batteriekörpermaterials aufgrund des kontinuierlichen Auftretens der Nebenreaktion innerhalb der Lithiumionenbatterie ab. Dieser Rückgang ist auf folgende Aspekte zurückzuführen: Änderungen der Gitterstruktur von Elektrodenmaterialien; Zersetzung, Abblättern oder Korrosion des Elektrodenmaterials bewirkt die Verringerung des aktiven Materials; Die Abnahme der Leitfähigkeit und die Zunahme der Impedanz, die durch den Zersetzungsverbrauch des Elektrolyten verursacht werden; Deem-eingebettete Lithiumionen werden aufgrund von negativem polarem Lithium oder Nebenreaktionen verbraucht; Die Impedanz steigt aufgrund der Modifikation von Gasen, unlöslichen Substanzen und Bindemitteln, die durch Nebenreaktionen und die Korrosion konzentrierter Flüssigkeiten erzeugt werden.

Ausgehend von der tatsächlichen Verwendung der Umgebungsbedingungen sind die Hauptfaktoren, die die Lebensdauer von Leistungszellenmonomeren beeinflussen, die Lade-Entlade-Abschaltspannung, die Lade-Entlade-Verdopplungsrate, die Betriebstemperatur und die Regalbedingungen.

Es gibt viel Literatur, die zeigt, dass die Zykluslebensdauer unterschiedlicher Ladeschaltspannungen mit der höheren Ladespannung kürzer ist. Dies zeigt, dass der Einfluss der Ladespannung auf die Batterielebensdauer sehr groß ist. Eine hohe Abschaltspannung beim Laden verschlimmert das Auftreten der batterieseitigen Reaktion und verkürzt die Batterielebensdauer. Wenn die Leistungsbatterie im gesamten Fahrzeug verwendet wird, wird die Leistung der Batterie beim Laden und Entladen im Bereich mit höherem Potenzial aufgrund der verschiedenen Fahrbedingungen des Elektrofahrzeugs erheblich verringert.

Die Leistungsbatterie verwendet unterschiedliche Lade- und Entladeverhältnisse, um unterschiedliche Fahrbedingungen während des Einsatzes von Elektrofahrzeugen zu erfüllen. Die Untersuchung des Ladens und Entladens der Power-Cell-Ploidie zeigt, dass das Laden und Entladen mit hoher Ploidie die Dämpfung der Batteriekapazität beschleunigt. Je größer das Lade- und Entladeverhältnis ist, desto schneller sinkt die Batteriekapazität. Dies ist hauptsächlich auf die Änderungen in der Struktur und den Eigenschaften des positiven Elektrodenmaterials und die Verdickung des negativen Oberflächenfilms zurückzuführen, was zu der Schwierigkeit der Lithiumionendiffusion führt. Wenn das Lade- und Entladeverhältnis zu groß ist, kann es auch zu einer Überhitzung der Monomerbatterie und einem Kurzschluss zu einer Explosion kommen.

Unterschiedliche Leistungszellen haben unterschiedliche optimale Betriebstemperaturen, und übermäßige oder niedrige Temperaturen wirken sich auf die Lebensdauer der Batterie aus. Mit sinkender Temperatur wird die Entladungskapazität von Lithium-Ionen-Kraftzellen verringert. Dies liegt daran, dass mit abnehmender Temperatur die Ionenleitfähigkeit des Elektrolyten abnimmt, wodurch der Innenwiderstand der Batterie schnell ansteigt, was zu einer schlechten Ausgangsleistung der Batterie bei niedrigen Temperaturen führt.

Unter der Bedingung, dass die Leistungsbatterie nicht verwendet wird, treten aufgrund der Art der Batterie selbst Selbstentladung, Passivierung von positiven und negativen Elektrodenmaterialien und Elektrolytzersetzung auf. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass die instabile Leistung des SEI der negativen Elektrode zu einem raschen Rückgang der aktiven Materialien der negativen Elektrode führt.

Die Fällung von Lithiummetallen ist einfach herzustellen, und lithiumbatterien, die stabile SEI-Membranen bilden, können länger als 4 Jahre bei hohen Temperaturen gelagert werden. Gleichzeitig haben unterschiedliche Elektrolytkomponenten unterschiedliche Auswirkungen auf den Abbau von Elektrodenmaterialien.

Auswirkungen der Monomerinkohärenz auf Leistungsbatterien

Die Inkonsistenz von Batteriemonomeren wird hauptsächlich während des Herstellungsprozesses erzeugt. Aufgrund des Verfahrensniveaus gibt es geringfügige Unterschiede in der Dicke der Batterieplatten, dem Mikroporenverhältnis und dem Aktivierungsgrad der Wirkstoffe. Eine Inkonsistenz in der Innenstruktur der Batterie macht es unmöglich, dass die Spannung, Kapazität und der Innenwiderstand desselben Batterietyps in derselben Charge vollständig konsistent sind. Die Auswirkung der Inkohärenz der einzelnen Zelle auf die Lebensdauer der Leistungsbatterie wird in die Inkohärenz der Spannung, die Inkohärenz der Kapazität und die Inkohärenz des Innenwiderstands unterteilt.

Wenn beim Bilden einer einzelnen Zelle die Spannung inkonsistent ist, wird die Niederspannungszelle zu einer Last der Batterie, wenn sie zusammen mit der normalen Zelle verwendet wird. Denn wenn zwei parallele Batterien Niederspannungsbatterien enthalten, erfolgt eine Querladung, und andere Batterien laden die Batterie auf. Durch diese Verbindungsmethode steigt die Kapazität der Niederspannungsbatterie geringfügig an und die Kapazität der Hochvoltbatterie nimmt erheblich ab, und der Energieverlust erreicht beim gegenseitigen Laden nicht die ideale externe Leistung.

Die anfängliche Kapazitätsinkonsistenz wurde stark reduziert, bevor die Batterie gruppiert wird, obwohl die anfängliche Kapazität der einzelnen Batterie durch die individuelle Lademethode der Batterie ausgeglichen werden kann. Durch den kontinuierlichen Lade- und Entladezyklus von Elektrofahrzeugen vergrößert sich diese Inkonsistenz jedoch in gewissem Maße. Die Kapazität variiert mit der Abklingrate des Zyklus. Mit zunehmender Anzahl von Batteriezyklen nimmt der Kapazitätsunterschied zu. Dies führt dazu, dass die Kapazität der einzelnen Zelle die Dämpfung der gesamten Batteriekapazität erhöht.

Ein inkonsistenter Innenwiderstand führt dazu, dass die Spannungsverteilung der Monomerzelle in der Batterie ungleichmäßig ist und eine lokale Überspannungsladung oder Unterspannungsentladung auftritt. Die Inkonsistenz des Innenwiderstands führt auch zu einem Wärmeverlust beim Entladevorgang der Monomerbatterie. Je größer der Innenwiderstand ist, desto schneller steigt die Temperatur an und es kann schließlich zu einem thermischen Durchgehen kommen.

Spannung, Kapazität, Innenwiderstand und andere Arten von Inkonsistenzen führen zu Unterschieden in der Lebensdauer des Zellmonomers und der Batterie, was sich hauptsächlich in Unterschieden in Temperatur, Lade- und Entladeverhältnis, Entladungstiefe und verfügbarer Kapazität äußert. Zum Beispiel befinden sich die meisten Batterien aufgrund des Unterschieds in der Anfangskapazität von Batteriezellen immer noch unter flachen Entladebedingungen, und Batteriezellen mit geringer Kapazität wurden tief entladen.

Zusammenfassung

Es gibt viele Faktoren, die die Lebensdauer von Leistungsbatterien beeinflussen und miteinander interagieren, was zu einem relativ schwerwiegenden Leistungsabfall von Batterien führt. Insbesondere wird die Leistung von Batterien weiter abnehmen, wenn keine wirksame Verwaltung und Kontrolle unter Bedingungen wie hoher Temperatur, niedriger Temperatur oder Überladung und Entladung erfolgt. Darüber hinaus führt die Reihe und Parallele einer großen Anzahl von Monomerzellen dazu, dass ein einzelnes Monomer mit geringer Kapazität und Leistung die Leistung des gesamten Batteriepacks einschränkt, was wiederum die volle Nutzung des Batteriepacks einschränkt.

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