Mikä on pääongelma Power 2s lipo -akun erittäin nopeassa latauksessa?

Ohjattu lukeminen

Tämä artikkeli tarkastelee kattavasti 2s lipo -akun pikalataukseen vaikuttavia tekijöitä sekä pikalatauksen pääongelmia ja ratkaisuja materiaalitasolta järjestelmätasolle.

2s lipo -akun pikalatauksen taustatiedot

Viime vuosina, ilmastonmuutoksen ja ilman saastumisen vaikutusten rajoittamiseksi, 2s lipo -akkujen laajamittainen käyttö täyssähköajoneuvoissa kiihtyy. Kuitenkin perinteisiin polttoaineajoneuvoihin verrattuna 2s lipo -akun ajomatkan ahdistus ja pitkä latausaika ovat muodostuneet sähköajoneuvojen kehitystä hidastaviksi pääongelmiksi. Siksi pikalatauskyvyn parantamisesta on tullut 2s lipo -akkujen valmistajien ja alkuperäisten laitevalmistajien (OEM) yhteinen kehitystavoite.

Viitaten 2s lipo -akun pikalataukseen seuraava artikkeli esittelee 2s lipo -akun lataus- ja purkamisperiaatteen, ja tarvitsijat voivat klikata nähdäksesi sen:
Lipo-akun 4s lataus- ja purkamisperiaate, varmista että säilytät sen hyvin!
Tutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet, että matalalämpötila- ja suuritehoinen lataus aiheuttavat akun kapasiteetin ja lähtötehon nopeutunutta heikkenemistä; kysymys. Tässä artikkelissa keskitytään olemassa olevan kirjallisuuden katsaukseen ja yhteenvetoon sekä analysoidaan keskeiset tekniset rajoitteet kussakin tasossa.

Sähköajoneuvojen 2s lipo -akun latauksen luokittelu

Sähköajoneuvojen 2s lipo -akun latauksen luokittelu sisältää AC- ja DC-latauksen, joista DC-lataus on nopeampaa. Tesla oli ensimmäinen yritys, joka käytti 120 kW:n pikalatausta; Bosch julkaisi 350 kW:n pikalataussuunnitelman vuonna 2017, joka toteutettiin "Taycanissa" vuonna 2019. Koska 2s lipo -akuston ajoneuvojen jännite on noin 400 V, 350 kW:n tehoinen pikalataus vaatii korkeampaa jännitettä 2s lipo -akustolta, jotta vältetään liiallisen virran ja lämmöntuoton ongelmat. Sekä Boschin "Taycan" että Audin e-tron GT -konseptiauto (joka lataa jopa 350 kW:iin) on varustettu 800 V:n 2s lipo -akustolla. Joulukuussa 2018 BMW:n, Boschin ja Siemensin yhteistutkimusryhmä saavutti 450 kW:n CCS-pikalatauksen kahdella testiautolla Saksassa.

2s lipo -akun pikalatauksen rajoittava tekijä

Vaikka tutkimukset 2s lipo -akun lataustehon parantamiseksi sähköajoneuvoissa ovat edistyneet merkittävästi, nämä pikalatausteknologiat eivät sovi kaikkiin tilanteisiin. Sähköajoneuvon erityisten työolosuhteiden ja latausympäristön mukaan latausteho heikkenee vähitellen 2s lipo -akun jatkuvan latausprosessin aikana. Lisäksi pikalataustilassa, turvallisuus- ja muiden tekijöiden vuoksi, 2s lipo -akku voidaan yleensä ladata vain 80 %:iin kapasiteetistaan; korkeammalla teholla latausnopeus laskee vähitellen ylikuormituksen välttämiseksi.

Lisäksi lataustehoon vaikuttaa myös 2s lipo -akun hallintajärjestelmä (BMS).(Lipo battery 3s management system and its necessity). Teollisuus on yhä kiinnostuneempi nopean akun latauksen alasta, ja on tarpeen ymmärtää eri latausmenetelmien nopeutta määräävät vaiheet sekä niiden vaikutus 2s lipo -akun käyttöikään. Tässä artikkelissa pyritään luomaan yhteys mikroskooppisten prosessien, materiaalien ominaisuuksien, 2s lipo -akun ja paketin suunnittelun sekä latausstrategian optimoinnin välillä nopean latauksen monitasoisen ja monitieteisen luonteen pohjalta.

2s lipo -akun pikalatausperiaate

Ihanteellisen 2s lipo -akun tulisi osoittaa pitkä käyttöikä, korkea energiatiheys ja korkea teho tiheys, jotta se voidaan ladata ja ladata nopeasti missä tahansa paikassa ja missä tahansa lämpötilassa täyttämään sähköajoneuvojen pitkän matkan ajo-vaatimukset. Näiden fysikaalisten ominaisuuksien välillä on kuitenkin kompromissisuhde, ja materiaalin ja laitteiden lämpötilan vaikutus määrittää 2s lipo -akun käyttörajan.

Lämpötilan laskiessa sekä latausnopeutta että maksimijännitettä tulisi turvallisuuden vuoksi alentaa, jolloin lämpötila on avainrajoittava tekijä pikalatauksessa. Lämpötilan laskiessa 2s lipo -akun litiumin saostumisriski kasvaa merkittävästi. Vaikka monet tutkijat ovat todenneet, että 2s lipo -akun litiumin saostuminen tapahtuu usein alle 25 ℃ lämpötilassa, korkeissa lämpötiloissa, erityisesti korkealla latausnopeudella ja energiatiheydellä (kumppanit, jotka eivät tunne 2s lipo -akun energiatiheyttä, voivat viitata tähän artikkeliin: 1200mah lipo battry energy density improvement - cell density improvement), saostuminen on myös todennäköistä. Lisäksi pikalatauksen tehokkuuden ja lämpötilan välinen suhde on hyvin läheinen. 50 kW latauspisteen lataustehokkuus 25 °C:ssa on 93 %, mutta -25 °C:ssa lataustehokkuus on vain 39 %. Tämä johtuu pääasiassa siitä, että 2s lipo -akun BMS rajoittaa nimellistehoa alhaisissa lämpötiloissa.

Yleinen litiumioniakku koostuu pääasiassa grafiittisesta negatiivisesta elektrodista, litiummetallioksidista positiivisena elektrodina, elektrolyytistä, virtakokoelmasta ja huokoisesta erotinmateriaalista. Kun 2s lipo -akkua ladataan, Li+ siirtyy positiivisesta elektrodista negatiiviseen elektrodiin elektrolyytin kautta. Pääasialliset siirtoreitit ovat:
1) Kiinteätilaelektrodien jälkeen;
2) positiivisen ja negatiivisen elektrodin elektrodi/elektrolyytti-rajapinnan kautta;
3) Elektrolyytin jälkeen, mukaan lukien Li+ -ionin solvataatio ja desolvataatio.
Kuitenkin 2s lipo -akun virheelliset käyttöolosuhteet aiheuttavat usein sarjan sivureaktioita, jotka vaikuttavat suorituskykyyn ja käyttöikään. Lisäksi lataus-purkausnopeus, 2s lipo -akun sisäinen vastus ja akun polarisaatio vaikuttavat kaikki akun lämpöominaisuuksiin, kuten lämmöntuotannon lisääntymiseen, lataustehokkuuden ja turvallisuuden heikkenemiseen jne.

2s lipo -akun nopean latauksen keskeiset tekijät

1) 2s lipo -akun negatiivinen napa

Lukuisat tutkimukset ovat osoittaneet, että 2s lipo -akun positiivisen elektrodin heikkenemisellä ja positiivisen elektrodin CEI-kalvon kasvulla ei ole vaikutusta perinteisen litiumioniakun nopeaan latausnopeuteen, joten negatiivinen elektrodi on latausprosessin päähuomion kohde.
Tietyissä olosuhteissa litiummetalli voi jatkaa saostumistaan litiumdendriiteiksi ja jopa puhkaista erottimen aiheuttaen oikosulun 2s lipo -akussa. Li-saostumiseen ja saostumusrakenteeseen vaikuttavia tekijöitä ovat Li-ionien diffuusiovauhti anodissa, elektrolyytin pitoisuusgradientti anodirajapinnassa, virtakokoelijan metallisuolasaostuma ja sivureaktiot elektrodi/elektrolyytti-rajapinnassa.

Tutkimukset osoittavat, että negatiivisen elektrodin suorituskyky litiumin saostumisen aikana 2s lipo -akussa voidaan selittää litiumin saostumisen alussa vaikuttavan virran vaikutuksella negatiivisen elektrodin pintatiheyteen ja sisäiseen resistanssiin. Negatiivisen sisäisen resistanssin B vähentäminen 2s lipo -akun suunnittelun kautta on erittäin tärkeää 2s lipo -akun nopean latauskyvyn parantamiseksi.

2) 2s lipo -akun nopean latauksen lämpötila

Lisäksi lämpötilan vaikutus on myös erittäin tärkeä. Liian matala tai liian korkea lämpötila katsotaan epäedulliseksi akulle, mutta 2s lipo -akun korkeampi lämpötila nopean latauksen aikana auttaa sen omaa tasapainoa, erityisesti korkean ominaisenergian 2s lipo -akulle.

3) 2s lipo -akun elektrodin paksuus

Elektrodin paksuuden vaikutus latauskykyyn vaatii myös huomiota. Ohuet elektrodit katsotaan usein ihanteellisiksi litiumionien kuljetukselle, ja elektrodin paksuuntuessa on tärkeää varmistaa riittävä litiumionien pitoisuus elektrodi/elektrolyytti-rajapinnassa ylläpitämään ylijännitevakautta ja vähentämään litiumin saostumisen mahdollisuutta. Paksuelektrodisten akkujen nopean latauksen aikana litiumsuolat voivat kerrostua virtakokoelijaan, mikä johtaa elektrodin hyödyntämisen epätasapainoon ja erotin-anodin virrantiheyden kasvuun.

No, yllä on koko sisältö supernopean latauksen keskeisistä asioista 2s lipo -akun valmistajalta CNHL tänään. Ymmärrä, että jos haluat saada lisää tietoa 2s lipo -akusta, voit tarkistaa seuraavat:
Yksityiskohtainen selitys 6s lipo-akun katodimateriaalista