22 Jahre Batterieanpassung
Dec 09, 2019 Seitenansicht：548
Was sind die häufigsten Probleme bei wiederaufladbaren Lithiumbatterien?
Wenn ein Li-Ionen-Akku entladen wird, bestimmt die entnommene Energie die Tiefe, in der der Akku entladen wurde. Angenommen, Sie haben eine 100-Ah-Batterie. Wenn Sie 50 Ah dieser Batterie verwenden, bedeutet dies, dass die Entladungstiefe 50% beträgt. Abhängig vom verwendeten Batterietyp bestimmt die Ladetiefe die Anzahl der Zyklen, die die Batterie haben würde.
lithium-ionen-akkus erfordern routinemäßige Wartung und Pflege bei Handhabung und Verwendung. Lithium-Ionen-Batterien haben eine typische Lebensdauer von etwa zwei bis drei Jahren. Alternativ 300 bis 500 Ladezyklen, je nachdem, was zuerst erreicht wurde. Ein Ladezyklus wird berechnet als die Nutzungsdauer von vollständig aufgeladen bis vollständig entladen und erneut vollständig aufgeladen.
Lithium-Ionen-Batterien haben eine begrenzte Lebensdauer und verlieren schließlich ihre Fähigkeit, eine Ladung zu halten. Leider ist dieser Alterungsprozess (Kapazitätsverlust) irreversibel. Mit zunehmendem Alter der Li-Ionen-Akkus verringert sich die Zeit, in der sie das Produkt mit Strom versorgen, bis sie das Gerät nicht mehr mit Strom versorgen können.
Es ist zu beachten, dass Sie zum Laden Ihrer Batterien nur bestimmte Adapter verwenden sollten. Die Verwendung eines nicht vorgesehenen Ladegeräts schadet nicht nur Ihrem Akku, sondern kann auch sehr gefährlich sein, da Sie die Brandgefahr riskieren.
Es gibt ein Phänomen, das Passivierung genannt wird. Im Allgemeinen ist die Passivierung ein Dünnschichtfilm aus Lithiumchlorid (LiCl), der sich auf der Oberfläche der Lithiumanode bildet. Lithiumchlorid ist eine hochohmige Filmschicht zwischen den Elektroden. Dieser Film dient als Schutz für die Lithiumanode vor dem Entladen von selbst, wenn die Last außerhalb der Zelle entfernt wird. Dieser Film aus Lithiumchlorid ist der Grund, warum Lithiumbatterien eine lange Haltbarkeit haben, die über einen Zeitraum von zehn Jahren liegen kann.
Die Passivierung kann zu einer Spannungsverzögerung führen, wenn die Zelle belastet wird.
Was sind die größten Herausforderungen bei wiederaufladbaren Lithiumbatterien?
Lithium-Ionen-Batterien neigen dazu, mit der Zeit an Kapazität zu verlieren. Dieses Problem wird als "Alterung der Batterie" bezeichnet. Leider ist es irreversibel und unvermeidlich.
Bei High-End-Li-Ionen-Akkus wird die Kapazität nach Erreichen des Ladezyklus von 1000 auf nur 20% der ursprünglichen Kapazität reduziert. Um sich diesen Vorgang vollständig vorzustellen, stellen Sie sich vor, dass Sie sich beim Aufladen Ihres elektronischen Geräts einige Sekunden seiner maximalen Akkulaufzeit rasieren. Beachten Sie, dass das Entladen und Laden Ihres Akkus bei unregelmäßigen Wetterbedingungen die Lebensdauer Ihres Akkus erheblich verkürzt.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein Li-Ionen-Akku in der Regel eine Lebensdauer von etwa zwei bis drei Jahren hat. Alternativ 300 bis 500 Ladezyklen, je nachdem, was zuerst erreicht wurde. Ein Ladezyklus wird berechnet als die Nutzungsdauer von vollständig aufgeladen bis vollständig entladen und erneut vollständig aufgeladen.
Passivierung hat einzigartige Eigenschaften in Lithiumbatterien. Wissenschaftler haben diese Eigenschaften untersucht und in vier Aspekte unterteilt.
Passivierungsschicht induzierte Polarisation.
Langfristig niedrige Entladungsraten.
Chemie der Lithiumpassivierungsschicht.
Kinetik des Passivierungsschichtwachstums.
Bei der Untersuchung der Polarisation wurde gezeigt, dass auf eine anfängliche Polarisation (die Verzögerung der Spannung) in einigen Fällen eine weitere "sekundäre" Polarisation folgte.
Bei der Untersuchung der Auswirkungen langfristiger niedriger Entladungsraten auf die Lithiumbatterie wurde festgestellt, dass gesetzliche Entladungsraten die Lithiumpassivierungsschicht veränderten. Diese Änderung führte zu einer erhöhten Lithiumkorrosionsrate, wodurch die Zellkapazität verringert wurde.
Es wurde auch festgestellt, dass der Abbau umso größer war, je höher die Temperatur wurde.
Die Untersuchung der Chemie und Kinetik der Lithiumpassivierungsschichten zeigte einige charakteristische Ergebnisse. Es wurde festgestellt, dass eine dünne Schicht als erste "Primärschicht" gebildet wurde, die für die Passivierung verantwortlich ist. Eine weitere dickere poröse Schicht wurde später in der ersten Schicht gebildet. Diese Sekundärschicht wurde aufgrund einer Teilentladung gebildet. Es resultierte aus der Ausfällung der Lithiumkorrosionsprodukte. Es wurde gefunden, dass es Verbindungen wie Li2S2O4, Li2S2O5 und Li2SnO6 enthält, wobei n immer größer als zwei ist.
Die erste "primäre" Schicht ist für die anfängliche Spannungsverzögerung in der Zelle (Polarisation) unter Last verantwortlich. Während die zweite poröse Schicht für das Induzieren einer zweiten Polarisation verantwortlich ist, die die Entladung mit hoher Rate hemmt.
Wenn eine Zelle belastet wird, bewirkt die Passivierungsschicht mit hohem Widerstand, dass die Spannung der Zelle abfällt. Die Entladungsreaktion arbeitet langsam daran, diese Passivierungsschicht zu entfernen, und dadurch wird der Innenwiderstand der Zelle verringert. Dieser Prozess bewirkt, dass die Spannung der Zelle einen neuen gewünschten Spitzenwert erreicht, der konstant bleibt, wenn keine anderen Änderungen auftreten.
Wenn die Last entfernt wird, wird die Passivierungsschicht wieder gebildet.
Beachten Sie, dass eine hohe Belastung der Lithiumzellen zu einer Erhöhung der Spannungsverzögerung führen kann, wodurch die Passivierung erhöht wird.
Im Allgemeinen betrifft die Passivierung die meisten Benutzer von Lithiumbatterien nicht. Es gibt jedoch bestimmte Aspekte, bei denen Passivierung Probleme verursachen oder sogar tödlich sein kann. Deshalb ist es immer am besten, den Hersteller der Batterie zu konsultieren.
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