Lade- und Entladevorgang für Akkus als Kernkomponente neuer Energie

Im Jahr 2018 begann die neue Energiefahrzeugindustrie zu rauchen, und Changsheng wurde zu einer schweren Waffe für verschiedene Automobilunternehmen, um um den heimischen Markt zu konkurrieren. Große Autohersteller nutzen ihre neuen Modelle mit extrem großer Reichweite, um eine wachsende Anzahl von High-End-Verbrauchern anzulocken. Ende Februar debütierte Teng 500 offiziell; Ende März brachte Geely das neue Modell EV 450 offiziell auf den Markt. Anfang April brachte BYD drei neue Modelle des Qin EV450, des e5450 und des Song EV400 in einem Atemzug auf den Markt, die alle mehr als 400 Kilometer dauerten.

Aus technischer Sicht ist die Leistungsbatterie jedoch der Kern, der Schlüssel zur Entscheidung von Elektrofahrzeugen mit extrem langer Lebensdauer. Am Beispiel des langsamen Wechselstromladens und des schnellen Gleichstromladens kann die richtige und geeignete Verwendungsmethode nicht nur die Leistung der Leistungszelle maximieren, sondern auch die Lebensdauer des akkus verlängern. Unter dem Gesichtspunkt der Popularisierung des Wissens ist es auf der Grundlage des aktuellen Niveaus der Energiedichte-Technologie von Leistungsbatterien erforderlich, den Verbrauchern den Lade- und Entladevorgang von Leistungsbatterien und die Auswirkungen verschiedener Batteriematerialien auf die Lade- und Entladefähigkeit zu vermitteln , um korrekte Nutzungsgewohnheiten zu pflegen und die Lebensdauer von akkus zu verlängern. Stellen Sie sicher, dass Elektrofahrzeuge lange fahren.

Lade- und Entladeelektronen entweichen einander

Gegenwärtig gibt es zwei Haupttypen von Leistungsbatterien, die von großen Elektrofahrzeugherstellern verwendet werden. Eine ist die Lithiumeisenphosphatbatterie und die andere ist die ternäre Lithiumbatterie. Unabhängig vom Batterietyp kann der Ladevorgang jedoch ungefähr die folgenden vier Stufen umfassen, nämlich die Konstantstrom-Ladephase, die Konstantdruck-Ladephase, die Vollphase und die Floating-Ladephase.

In der Konstantstrom-Ladephase bleibt der Ladestrom konstant, die Ladeleistung steigt schnell an und auch die Batteriespannung steigt an. In der Ladephase mit konstanter Spannung bleibt die Ladespannung, wie der Name schon sagt, konstant. Obwohl die Ladung weiter zunimmt, steigt die Batteriespannung langsam an und der Ladestrom nimmt ab. In der Batteriefüllphase fällt der Ladestrom unter den Umwandlungsstrom der schwebenden Ladung ab, und die Ladespannung des Ladegeräts wird auf eine schwebende Ladespannung reduziert. Während der Ladephase bleibt die Ladespannung schwebend.

Der Lade- und Entladevorgang einer Lithiumionenbatterie ist ein Vorgang zum Interkalieren und Deinterkalieren von Lithiumionen. Bei der Interkalation und Deinterkalation von Lithiumionen, gleichzeitiger Insertion und Deinterkalation äquivalenter Elektronen mit Lithiumionen (üblicherweise als Einbettung oder Deinterkalation der positiven Elektrode und Insertion oder Deinterkalation der negativen Elektrode bezeichnet). Während des gesamten Ladevorgangs laufen die Elektronen an der positiven Elektrode durch den externen Stromkreis zur negativen Elektrode. Das positive Lithiumion Li + passiert den Elektrolyten von der positiven Elektrode, passiert das Separatormaterial und erreicht schließlich die negative Elektrode, wo es in Verbindung mit den "residenten" Elektronen bleibt. Zusammen wird es zu Li reduziert, das in das Kohlenstoffmaterial der negativen Elektrode eingelegt ist. Die Daten zeigen, dass der Kohlenstoff als negative Elektrode eine Schichtstruktur aufweist und viele Mikroporen aufweist und Lithiumionen, die die negative Elektrode erreichen, in die Mikroporen der Kohlenstoffschicht eingebettet sind. Je mehr Lithiumionen eingebettet sind, desto höher ist die Ladung Kapazität.

Im Gegenteil, wenn die Batterie entladen wird (dh der Prozess der Verwendung der Batterie), verliert in das negative Kohlenstoffmaterial eingebettetes Li Elektronen, die Elektronen am negativen Pol "bewegen" sich durch den externen Stromkreis zum positiven Pol und zum positives Lithiumion Li + vom negativen Pol. Überqueren Sie über dem Elektrolyten das Membranmaterial, erreichen Sie den positiven Pol und verbinden Sie sich mit den elektronischen Elektronen des "Bewohners". In ähnlicher Weise ist die Entladungskapazität umso höher, je mehr Lithiumionen zum positiven Pol zurückkehren.

Vier Hauptmaterialien für Effizienz

Welche Rolle spielen verschiedene Schlüsselmaterialien (wie positive Materialien, negative Materialien, Membranen, Elektrolyte usw.) beim Laden und Entladen von Kraftzellen?

Das erste ist ein positives polares Material. Für positiv polare Materialien sind seine Wirkstoffe im Allgemeinen Lithiummangansäure oder Lithiumkobaltsäure, Lithiumnickelkobaltmangansäure und andere Materialien, und die meisten gängigen Produkte verwenden Lithiumeisenphosphat.

Das zweite ist das negative Elektrodenmaterial. Das negative Elektrodenmaterial ist grob unterteilt in eine negative Kohlenstoffelektrode, eine negative Zinnelektrode, eine negative Lithiumübergangsmetallnitridelektrode, eine negative Legierungselektrode, eine negative Nanometerelektrode und ein Nanometermaterial. Unter diesen sind die in Lithiumionenbatterien tatsächlich verwendeten negativen Elektrodenmaterialien im Wesentlichen Kohlenstoffmaterialien, wie künstlicher Graphit, natürlicher Graphit, Zwischenphasen-Kohlenstoffmikrokugeln, Petrolkoks, Kohlenstofffasern und pyrolytischer Harzkohlenstoff. In Bezug auf Nanooxidmaterialien wird berichtet, dass nach den neuesten Entwicklungen in der neuen Energiebranche von Lithiumbatterien im Jahr 2009 einige Unternehmen damit begonnen haben, Nano-Titanoxid und Nano-Siliziumoxid zu verwenden, um herkömmlichem Graphit, Zinnoxid, zugesetzt zu werden. und Nano-Carbon-Röhren. Die Lade- und Entladezeiten von Lithiumbatterien werden erheblich verbessert.

Die dritte ist eine Elektrolytlösung, die üblicherweise Lithiumsalze wie Lithiumperchlorat (LiClO4), Lithiumhexafluorophosphat (LiPF6) und Lithiumtetrafluorborat (LiBF4) verwendet. Da die Betriebsspannung der Batterie viel höher ist als die Zersetzungsspannung von Wasser, verwenden lithium-ionen-batterien häufig organische Lösungsmittel, aber organische Lösungsmittel zerstören häufig die Graphitstruktur beim Laden, wodurch sie sich ablösen und einen festen Elektrolytfilm bilden seine Oberfläche führt zur Elektrodenpassivierung. Es kann auch Sicherheitsprobleme wie brennbar und explosiv verursachen.

Die vierte ist die Membran. Als eine der Schlüsselkomponenten der Batterie bestimmen die Vorteile der Membranleistung die Schnittstellenstruktur und den Innenwiderstand der Batterie, was sich wiederum auf die Kapazität der Batterie, die Recyclingleistung, die Lade- und Entladestromdichte und auswirkt andere Schlüsselmerkmale. Im Allgemeinen gibt es verschiedene Arten von häufig verwendeten Membranen, wie z. B. einschichtige und mehrschichtige Membranen. Es versteht sich, dass einige inländische Unternehmen eine etwas dickere Membran wählen, einige Unternehmen verwenden eine Membrandicke von bis zu 31 Schichten. Aufgrund der hohen technischen Schwelle der Membranproduktion bestehen immer noch einige Lücken zwischen der inländischen Lithium-Ionen-Batteriemembrantechnologie und dem Ausland.

Die Daten zeigen, dass das Diaphragma ein speziell geformter Polymerdünnfilm mit einer mikroporösen Struktur ist. Nach dem Absorbieren des Elektrolyten kann er die positiven und negativen Pole isolieren, um Kurzschlüsse zu vermeiden. Gleichzeitig ist die Lithium-Ionen-Batterie mit einem mikroporösen Kanal versehen, der die Funktion von Laden und Entladen und die Leistung des Verhältnisses realisiert, um die Leitung von Lithiumionen zu erreichen. Wenn die Batterie überladen ist oder sich die Temperatur stark ändert, blockiert die Membran die Stromleitung, indem sie das Loch schließt, um die Explosion zu verhindern.

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