Hvilke faktorer vil påvirke lithiumbatteriets levetid?

Levetiden for lithium-batterier er et indeks, der skal være opmærksom på ved brug af lithium-ion-batterier. Generelt er levetiden for lithium-ion-batterier hovedsageligt påvirket af to faktorer:

1) Servicetid;
2) Antal cyklusser.

Ifølge nedbrydningshastigheden for lithium-ion-batterier kan nedbrydningshastigheden for batteriet opdeles i tidlig lineær henfaldshastighed og sen ikke-lineær henfaldshastighed. Det typiske træk ved den ikke-lineære nedgangsproces er, at batteriets kapacitet falder markant på kort tid, hvilket almindeligvis omtales som kapacitetsdykning, hvilket er meget ugunstigt for brugen af ​​batteriet og brugen af ​​trinene.

I eksperimentet brugte Simon F. Schuster IHR20250A batteri fra E-One Moli Energy. Katodematerialet er NMC-materiale, anodematerialet er grafit, og den nominelle kapacitet er 1,95Ah. Effekterne af spændingsvindue, ladehastighed, afladningshastighed og temperatur på batteriets ikke-lineære dæmpning blev analyseret. Det specifikke eksperimentelle arrangement er vist i følgende tabel.

De vigtigste resultater er som følger:

1. Indflydelsen af ​​driftsspændingsvinduet på væksten af ​​negative SEI-film er, at på grund af det brede elektrokemiske vindue forbedres opløsningen af ​​positive overgangsmetalelementer, og de opløste overgangsmetalelementer migrerer til den negative elektrodeoverflade, hvilket accelererer væksten af ​​negative elektrodeovergangsmetalfilm. Resultaterne viser, at de kinetiske forhold for den negative elektrode accelererer henfaldet af lithium, så udfældningen af ​​lithium i den negative elektrode på forhånd fører til det tidligere ikke-lineære henfald.
2. Indflydelse af ladningsafladningsforhold

Fordi den ikke-lineære dæmpning af lithiumionbatteri hovedsageligt er forårsaget af udfældning af lithiummetal på den negative elektrodeoverflade, er ladningsafladningsstrømmen tæt forbundet med forekomsten af ​​den ikke-lineære dæmpning af lithiumionbatteri. Den mest indflydelsesrige faktor er batteriets ladestrøm. Batteriet opladet med en hastighed på 1C viser en ulineær dæmpningstendens næsten fra begyndelsen, men hvis vi reducerer ladestrømmen til 0,5C, så er batteriets tidsknude ulineært henfald, hvilket vil blive meget forsinket. Afladningsstrømmens indflydelse på den ikke-lineære dæmpning af batteriet kan næsten ignoreres. Dette skyldes hovedsageligt, at polariseringen af ​​den negative elektrode stiger markant med stigningen af ​​ladestrømmen, hvilket fører til en betydelig stigning i risikoen for lithiumfrigivelse fra den negative elektrode. Det udfældede porøse metalmetal fremmer nedbrydningen af ​​elektrolyt og accelererer. Nedbrydningen af ​​den negative elektrodes dynamiske ydeevne fører til den tidlige forekomst af ikke-lineært henfald.

3. Effekt af temperatur

Temperaturen har en meget vigtig indflydelse på de dynamiske karakteristika af den negative elektrode, så temperaturen har også en vigtig indflydelse på forekomsttiden af ​​den ikke-lineære dæmpning af dejen
Batteriet ved 35 ° C cyklus har senest en ikke-lineær nedgang. Hvis vi reducerer batteriets spændingsvindue til 3,17-4,11v, er batteriets henfaldshastighed ved 35 ° C og 50 ° C i den tidlige periode relativt konsistent, men ved slutningen af ​​dets levetid er batteriet ved 35 ° C begynder at vise et ikke-lineært fald. Dette skyldes hovedsageligt forringelsen af ​​batteriets kinetiske forhold ved lave temperaturer, hvilket gør katoden lettere at analysere som lithium, og dermed accelererer væksten af ​​sei-filmen, hvilket fører til yderligere forringelse af katodens kinetiske forhold, fører til det ikke-lineære fald af tidlige lithium-ion-batterier.