Які фактори впливатимуть на термін служби літієвої батареї?

Термін служби літієвої батареї - це показник, на який необхідно звернути увагу при використанні літій-іонного акумулятора. Загалом на термін служби літій-іонних акумуляторів впливають два фактори:

1) Термін служби;
2) Кількість циклів.

Відповідно до швидкості розпаду літій-іонної батареї швидкість розпаду батареї можна розділити на ранню лінійну швидкість розпаду та пізню нелінійну швидкість розпаду. Типовою особливістю процесу нелінійного зниження є те, що ємність батареї значно зменшується за короткий час, що зазвичай називають зануренням ємності, що дуже несприятливо для використання батареї та використання сходинок.

В експерименті Саймон Ф. Шустер використовував акумулятор IHR20250A від E-One Moli Energy. Матеріал катода - матеріал NMC, матеріал анода - графіт, а номінальна ємність - 1,95 Ач. Було проаналізовано вплив вікна напруги, швидкості заряду, швидкості розряду та температури на нелінійне загасання батареї. Конкретне експериментальне розташування показано в наступній таблиці.

Основні результати такі:

1. Вплив вікна робочої напруги на ріст негативних плівок SEI полягає в тому, що через широке електрохімічне вікно розчинення позитивних елементів перехідного металу посилюється, і розчинені елементи перехідного металу мігрують до поверхні негативного електрода, що прискорює зростання плівок перехідних металів негативного електрода. Результати показують, що кінетичні умови негативного електрода прискорюють розпад літію, тому осадження літію на негативному електроді заздалегідь призводить до більш раннього нелінійного розпаду.
2. Вплив коефіцієнта розрядності заряду

Оскільки нелінійне загасання літій-іонної батареї в основному спричинене осадженням металевого літію на поверхні негативного електрода, струм розряду заряду тісно пов’язаний з виникненням нелінійного загасання літій-іонної батареї. Найбільш впливовим фактором є зарядний струм акумулятора. Батарея, заряджена зі швидкістю 1C, демонструє нелінійну тенденцію загасання майже з самого початку, але якщо ми зменшимо зарядний струм до 0,5C, тоді часовий вузол батареї є нелінійним розпадом, який буде сильно затриманий. Вплив струму розряду на нелінійне загасання батареї можна майже знехтувати. Це головним чином тому, що поляризація негативного електрода значно зростає зі збільшенням зарядного струму, що призводить до значного збільшення ризику виділення літію з негативного електрода. Випав в осад пористий металевий метал сприяє розкладанню електроліту і прискорює його. Погіршення динамічних характеристик негативного електрода призводить до раннього виникнення нелінійного розпаду.

3. Вплив температури

Температура має дуже важливий вплив на динамічні характеристики негативного електрода, тому температура також має важливий вплив на час виникнення нелінійного ослаблення батареї.
Акумулятор при циклі 35 ° C має нелінійний спад найпізніше. Якщо ми зменшимо вікно напруги батареї до 3,17-4,11 В, швидкість розпаду батареї при 35 ° C і 50 ° C на ранньому етапі буде відносно стабільною, але в кінці терміну служби батарея при 35 ° C C починає демонструвати нелінійне зниження. Це в основному через погіршення кінетичних умов батареї при низьких температурах, що полегшує аналіз катода як літію, таким чином прискорюючи ріст плівки sei, що призводить до подальшого погіршення кінетичних умов катода, що призвело до нелінійного занепаду ранніх літій-іонних батарей.