¿Cuál es el problema clave con la carga súper rápida de la batería lipo power 2s?

Lectura guiada

Este documento revisa exhaustivamente los factores que afectan la carga rápida de la batería lipo 2s , los principales problemas y soluciones de la carga rápida desde el nivel del material hasta el nivel del sistema.

Introducción de fondo de carga rápida de batería lipo 2s

En los últimos años, con el fin de limitar el impacto del cambio climático y la contaminación del aire, se está acelerando el uso generalizado de baterías lipo 2s en vehículos eléctricos puros. Sin embargo, en comparación con los vehículos de combustible tradicionales, la ansiedad por el kilometraje de la batería lipo de 2 segundos y el largo tiempo de carga se han convertido en los principales problemas que obstaculizan el desarrollo de los vehículos eléctricos. Por lo tanto, la mejora de la capacidad de carga rápida se ha convertido en un objetivo de desarrollo común para los fabricantes de baterías lipo 2s y los OEM.

Refiriéndose a la carga rápida de la batería lipo 2s El siguiente artículo presenta el principio de carga y descarga de la batería lipo 2s, y los socios que lo necesitan pueden hacer clic para ver:
Principio de carga y descarga de la batería Lipo 4s, ¡asegúrese de guardarla bien!
Sin embargo, los estudios han demostrado que la carga a baja temperatura y alta velocidad provocará una degradación acelerada de la capacidad de la batería y la potencia de salida; pregunta. Este documento se centra en la revisión y el resumen de la literatura existente y analiza las limitaciones técnicas clave en cada nivel.

Clasificación de la carga de la batería lipo 2s del vehículo eléctrico

La clasificación de la carga de la batería lipo 2s del vehículo eléctrico incluye CA y CC, entre los cuales la carga de CC es más rápida. Tesla es la primera empresa en utilizar carga rápida de 120kW; Bosch lanzó un plan de carga rápida de 350kW en 2017, que se implementó en "Taycan" en 2019. Dado que el voltaje actual del paquete de baterías lipo 2s para vehículos es de alrededor de 400 V, la carga de alta potencia de 350 kW requiere un voltaje más alto del paquete de baterías lipo 2s. para evitar problemas de exceso de corriente y generación excesiva de calor. Tanto el "Taycan" de Bosch como el concept car e-tron GT de Audi (con una carga de hasta 350kW) están equipados con un paquete de baterías lipo de 800V 2s. En diciembre de 2018, un grupo de investigación conjunto de BMW, Bosch y Siemens logró una carga rápida en modo CCS de 450 kW en dos autos de prueba en Alemania.

Factor limitante de carga rápida de batería lipo 2s

Aunque la investigación sobre la mejora de la potencia de carga de la batería lipo 2s para vehículos eléctricos ha avanzado mucho, estas tecnologías de carga rápida no son adecuadas para todas las situaciones. De acuerdo con las condiciones de trabajo específicas y el entorno de carga del vehículo eléctrico, la potencia de carga disminuirá gradualmente durante el proceso de carga continua de la batería lipo 2s. Además, en el modo de carga rápida, debido a la seguridad y otros factores, la batería lipo 2s generalmente solo se puede cargar al 80% de la potencia; a mayor potencia, la tasa de carga disminuirá gradualmente para evitar la sobrecarga.

Además, la potencia de carga también se ve afectada por el sistema de gestión de batería lipo 2s (BMS). (Sistema de gestión de batería lipo3s y su necesidad ). La industria está cada vez más interesada en el campo de la carga rápida de baterías, y es necesario comprender los pasos que determinan la velocidad de los diferentes métodos de carga y su impacto en la vida útil de la batería lipo 2s. Este artículo tiene como objetivo establecer el vínculo entre los procesos microscópicos, las propiedades de los materiales, el diseño de la batería lipo 2s y el paquete y la optimización de la estrategia de carga desde la naturaleza multiescala y multidisciplinaria de la carga rápida.

Principio de carga rápida de la batería lipo 2s

La batería lipo 2s ideal debe exhibir una larga vida útil, alta densidad de energía y alta densidad de potencia, de modo que pueda cargarse y recargarse rápidamente en cualquier lugar y a cualquier temperatura para cumplir con los requisitos de conducción de larga distancia de los vehículos eléctricos. Sin embargo, existe una relación de compensación entre estas propiedades físicas y la influencia de la temperatura del material y del equipo determina el umbral de uso de la batería lipo 2s.

A medida que baja la temperatura, tanto la tasa de carga como el voltaje máximo deben reducirse por seguridad, lo que hace que la temperatura sea un factor limitante clave para una carga rápida. Entre ellos, a medida que la temperatura disminuye, el riesgo de precipitación de litio en la batería lipo 2s aumentará significativamente. Aunque muchos investigadores han señalado que la precipitación de litio de la batería lipo 2s a menudo ocurre a una temperatura inferior a 25 ℃, pero a alta temperatura, especialmente la alta tasa de carga y densidad de energía (socios que no entienden la densidad de energía de la batería lipo 2s puede consultar este artículo: 1200mah lipo batería mejora de la densidad de energía - mejora de la densidad celular ) también es propenso a ocurrir cuando es alto. Además, la relación entre la eficiencia de carga rápida y la temperatura también es muy estrecha. La eficiencia de carga de una pila de carga de 50 kW a 25 °C es del 93 %, pero la eficiencia de carga a -25 °C es tan baja como el 39 %. Esto se debe principalmente a que la batería lipo 2s BMS tiene una temperatura baja. La potencia nominal será limitada.

Una batería de iones de litio común se compone principalmente de un electrodo negativo de grafito, un electrodo positivo de óxido de metal de litio, un electrolito, un colector de corriente y un separador poroso. Cuando se carga la batería lipo 2s, Li+ se transfiere del electrodo positivo al electrodo negativo a través del electrolito. Las principales vías de transmisión son:
1) Después de electrodos de estado sólido;
2) a través de la interfaz electrodo/electrolito de los electrodos positivo y negativo;
3) Después del electrolito, incluyendo la solvatación y desolvatación de Li+.
Sin embargo, las condiciones de uso inadecuado de la batería lipo 2s a menudo causan una serie de reacciones secundarias que afectan el rendimiento y la vida útil. Además, la tasa de carga y descarga, la resistencia interna de la batería lipo 2s y la polarización de la batería afectarán las características térmicas de la batería, como el aumento de la generación de calor, la reducción de la eficiencia y la seguridad de la carga, etc.

Factores clave de carga rápida de la batería lipo 2s

1) polo negativo de la batería lipo 2s

Una gran cantidad de estudios han demostrado que la descomposición del electrodo positivo de la batería lipo 2s y el crecimiento de la película CEI del electrodo positivo no tienen efecto en la velocidad de carga rápida del sistema tradicional de iones de litio, por lo que el electrodo negativo se ha vuelto la principal preocupación durante el proceso de carga.
En determinadas circunstancias, el metal de litio puede seguir precipitándose en las dendritas de litio e incluso perforar el separador para provocar un cortocircuito en la batería lipo de 2 s. Los factores que afectan la deposición de Li y la estructura de la deposición incluyen la velocidad de difusión de los iones de Li en el ánodo, el gradiente de concentración de electrolito en la interfaz del ánodo, la deposición de sal metálica del colector de corriente y las reacciones secundarias en la interfaz electrodo/electrolito.

La investigación muestra que el rendimiento del electrodo negativo durante la deposición de litio de la batería lipo 2s se puede atribuir a la influencia de la corriente al comienzo de la deposición de litio sobre la densidad superficial y la resistencia interna del electrodo negativo. Reducir la resistencia interna negativa B a través del diseño de la batería lipo 2s es muy importante para mejorar la capacidad de carga rápida de la batería lipo 2s.

2) temperatura de carga rápida de la batería lipo 2s

Además, el efecto de la temperatura también es muy importante. Una temperatura demasiado baja o demasiado alta se considerará desfavorable para la batería, pero la temperatura más alta de la batería lipo 2s durante la carga rápida ayudará a su propio equilibrio, especialmente para la batería lipo 2s de alta energía específica.

3) Grosor del electrodo de la batería lipo 2s

El efecto del grosor del electrodo en el rendimiento de la carga también necesita atención. Los electrodos delgados a menudo se consideran ideales para el transporte de iones de litio y, a medida que el electrodo se espesa, se vuelve importante garantizar una concentración suficiente de iones de litio en la interfaz electrodo/electrolito para mantener la estabilidad de sobrepotencial y reducir la posibilidad de precipitación de litio. Durante la carga rápida de baterías de electrodos gruesos, las sales de litio pueden depositarse en el colector de corriente, lo que provoca un desequilibrio en la utilización del electrodo y un aumento en la densidad de corriente del ánodo separador.

Bueno, lo anterior es todo el contenido de los problemas clave de la carga superrápida de la batería lipo power 2s presentada hoy por el fabricante de la batería lipo 2s CNHL . Comprenda, si desea obtener más información sobre la batería lipo 2s, puede verificar lo siguiente:
Explicación detallada del material del cátodo de la batería lipo 6s