1. ระบบวัสดุและคุณลักษณะทางเคมีไฟฟ้า
วัสดุอิเล็กโทรดบวกและลบจะกำหนดหน้าต่างแรงดันไฟฟ้า เนื่องจากวัสดุต่างชนิดกันจะมีช่วงเสถียรภาพทางเคมีไฟฟ้าต่างกัน

- ระบบลิเธียมเหล็กฟอสเฟต (LFP) :แรงดันไฟตัดการชาร์จโดยทั่วไปคือ 3.65V แรงดันไฟตัดการปล่อยคือ 2.5V (อุณหภูมิห้อง) หรือ 2.0V (อุณหภูมิต่ำ)
- ระบบนิกเกิลโคบอลต์แมงกานีส/นิกเกิลโคบอลต์อะลูมิเนียม (NCM/NCA): แรงดันไฟตัดการชาร์จโดยทั่วไปคือ 4.2V แรงดันไฟตัดการคายประจุคือ 2.75V–3.0V
- ระบบลิเธียมไททาเนต (LTO): แรงดันไฟตัดการชาร์จโดยทั่วไปคือ 2.9V แรงดันไฟตัดการคายประจุคือ 1.5V

ความเสี่ยงจากการชาร์จไฟเกิน/การคายประจุเกิน:
- การชาร์จไฟมากเกินไปอาจทำให้โครงสร้างแคโทดเสียหาย ปล่อยออกซิเจน และอิเล็กโทรไลต์สลายตัว
- การปล่อยประจุมากเกินไปอาจทำให้ชั้น SEI แตกและตัวเก็บประจุกระแสไฟฟ้าจะกัดกร่อน

2. กลไกการป้องกันความปลอดภัย
การออกแบบการป้องกันหลายระดับช่วยให้มั่นใจถึงความปลอดภัยของแบตเตอรี่:
- แรงดันไฟฟ้ายุติการชาร์จ: เช่น 3.65V (LFP) เมื่อถึงระดับนั้น BMS จะยุติการชาร์จ
- การป้องกันการชาร์จไฟเกินหลัก: เช่น ≥3.8V (LFP) การยุติการชาร์จแบบบังคับ
- การป้องกันการชาร์จไฟเกินในระดับรอง: เช่น ≥4.0V (LFP) ล็อค BMS เพื่อป้องกันปัญหาความร้อนสูงเกิน
- แรงดันสิ้นสุดการคายประจุ: เช่น 2.5V (LFP) หยุดการคายประจุ
- การป้องกันการคายประจุเกินหลัก เช่น ≤2.0V (LFP) การยุติการคายประจุแบบบังคับ
- การป้องกันการคายประจุเกินในระดับรอง: เช่น ≤1.8V (LFP) ล็อค BMS ที่ต้องซ่อมแซมด้วยตนเอง

3. ความสามารถในการปรับตัวตามอุณหภูมิ
แรงดันไฟฟ้าตัดจะถูกปรับขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ:
- T > 0°C: 2.5V (LFP)
- T ≤ 0°C: 2.0V (LFP) เพื่อหลีกเลี่ยงการตัดขาดก่อนกำหนดที่เกิดจากโพลาไรเซชัน

4. การเพิ่มประสิทธิภาพอายุการใช้งานและประสิทธิภาพ
- แรงดันไฟตัดการชาร์จที่สูงขึ้น (เช่น เพิ่ม LFP จาก 3.65V เป็น 4.0V) จะทำให้ความจุลดลงเร็วขึ้น
- แรงดันตัดการคายประจุที่ต่ำกว่า (เช่น ต่ำกว่า 2.85V สำหรับ LFP) ส่งผลให้สูญเสียลิเธียมที่ใช้งานอยู่
- กระบวนการก่อตัว: แรงดันไฟตัดก่อนการชาร์จจะต้องได้รับการควบคุมให้อยู่ในช่วงการก่อตัวของ SEI (เช่น 2.8–3.0V) เพื่อหลีกเลี่ยงปฏิกิริยาของสิ่งเจือปน

บทสรุป
การกำหนดค่าแรงดันไฟฟ้าตัดขาดเป็นผลมาจากคุณลักษณะของวัสดุ ความปลอดภัย อายุการใช้งาน ความสามารถในการปรับอุณหภูมิ และความสอดคล้องกับมาตรฐาน ผู้ผลิตเช่น EverExceed ตรวจสอบค่าขอบเขตเหล่านี้ผ่านการทดสอบทางไฟฟ้าเคมี และ BMS บังคับใช้การป้องกันหลายระดับเพื่อให้แน่ใจว่าแบตเตอรี่ทำงานภายในหน้าต่างที่ปลอดภัย

ลิงก์อ้างอิง: แรงดันตัดการชาร์จและการคายประจุของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนถูกกำหนดอย่างไร - OFweek Lithium Battery Network