Znaczenie wydajności cykli w przypadku akumulatorów litowo-jonowych-jest oczywiste; ponadto, z perspektywy makro, dłuższy cykl życia oznacza zmniejszone zużycie zasobów. W związku z tym czynniki wpływające na wydajność cyklu są krytycznym czynnikiem dla wszystkich osób zajmujących się branżą akumulatorów litowych. Poniżej opisano kilka czynników, które mogą mieć wpływ na wydajność cyklu akumulatorowego.
Rodzaj materiału:Wybór materiału to główny czynnik wpływający na wydajność akumulatora litowo-jonowego-. Jeśli zostaną wybrane materiały o słabej wydajności cykli, nie można zagwarantować trwałości cyklu ogniwa, niezależnie od tego, jak solidny może być projekt procesu lub jakość produkcji. I odwrotnie, jeśli zostaną wybrane materiały najwyższej jakości, wydajność cyklu może pozostać stosunkowo dobra, nawet jeśli w późniejszej produkcji wystąpią drobne problemy (np. ogniwo wykorzystujące tlenek litu i kobaltu o pojemności właściwej zaledwie ~135,5 mAh/g i podatne na platerowanie litem wykazywało gwałtowny spadek pojemności po nieco ponad stu cyklach w temperaturze 1°C, ale zachowało ponad 90% pojemności po 500 cyklach w temperaturze 0,5°C; inne ogniwo, w którym stwierdzono, że ma cząstki czarnego grafitu na powierzchni anoda po demontażu nadal wykazywała normalne działanie cykliczne). Z punktu widzenia materiałów wydajność cyklu pełnego ogniwa zależy od „słabszego ogniwa” pomiędzy dwoma parami: powierzchnią międzyfazową-elektrolitu i powierzchnią międzyfazową-elektrolitu anody.
Słaba wydajność cyklu materiałowego może wynikać z dwóch głównych przyczyn: szybkich zmian w strukturze kryształu podczas cyklu, które uniemożliwiają ciągłą interkalację/de-interkalację litu lub nieprawidłowego tworzenia się materiału aktywnego i elektrolitu w gęstej, jednolitej warstwie międzyfazy stałego elektrolitu (SEI). To ostatnie prowadzi do przedwczesnych reakcji ubocznych pomiędzy materiałem aktywnym a elektrolitem, powodując szybkie zużycie elektrolitu i tym samym pogarszając żywotność cyklu. Jeśli na etapie projektowania ogniwa zostanie wybrany materiał o słabych parametrach cykli na jedną elektrodę, nie ma potrzeby wybierania materiału o wysokich-wydajnościach na drugą elektrodę, ponieważ spowodowałoby to marnotrawstwo.
Gęstość zagęszczenia katody i anody:Chociaż wysoka gęstość zagęszczenia katody i anody może zwiększyć gęstość energii ogniwa, w pewnym stopniu pogarsza to również wydajność cykli materiałów. Teoretycznie większa gęstość zagęszczenia oznacza większe uszkodzenia strukturalne materiału,-a strukturę, która ma fundamentalne znaczenie dla możliwości cyklowania baterii litowo-jonowych-. Co więcej, ogniwa o dużej gęstości zagęszczenia elektrod dodatnich i ujemnych mają trudności z utrzymaniem wystarczającej ilości elektrolitu, co jest czynnikiem niezbędnym do podtrzymania normalnej lub wydłużonej pracy cyklicznej.
Wilgoć:Nadmierna wilgoć powoduje reakcje uboczne z materiałami aktywnymi w elektrodach, uszkadzając ich strukturę i pogarszając żywotność cyklu; utrudnia także prawidłowe tworzenie warstwy międzyfazy stałego elektrolitu (SEI). Jednakże, chociaż śladowe ilości wilgoci są trudne do całkowitego wyeliminowania, w pewnym stopniu mogą one pomóc w utrzymaniu wydajności komórek.
Gęstość powłoki:Wyodrębnienie gęstości powłoki jako pojedynczej zmiennej w celu oceny jej wpływu na cykle jest praktycznie niemożliwe. Niespójności w gęstości powłoki nieuchronnie prowadzą do zmian w wydajności lub różnic w liczbie warstw uzwojenia lub ułożenia w stosy. W przypadku ogniw tego samego modelu, pojemności i składu materiału obniżenie gęstości powłoki skutecznie zwiększa liczbę warstw uzwojenia lub ułożenia; wynikający z tego wzrost materiału separatora pozwala na większą absorpcję elektrolitu, zwiększając w ten sposób żywotność cyklu. Chociaż niższa gęstość powłoki może zwiększyć wydajność i ułatwić usuwanie wilgoci podczas wypalania elektrody i-komórek, wiąże się to z wyzwaniami: trudniej jest kontrolować precyzję powlekania, a duże cząstki w materiale aktywnym mogą niekorzystnie wpływać na procesy powlekania i kalandrowania. Dodatkowo zwiększenie liczby warstw wymaga większej ilości folii i materiału oddzielającego, co prowadzi do wyższych kosztów i niższej gęstości energii. Dlatego wymagana jest wyważona ocena.
Nadmiar anody:Określenie odpowiedniego poziomu nadmiaru anody wymaga uwzględnienia czynników wykraczających poza początkową nieodwracalną utratę pojemności i odchylenia w gęstości powłoki; wpływ na cykl życia jest również niezwykle istotny. W układach z tlenkiem litu i kobaltu (LCO) i grafitem anoda grafitowa często staje się „słabym ogniwem” podczas jazdy na rowerze. Jeśli nadmiar anody jest niewystarczający, początkowo może nie nastąpić pokrycie litem; jednakże po setkach cykli struktura katody pozostaje stosunkowo stabilna, podczas gdy struktura anody ulega poważnej degradacji. W rezultacie anoda nie może już w pełni przyjmować jonów litu dostarczanych przez katodę, co prowadzi do powlekania litem i przedwczesnego spadku pojemności. Ilość elektrolitu: Istnieją trzy główne powody, dla których niewystarczająca ilość elektrolitu wpływa na żywotność cyklu. Po pierwsze, początkowa objętość napełnienia jest niewystarczająca. Po drugie, pomimo wystarczającej objętości wypełnienia, czas starzenia jest zbyt krótki lub zwilżanie elektrolitu jest niepełne z powodu takich czynników, jak nadmierne zagęszczenie elektrody. Po trzecie, elektrolit wewnątrz ogniwa wyczerpuje się podczas jazdy na rowerze.
ACEY-BA3040-20tester cyklu życia bateriisłuży do testowania żywotności, niezawodności, pojemności i innych parametrów pakietu akumulatorowego poprzez cykliczny test ładowania i rozładowania.
Jeśli chodzi o trzeci punkt, zgodność między elektrodami (zwłaszcza anodą) a elektrolitem objawia się mikroskopowo przez utworzenie gęstej, stabilnej warstwy międzyfazy stałego elektrolitu (SEI); makroskopowo obserwuje się to poprzez tempo zużycia elektrolitów podczas jazdy na rowerze. Niekompletna warstwa SEI nie zapobiega skutecznie reakcjom ubocznym pomiędzy anodą a elektrolitem, prowadzącym do zużycia elektrolitu. Co więcej, defekty warstwy SEI powodują ciągłe-tworzenie się warstwy podczas jazdy na rowerze, co powoduje zużycie zarówno odwracalnego źródła litu, jak i elektrolitu. Niezależnie od tego, czy ogniwo przechodzi setki cykli, czy też doświadcza spadku wydajności już po kilkudziesięciu, jeśli elektrolit wyczerpie się po cyklu, mimo że początkowo był wystarczający, zwiększenie retencji elektrolitu prawdopodobnie w pewnym stopniu poprawi wydajność cyklu.
Obiektywne warunki testu:Czynniki zewnętrzne,-takie jak szybkość ładowania/rozładowania,-napięcia odcięcia,-prądy odcięcia ładowania, zdarzenia przeładowania/nadmiernego-rozładowania, temperatura komory testowej, nagłe przerwy i rezystancja styku między sondami testowymi a ogniwem-mogą w różnym stopniu wpływać na wyniki testów wydajności cyklu. Ponadto różne materiały wykazują różną wrażliwość na te czynniki; jednakże w przypadku rutynowych operacji powinno wystarczyć przyjęcie standardowych protokołów testowych oraz zrozumienie podobieństw i specyficznych właściwości kluczowych materiałów.
Streszczenie:Podobnie jak w przypadku „zasady kubła” (lub prawa minimum), ostatecznym wyznacznikiem wydajności cyklu komórki jest „najkrótsza pięciolinia”-najbardziej ograniczający czynnik spośród wielu wchodzących w grę zmiennych. Co więcej, czynniki te wzajemnie na siebie oddziałują. Biorąc pod uwagę identyczne materiały i możliwości produkcyjne, dłuższy cykl życia często odbywa się kosztem niższej gęstości energii. Dlatego głównym celem jest określenie optymalnej równowagi spełniającej wymagania klienta, przy jednoczesnym zapewnieniu maksymalnej spójności w produkcji ogniw.
O nas
Nowa Energiaspecjalizuje się w dostarczaniu pół{0}}automatycznych i w pełni zautomatyzowanych rozwiązań dla linii montażowych pakietów akumulatorów litowo-jonowych stosowanych w takich sektorach, jak systemy magazynowania energii (ESS), drony, e-rowery,-e-skutery, elektronarzędzia oraz dwu- lub trzy-pojazdy elektryczne. Oferujemy także kompleksowy zestaw sprzętu obejmujący cały proces montażu akumulatorów,-w tym sortowniki akumulatorów, maszyny do naklejania papieru izolacyjnego, testery CCD, ręczne/automatyczne zgrzewarki punktowe, testery BMS, wszechstronne testery wydajności akumulatorów i testery akumulatorów,-które pomagają klientom osiągnąć wydajną, inteligentną i-produkcję na dużą skalę.
