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Quais são os fatores que afetam o desempenho do ciclo das baterias de íons de lítio?

November 19 , 2024

Quais são os fatores que afetam o desempenho do ciclo das baterias de íon de lítio?

Os fatores que afetam o desempenho do ciclismo das baterias de íons de lítio incluem principalmente os seguintes aspectos:
1. Tipo de material

A escolha do material da baterias é o primeiro fator que afeta o desempenho das baterias de íon de lítio. A combinação de diferentes materiais catódicos, materiais anódicos e eletrólitos terá um impacto no desempenho do ciclo da bateria. O fraco desempenho da ciclagem do material pode ser devido à rápida mudança da estrutura cristalina durante o processo de ciclagem, o que torna impossível continuar a completar a delitiumação da intercalação de lítio, ou porque a substância ativa e o eletrólito correspondente não podem formar um denso e Filme SEI uniforme, resultando na reação colateral prematura entre a substância ativa e o eletrólito, o que faz com que o eletrólito seja consumido muito rapidamente e, em seguida, afeta a circulação.



2. Estabilidade do eletrólito
O eletrólito é um componente chave das baterias de íons de lítio e sua estabilidade afeta diretamente o desempenho e a vida útil da bateria. O eletrólito é geralmente composto de sais de lítio (por exemplo, LiPFâ) e solventes (por exemplo, carbonatos).
Estabilidade química do eletrólito: Os sais e solventes de lítio no eletrólito precisam ser quimicamente estáveis ​​ao longo da faixa de tensão operacional da bateria. Se a bateria operar na faixa de tensão muito alta ou muito baixa, poderá fazer com que o eletrólito se decomponha ou reaja com o material do eletrodo, formando precipitados ou subprodutos instáveis, que por sua vez acelerarão a deterioração da capacidade.
Condutividade iônica do eletrólito: O eletrólito precisa ter boa condutividade iônica, que está relacionada à eficiência de carga e descarga da bateria. Se a condutividade do eletrólito for fraca, a resistência interna da bateria aumenta, resultando em acumulação de calor, o que por sua vez afeta o desempenho do ciclismo.
Estabilidade interfacial:A reação interfacial entre o eletrólito e o material do eletrodo também afeta o desempenho da bateria. Durante a carga e a descarga, a interação do eletrólito com o material do eletrodo pode fazer com que o eletrólito se decomponha e forme subprodutos que podem ter impacto no desempenho cíclico da bateria, como filmes SEI.

3. Condições de temperatura
A temperatura tem uma grande influência no desempenho do ciclo das baterias de íons de lítio. Temperaturas muito altas ou muito baixas podem acelerar o envelhecimento da bateria e afetar seu desempenho.
Alta temperatura: A alta temperatura irá acelerar a decomposição do eletrólito, promover a mudança estrutural do material do eletrodo, produzir mais reações colaterais, levar à aceleração da atenuação da capacidade da bateria e também pode levar à instabilidade de o filme SEI dentro da bateria, resultando no aumento da resistência interna da bateria.

Baixa temperatura: A baixa temperatura reduzirá a condutividade iônica da bateria, resultando em uma diminuição na eficiência de carga e descarga da bateria, especialmente em baixa temperatura, é difícil para os íons de lítio serem efetivamente incorporados no eletrodo negativo, o que pode facilmente levar a perda de capacidade. Além disso, a reação de carga-descarga da bateria é mais lenta em baixas temperaturas e a descarga excessiva pode causar danos à bateria.




4. Taxa de carga-descarga

A taxa de carga-descarga, ou seja, o tamanho da corrente de carga-descarga, tem impacto no desempenho do ciclo da bateria. Uma alta taxa de carga-descarga causará uma grande mudança de corrente na bateria em um curto período de tempo, o que pode gerar calor excessivo, resultando em um aumento na temperatura interna da bateria, acelerando assim o envelhecimento da bateria e reduzindo o ciclo de vida.



5. Sistema de gerenciamento de bateria (BMS)
OO sistema de gerenciamento de bateria (BMS) é usado para monitorar o status da bateria, incluindo temperatura, tensão, corrente, etc. A função do BMS é garantir que a bateria opere dentro de uma faixa de trabalho segura e evitar estados indesejáveis, como sobrecarga, descarga excessiva e superaquecimento. O BMS adota uma estratégia de carregamento razoável (como carregamento de corrente e tensão constante) para prolongar efetivamente a vida útil da bateria e evitar sobrecarga ou descarga excessiva. Em um ambiente de alta ou baixa temperatura, o BMS pode ajustar as condições de trabalho da bateria, evitar superaquecimento ou resfriamento excessivo da bateria e prolongar seu ciclo de vida.


6. Compactação de eletrodo positivo e negativo: A compactação excessiva de eletrodo positivo e negativo pode aumentar a densidade de energia da célula, mas também pode reduzir o desempenho de ciclagem do material. Quanto maior a compactação, maiores serão os danos à estrutura do material, que é a base para garantir que as baterias de íons de lítio possam ser recicladas.

7. Densidade do filme de revestimento:O desvio da densidade do filme de revestimento também pode afetar o desempenho do ciclo da bateria, pois está relacionado à consistência da bateria e à capacidade de reter o eletrólito.

8. Tensão de corte de carga-descarga: A configuração da tensão de corte de carga-descarga também afetará o desempenho do ciclo da bateria, e a tensão de corte inadequada pode fazer com que a bateria seja sobrecarregada ou sobrecarregada, afetando a estabilidade e vida útil da bateria.

9. Separador e Filme SEI

A integridade do separador e a formação do filme SEI também têm impacto no desempenho do ciclo da bateria. O separador é um material de isolamento elétrico entre os eletrodos positivos e negativos dentro da bateria, e a porosidade, espessura e estabilidade química do separador afetarão a resistência interna da bateria e a estabilidade no uso a longo prazo. Um diafragma muito fino pode não conseguir isolar eficazmente os eletrodos positivo e negativo, resultando em curto-circuito; Se o separador for muito grosso, poderá aumentar a resistência interna e afetar a eficiência da bateria. E a formação irregular ou instável do filme SEI pode levar a uma diminuição no desempenho da bateria.


Esses fatores trabalham juntos para determinar o desempenho do ciclo e a vida útil das baterias de íons de lítio. Os fabricantes e pesquisadores de baterias precisam considerar esses fatores para otimizar o projeto e o processo de fabricação da bateria e melhorar o desempenho e a confiabilidade da bateria.
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