Was ist das Hauptproblem beim superschnellen Laden des Power 2s Lipo-Akkus?

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Dieses Papier behandelt umfassend die Faktoren, die das schnelle Laden von 2s-Lipo-Akkus beeinflussen, die Hauptprobleme und Lösungen des schnellen Ladens von der Materialebene bis zur Systemebene.

2s lipo batterie schnellladung hintergrundeinführung

Um die Auswirkungen des Klimawandels und der Luftverschmutzung zu begrenzen, hat sich in den letzten Jahren die weit verbreitete Verwendung von 2s-Lipo-Batterien in reinen Elektrofahrzeugen beschleunigt. Im Vergleich zu herkömmlichen Kraftstofffahrzeugen sind jedoch die Angst vor der Kilometerleistung von 2s-Lipo-Batterien und die lange Ladezeit zu den Hauptproblemen geworden, die die Entwicklung von Elektrofahrzeugen behindern. Daher ist die Verbesserung der Schnellladefähigkeit zu einem gemeinsamen Entwicklungsziel von 2s-Lipo-Batterieherstellern und OEMs geworden.

In Bezug auf das Schnellladen von 2s-Lipo-Akkus Der folgende Artikel stellt das Lade- und Entladeprinzip von 2s-Lipo-Akkus vor, und die Partner, die es benötigen, können darauf klicken:
Lipo Akku 4s Lade- und Entladeprinzip, unbedingt gut lagern!
Studien haben jedoch gezeigt, dass das Laden bei niedriger Temperatur und hoher Rate zu einer beschleunigten Verschlechterung der Batteriekapazität und der Ausgangsleistung führt; Frage. Dieses Papier konzentriert sich auf die Überprüfung und Zusammenfassung der vorhandenen Literatur und analysiert die wichtigsten technischen Einschränkungen auf jeder Ebene.

Klassifizierung des Ladens von 2s-Lipo-Batterien für Elektrofahrzeuge

Die Klassifizierung des Ladens der Lipo-Batterie von Elektrofahrzeugen 2 umfasst Wechselstrom und Gleichstrom, wobei das Gleichstromladen schneller ist. Tesla ist das erste Unternehmen, das 120-kW-Schnellladung verwendet; Bosch veröffentlichte 2017 einen 350-kW-Schnellladeplan, der 2019 in „Taycan“ implementiert wurde. Da die aktuelle Spannung des 2s-Lipo-Batteriepacks für Fahrzeuge bei etwa 400 V liegt, erfordert das Hochleistungsladen von 350 kW eine höhere Spannung des 2s-Lipo-Batteriepacks um Probleme mit übermäßigem Strom und übermäßiger Wärmeerzeugung zu vermeiden. Sowohl der „Taycan“ von Bosch als auch das Concept Car e-tron GT von Audi (bis zu 350kW ladend) sind mit einem 800V 2s Lipo BatteryPack ausgestattet. Im Dezember 2018 erreichte eine gemeinsame Forschungsgruppe von BMW, Bosch und Siemens das Schnellladen im 450-kW-CCS-Modus an zwei Testwagen in Deutschland.

2s Lipo-Akku-Schnellladebegrenzungsfaktor

Obwohl die Forschung zur Verbesserung der Ladeleistung von 2s-Lipo-Akkus für Elektrofahrzeuge große Fortschritte gemacht hat, sind diese Schnellladetechnologien nicht für alle Situationen geeignet. Je nach den spezifischen Arbeitsbedingungen und der Ladeumgebung des Elektrofahrzeugs nimmt die Ladeleistung während des kontinuierlichen Ladevorgangs der 2s-Lipo-Batterie allmählich ab. Außerdem kann der 2s-Lipo-Akku im Schnelllademodus aus Sicherheits- und anderen Gründen normalerweise nur auf 80% der Leistung geladen werden; Bei höherer Leistung nimmt die Laderate allmählich ab, um ein Überladen zu vermeiden.

Darüber hinaus wird die Ladeleistung auch durch das 2s-Lipo-Batteriemanagementsystem (BMS) beeinflusst (Lipo-Batterie-3s-Managementsystem und seine Notwendigkeit ). Die Industrie interessiert sich zunehmend für den Bereich des schnellen Batterieladens, und es ist notwendig, die geschwindigkeitsbestimmenden Schritte verschiedener Lademethoden und deren Auswirkungen auf die Lebensdauer des 2s-Lipo-Akkus zu verstehen. Dieses Papier zielt darauf ab, die Verbindung zwischen mikroskopischen Prozessen, Materialeigenschaften, 2s-Lipo-Batterie- und Packungsdesign und Ladestrategieoptimierung aus der multiskaligen und multidisziplinären Natur des Schnellladens herzustellen.

2s-Lipo-Akku-Schnellladeprinzip

Der ideale 2s-Lipo-Akku sollte eine lange Lebensdauer, eine hohe Energiedichte und eine hohe Leistungsdichte aufweisen, damit er an jedem Ort und bei jeder Temperatur schnell geladen und wieder aufgeladen werden kann, um den Langstreckenanforderungen von Elektrofahrzeugen gerecht zu werden. Es besteht jedoch eine Kompromissbeziehung zwischen diesen physikalischen Eigenschaften, und der Einfluss der Material- und Gerätetemperatur bestimmt die Nutzungsschwelle der 2s-Lipo-Batterie.

Wenn die Temperatur sinkt, sollten sowohl die Laderate als auch die maximale Spannung aus Sicherheitsgründen reduziert werden, wodurch die Temperatur zu einem entscheidenden begrenzenden Faktor für das schnelle Laden wird. Unter anderem steigt mit sinkender Temperatur das Risiko einer Lithiumausfällung in der 2s-Lipo-Batterie erheblich an. Obwohl viele Forscher darauf hingewiesen haben, dass die Lithium-Präzipitation von 2s-Lipo-Batterien häufig bei einer Temperatur von weniger als 25 ° C auftritt, aber bei hohen Temperaturen, insbesondere der hohen Laderate und Energiedichte (Partner, die die Energiedichte von 2s-Lipo-Batterien nicht verstehen kann sich auf diesen Artikel beziehen: Verbesserung der Energiedichte von 1200-mAh-Lipo-Batterien – Verbesserung der Zelldichte ) tritt ebenfalls häufig auf, wenn sie hoch ist. Darüber hinaus ist auch die Beziehung zwischen Schnellladeeffizienz und Temperatur sehr eng. Der Ladewirkungsgrad eines 50-kW-Ladestapels bei 25 °C beträgt 93 %, aber der Ladewirkungsgrad bei -25 °C beträgt nur 39 %. Dies liegt hauptsächlich daran, dass der 2s-Lipo-Akku BMS eine niedrige Temperatur hat. Die Nennleistung wird begrenzt.

Eine übliche Lithium-Ionen-Batterie besteht hauptsächlich aus einer negativen Elektrode aus Graphit, einer positiven Elektrode aus Lithiummetalloxid, einem Elektrolyten, einem Stromkollektor und einem porösen Separator. Beim Laden des 2s-Lipo-Akkus wird Li+ von der positiven Elektrode durch den Elektrolyten auf die negative Elektrode übertragen. Die wichtigsten Übertragungswege sind:
1) Nach Festkörperelektroden;
2) durch die Elektrode/Elektrolyt-Grenzfläche der positiven und negativen Elektroden;
3) Nach dem Elektrolyten, einschließlich der Solvatation und Desolvatation von Li+.
Unsachgemäße Verwendungsbedingungen von 2s-Lipo-Akkus verursachen jedoch häufig eine Reihe von Nebenreaktionen, die die Leistung und Lebensdauer beeinträchtigen. Darüber hinaus wirken sich die Lade-Entlade-Rate, der Innenwiderstand des 2s-Lipo-Akkus und die Polarisierung des Akkus auf die thermischen Eigenschaften des Akkus aus, z. B. Erhöhung der Wärmeerzeugung, Verringerung der Ladeeffizienz und -sicherheit usw.

2s-Lipo-Akku-Schnellladeschlüsselfaktoren

1) Minuspol der 2s-Lipo-Batterie

Eine große Anzahl von Studien hat gezeigt, dass der Zerfall der positiven Elektrode der 2s-Lipo-Batterie und das Wachstum des CEI-Films der positiven Elektrode keinen Einfluss auf die schnelle Ladegeschwindigkeit des traditionellen Lithium-Ionen-Systems haben, also die negative Elektrode geworden ist das Hauptproblem während des Ladevorgangs.
Unter bestimmten Umständen kann Lithiummetall weiterhin zu Lithiumdendriten ausfallen und sogar den Separator durchbohren, um einen Kurzschluss in der 2s-Lipo-Batterie zu verursachen. Zu den Faktoren, die die Li-Abscheidung und die Abscheidungsstruktur beeinflussen, gehören die Diffusionsrate von Li-Ionen in der Anode, der Elektrolytkonzentrationsgradient an der Anodengrenzfläche, die Metallsalzabscheidung des Stromkollektors und die Nebenreaktionen an der Elektrode/Elektrolyt-Grenzfläche.

Die Untersuchung zeigt, dass die Leistung der negativen Elektrode während der Lithiumabscheidung der 2s-Lipo-Batterie auf den Einfluss des Stroms zu Beginn der Lithiumabscheidung auf die Oberflächendichte und den Innenwiderstand der negativen Elektrode zurückzuführen ist. Die Reduzierung des negativen Innenwiderstands B durch das 2s-Lipo-Akku-Design ist sehr wichtig, um die Schnellladefähigkeit des 2s-Lipo-Akkus zu verbessern.

2) 2s Lipo-Akku-Schnellladetemperatur

Darüber hinaus ist auch der Einfluss der Temperatur sehr wichtig. Eine zu niedrige oder zu hohe Temperatur wird als ungünstig für den Akku angesehen, aber die höhere Temperatur des 2s-Lipo-Akkus während des Schnellladens hilft seinem eigenen Gleichgewicht, insbesondere für den 2s-Lipo-Akku mit hoher spezifischer Energie.

3) Elektrodendicke einer 2s-Lipo-Batterie

Auch die Auswirkung der Elektrodendicke auf die Ladeleistung muss beachtet werden. Dünne Elektroden werden oft als ideal für den Lithiumionentransport angesehen, und wenn die Elektrode dicker wird, wird es wichtig, eine ausreichende Lithiumionenkonzentration an der Elektrode/Elektrolyt-Grenzfläche sicherzustellen, um die Überspannungsstabilität aufrechtzuerhalten und die Möglichkeit einer Lithiumausfällung zu verringern. Während des Schnellladens von Batterien mit dicken Elektroden können Lithiumsalze am Stromkollektor abgelagert werden, was zu einem Ungleichgewicht in der Elektrodenausnutzung und einer Erhöhung der Stromdichte der Separatoranode führt.

Nun, das Obige ist der gesamte Inhalt der Schlüsselthemen des superschnellen Ladens der Power 2s-Lipo-Batterie, die Ihnen heute der 2s-Lipo-Batteriehersteller CNHL präsentiert . Verstehen Sie, wenn Sie mehr Informationen zu 2s-Lipo-Batterien erhalten möchten, können Sie Folgendes überprüfen:
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