ระหว่างการใช้งาน
แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ความจุที่ใช้งานได้จริงจะยังคงลดลงเมื่อเทียบกับความจุที่กำหนด ณ เวลาที่จัดส่ง ปฏิกิริยาข้างเคียงใดๆ ที่กินลิเธียมไอออนอาจทำให้สมดุลของลิเธียมไอออนในแบตเตอรี่เปลี่ยนแปลงได้ การเปลี่ยนแปลงในสถานะสมดุลนี้ไม่สามารถย้อนกลับได้และสามารถสะสมได้หลายรอบ ซึ่งส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพของแบตเตอรี่
การชาร์จและการคายประจุของแบตเตอรี่เรียกว่าวงจร และอายุวงจรเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญของประสิทธิภาพอายุการใช้งานแบตเตอรี่ เหตุผลพื้นฐานเบื้องหลังปัจจัยที่ส่งผลต่ออายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนคือจำนวนลิเธียมไอออนที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายเทพลังงานลดลงอย่างต่อเนื่อง ปริมาณลิเธียมทั้งหมดในแบตเตอรี่ไม่ได้ลดลง แต่ลิเธียมไอออนที่ "เปิดใช้งาน" นั้นน้อยกว่า พวกมันถูกคุมขังในบางสถานที่หรือช่องทางการส่งสัญญาณถูกปิดกั้น และพวกมันไม่สามารถเข้าร่วมในกระบวนการชาร์จและการคายประจุได้อย่างอิสระ โดยเฉพาะ:
(1) การตกตะกอนของโลหะลิเธียม: โดยทั่วไปจะเกิดขึ้นบนพื้นผิวของขั้วลบ เมื่อลิเธียมไอออนเคลื่อนตัวไปยังพื้นผิวอิเล็กโทรดลบ ลิเธียมไอออนบางส่วนจะไม่เข้าสู่วัสดุแอคทีฟอิเล็กโทรดเชิงลบเพื่อสร้างสารประกอบที่เสถียร แต่จะได้รับอิเล็กตรอนและสะสมบนพื้นผิวอิเล็กโทรดลบเพื่อให้กลายเป็นลิเธียมโลหะ และไม่เข้าร่วมในกระบวนการรอบถัดไปอีกต่อไป ส่งผลให้ความจุลดลง ตัวอย่างเช่น เมื่อวัสดุอิเล็กโทรดลบไม่เพียงพอหรือมีประจุมากเกินไป อิเล็กโทรดลบไม่สามารถรองรับลิเธียมไอออนที่ย้ายจากอิเล็กโทรดขั้วบวก ส่งผลให้เกิดการสะสมของโลหะลิเธียม ในระหว่างการชาร์จที่มีอัตราสูง ปริมาณลิเธียมไอออนที่มากเกินไปจะไปถึงขั้วลบในช่วงเวลาสั้น ๆ ทำให้เกิดการอุดตันของช่องสัญญาณและตกตะกอน
(2) การสลายตัวของวัสดุแคโทด: โลหะออกไซด์ที่ประกอบด้วยลิเธียมของวัสดุอิเล็กโทรดขั้วบวกจะยังคงสลายตัวต่อไปในระหว่างการใช้งานในระยะยาว ทำให้เกิดสารเฉื่อยเคมีไฟฟ้าและก๊าซไวไฟบางชนิด ทำลายความสมดุลของความจุระหว่างอิเล็กโทรดและทำให้สูญเสียความจุที่ไม่สามารถย้อนกลับได้
(3) ฟิล์ม SEI บนพื้นผิวอิเล็กโทรด: สำหรับวัสดุคาร์บอนแอโนด ในระหว่างรอบเริ่มต้น อิเล็กโทรไลต์จะสร้างฟิล์มอิเล็กโทรไลต์แข็ง (SEI) บนพื้นผิวของอิเล็กโทรด กระบวนการสร้างฟิล์ม SEI จะใช้ลิเธียมไอออน และฟิล์ม SEI ไม่เสถียร และจะอยู่ในกระบวนการหมุนเวียน การแตกร้าวอย่างต่อเนื่องของแบตเตอรี่จะทำให้พื้นผิวอิเล็กโทรดลบใหม่ทำปฏิกิริยากับอิเล็กโทรไลต์เพื่อสร้างฟิล์ม SEI ใหม่ซึ่งจะทำให้ลิเธียมไอออนและอิเล็กโทรไลต์สูญเสียอย่างต่อเนื่องส่งผลให้ความจุของแบตเตอรี่ลดลง . นอกจากนี้ ฟิล์ม SEI ช่องการแพร่กระจายลิเธียมไอออนอาจถูกปิดกั้น ซึ่งจะทำให้ความจุของแบตเตอรี่ลดลงด้วย
(4) การสูญเสียอิเล็กโทรไลต์: ในกระบวนการหมุนเวียนอย่างต่อเนื่อง อิเล็กโทรไลต์จะยังคงสลายตัวและระเหย ส่งผลให้ปริมาณอิเล็กโทรไลต์ทั้งหมดลดลง ไม่สามารถแทรกซึมวัสดุที่เป็นบวกและลบได้อย่างเต็มที่ และปฏิกิริยาประจุและการปล่อยที่ไม่สมบูรณ์ ส่งผลให้ลดลงใน ความจุในการใช้งานจริง นอกจากนี้ หากอิเล็กโทรไลต์มีน้ำอยู่จำนวนหนึ่ง น้ำจะทำปฏิกิริยาทางเคมีกับ LiFP6 เพื่อผลิต LiF และ HF จากนั้น HF จะทำลายฟิล์ม SEI และสร้าง LiF มากขึ้น ทำให้เกิดการสะสมของ LiF และการใช้ลิเธียมไอออนอย่างต่อเนื่อง ทำให้อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลดลง
(5) ไดอะแฟรมอุดตันหรือเสียหาย: ในระหว่างรอบการทำงานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน การค่อยๆ แห้งของไดอะแฟรมและความล้มเหลวก็เป็นสาเหตุของความจุที่ลดลงเช่นกัน เนื่องจากการแห้งตัวของเมมเบรนแยก ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่แบบโอห์มมิกเพิ่มขึ้น ทำให้เกิดการอุดตันของช่องชาร์จและการคายประจุ การชาร์จและการคายประจุที่ไม่สมบูรณ์ และความจุของแบตเตอรี่ไม่สามารถกลับคืนสู่สถานะเริ่มต้นได้ ซึ่งจะช่วยลดความจุได้อย่างมาก และอายุการใช้งานของแบตเตอรี่
(6) วัสดุอิเล็กโทรดบวกและลบหลุดออกมา: วัสดุแอกทีฟของอิเล็กโทรดขั้วบวกและขั้วลบถูกยึดติดกับพื้นผิวด้วยสารยึดเกาะ ในระหว่างการใช้งานในระยะยาว เนื่องจากความล้มเหลวของสารยึดเกาะและการสั่นสะเทือนทางกลของแบตเตอรี่ วัสดุที่ใช้งานของอิเล็กโทรดขั้วบวกและขั้วลบจะหลุดออกอย่างต่อเนื่องและเข้าสู่สารละลายอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งนำไปสู่การลดลงอย่างต่อเนื่องของวัสดุแอคทีฟที่สามารถมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมี และลดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่อย่างต่อเนื่อง ความเสถียรในระยะยาวของสารยึดเกาะและคุณสมบัติทางกลที่ดีของแบตเตอรี่จะทำให้อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลดลง
วิธีทดสอบปัจจุบันที่ใช้ในการประเมินอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนโดยทั่วไปจะต้องผ่านการทดสอบรอบการชาร์จและการคายประจุอย่างต่อเนื่อง ซึ่งต้องใช้รอบการทดสอบที่ยาวนาน มาตรฐานแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนโดยทั่วไปจะระบุข้อกำหนดอายุการใช้งานและวิธีการทดสอบ ในมาตรฐานแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในประเทศที่มีอยู่ ข้อกำหนดในการทดสอบอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแสดงไว้ในตารางที่ 1
มาตรฐาน | ใช้สนาม | ทดสอบปัจจุบัน | ความต้องการชีวิตขั้นต่ำ |
GB/T 18287-203 | โทรศัพท์มือถือ | 1C5 | 300 ครั้ง | ความจุ 60% |
MT/T 1051-2007 | โคมไฟของคนขุดแร่ | 1C5 | 300 ครั้ง | ความจุ 60% |
GJB 4477-2002 | - | 0.2C5 | 400 ครั้ง | ความจุ 70% |
GB/T 36972-2018 | รถจักรยานไฟฟ้า | 0.5C5 | 600 ครั้ง | ความจุ 70% |
GB/T 31484-2015 | รถยนต์ไฟฟ้า | 1C1 | 500 ครั้ง 1,000 ครั้ง | ความจุ 90% ความจุ 80% |
CEC 171-2018 ประเภทพลังงาน | ที่เก็บพลังงาน | nx Pn พลังงานคงที่ | 1,000 ครั้ง 2000 ครั้ง | พลังงาน 90% พลังงาน 80% |
CEC 171-2018 ประเภทพลังงาน | ที่เก็บพลังงาน | nx Pn พลังงานคงที่ | 2000 ครั้ง 4000 ครั้ง | พลังงาน 80% พลังงาน 60% |
บทสรุป:
เพื่อให้แน่ใจว่าแอปพลิเคชันของคุณทำงานได้อย่างราบรื่น
เคยเกิน วิศวกรวิจัยและพัฒนาทำงานทั้งกลางวันและกลางคืนเพื่อวิจัยและพัฒนาการออกแบบที่ทันสมัย
แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนฟอสเฟต ด้วยพารามิเตอร์การชาร์จและการคายประจุที่สมบูรณ์แบบซึ่งช่วยยืนยันอายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่ยาวนานที่สุด ดังนั้น เลือก EverExceed เป็นแบรนด์ของคุณเพื่อความน่าเชื่อถืออย่างสมบูรณ์
