Apa masalah utama dengan pengisian super cepat baterai lipo power 2s?

Bacaan panduan

Makalah ini secara komprehensif mengulas faktor-faktor yang mempengaruhi pengisian cepat baterai 2s lipo, masalah utama dan solusi pengisian cepat dari tingkat material hingga tingkat sistem.

Pengenalan latar belakang pengisian cepat baterai 2s lipo

Dalam beberapa tahun terakhir, untuk membatasi dampak perubahan iklim dan polusi udara, penggunaan luas baterai 2s lipo pada kendaraan listrik murni semakin cepat. Namun, dibandingkan dengan kendaraan bahan bakar tradisional, kecemasan jarak tempuh baterai 2s lipo dan waktu pengisian yang lama telah menjadi masalah utama yang menghambat perkembangan kendaraan listrik. Oleh karena itu, peningkatan kemampuan pengisian cepat telah menjadi tujuan pengembangan bersama produsen baterai 2s lipo dan OEM.

Merujuk pada pengisian cepat baterai lipo 2s, artikel berikut memperkenalkan prinsip pengisian dan pengosongan baterai lipo 2s, dan mitra yang membutuhkannya dapat mengklik untuk melihat:
Prinsip pengisian dan pengosongan baterai Lipo 4s, pastikan untuk menyimpannya dengan baik!
Namun, studi menunjukkan bahwa pengisian dengan suhu rendah dan laju tinggi akan menyebabkan degradasi kapasitas dan daya keluaran baterai yang dipercepat; menjadi pertanyaan. Makalah ini fokus pada tinjauan dan ringkasan literatur yang ada, serta menganalisis kendala teknis utama di setiap tingkat.

Klasifikasi pengisian baterai lipo 2s kendaraan listrik

Klasifikasi pengisian baterai lipo 2s kendaraan listrik meliputi AC dan DC, di mana pengisian DC lebih cepat. Tesla adalah perusahaan pertama yang menggunakan pengisian cepat 120kW; Bosch merilis rencana pengisian cepat 350kW pada 2017, yang diterapkan pada "Taycan" pada 2019. Karena tegangan saat ini dari paket baterai lipo 2s untuk kendaraan sekitar 400V, pengisian daya tinggi 350kW memerlukan tegangan paket baterai lipo 2s yang lebih tinggi untuk menghindari masalah arus berlebih dan panas berlebih. Baik Bosch "Taycan" maupun mobil konsep Audi e-tron GT (pengisian hingga 350kW) dilengkapi dengan paket baterai lipo 2s 800V. Pada Desember 2018, kelompok riset gabungan dari BMW, Bosch, dan Siemens berhasil melakukan pengisian cepat dalam mode CCS 450kW pada dua mobil uji di Jerman.

Faktor pembatas pengisian cepat baterai lipo 2s

Meskipun penelitian tentang peningkatan daya pengisian baterai lipo 2s untuk kendaraan listrik telah membuat kemajuan besar, teknologi pengisian cepat ini tidak cocok untuk semua situasi. Menurut kondisi kerja spesifik dan lingkungan pengisian kendaraan listrik, daya pengisian akan berkurang secara bertahap selama proses pengisian berkelanjutan baterai lipo 2s. Selain itu, dalam mode pengisian cepat, karena faktor keamanan dan lainnya, baterai lipo 2s biasanya hanya dapat diisi hingga 80% daya; pada daya yang lebih tinggi, laju pengisian akan berkurang secara bertahap untuk menghindari pengisian berlebih.

Selain itu, daya pengisian juga dipengaruhi oleh sistem manajemen baterai lipo 2s (BMS).(Sistem manajemen baterai lipo 3s dan kebutuhannya). Industri semakin tertarik pada bidang pengisian baterai cepat, dan perlu memahami langkah-langkah penentu kecepatan dari berbagai metode pengisian serta dampaknya terhadap umur baterai lipo 2s. Makalah ini bertujuan untuk membangun hubungan antara proses mikroskopis, sifat material, desain baterai lipo 2s dan paketnya, serta optimasi strategi pengisian dari sifat multiskala dan multidisiplin pengisian cepat.

Prinsip pengisian cepat baterai 2s lipo

Baterai 2s lipo ideal harus menunjukkan umur panjang, kepadatan energi tinggi, dan kepadatan daya tinggi, sehingga dapat diisi dan diisi ulang dengan cepat di mana saja dan pada suhu berapa pun untuk memenuhi kebutuhan perjalanan jarak jauh kendaraan listrik. Namun, terdapat hubungan kompromi antara sifat fisik ini, dan pengaruh suhu material dan peralatan menentukan ambang penggunaan baterai 2s lipo.

Saat suhu turun, baik laju pengisian maupun tegangan maksimum harus dikurangi demi keamanan, menjadikan suhu faktor pembatas utama untuk pengisian cepat. Di antaranya, saat suhu menurun, risiko presipitasi lithium dalam baterai 2s lipo akan meningkat secara signifikan. Meskipun banyak peneliti menunjukkan bahwa presipitasi lithium pada baterai 2s lipo sering terjadi pada suhu di bawah 25 ℃, namun pada suhu tinggi, terutama dengan laju pengisian dan kepadatan energi yang tinggi (rekan yang tidak memahami kepadatan energi baterai 2s lipo dapat merujuk ke artikel ini: 1200mah lipo battry energy density improvement - cell density improvement) juga rentan terjadi. Selain itu, hubungan antara efisiensi pengisian cepat dan suhu juga sangat erat. Efisiensi pengisian pada tiang pengisian 50kW pada 25°C adalah 93%, tetapi efisiensi pengisian pada -25°C hanya 39%. Hal ini terutama karena BMS baterai 2s lipo memiliki daya nominal yang dibatasi pada suhu rendah.

Baterai lithium-ion umum terutama terdiri dari elektroda negatif grafit, elektroda positif oksida logam lithium, elektrolit, kolektor arus, dan separator berpori. Ketika baterai 2s lipo diisi daya, Li+ dipindahkan dari elektroda positif ke elektroda negatif melalui elektrolit. Jalur transmisi utama adalah:
1) Setelah elektroda padat;
2) melalui antarmuka elektroda/elektrolit dari elektroda positif dan negatif;
3) Setelah elektrolit, termasuk solvasi dan desolvasi Li+.
Namun, kondisi penggunaan yang tidak tepat dari baterai 2s lipo sering menyebabkan serangkaian reaksi samping yang memengaruhi kinerja dan umur baterai. Selain itu, laju pengisian-pengosongan, resistansi internal baterai 2s lipo, dan polarisasi baterai semuanya akan memengaruhi karakteristik termal baterai, seperti peningkatan panas yang dihasilkan, pengurangan efisiensi pengisian, dan keamanan, dll.

Faktor kunci pengisian cepat baterai 2s lipo

1) Kutub negatif baterai 2s lipo

Banyak studi telah menunjukkan bahwa peluruhan elektroda positif baterai 2s lipo dan pertumbuhan film CEI elektroda positif tidak berpengaruh pada kecepatan pengisian cepat sistem lithium-ion tradisional, sehingga elektroda negatif menjadi perhatian utama selama proses pengisian.
Dalam kondisi tertentu, logam lithium dapat terus mengendap menjadi dendrit lithium, dan bahkan menembus separator sehingga menyebabkan korsleting pada baterai 2s lipo. Faktor-faktor yang memengaruhi deposisi Li dan struktur deposisinya meliputi laju difusi ion Li di anoda, gradien konsentrasi elektrolit di antarmuka anoda, deposisi garam logam pada kolektor arus, dan reaksi samping di antarmuka elektroda/elektrolit.

Penelitian menunjukkan bahwa kinerja elektroda negatif selama deposisi lithium pada baterai 2s lipo dapat dikaitkan dengan pengaruh arus pada awal deposisi lithium terhadap kepadatan permukaan dan resistansi internal elektroda negatif. Mengurangi resistansi internal negatif B melalui desain baterai 2s lipo sangat penting untuk meningkatkan kemampuan pengisian cepat baterai 2s lipo.

2) Suhu pengisian cepat baterai 2s lipo

Selain itu, efek suhu juga sangat penting. Suhu yang terlalu rendah atau terlalu tinggi akan dianggap tidak menguntungkan bagi baterai, tetapi suhu yang lebih tinggi pada baterai 2s lipo selama pengisian cepat akan membantu keseimbangannya sendiri, terutama untuk baterai 2s lipo dengan energi spesifik tinggi.

3) Ketebalan elektroda baterai 2s lipo

Efek ketebalan elektroda pada kinerja pengisian juga perlu diperhatikan. Elektroda tipis sering dianggap ideal untuk transportasi ion lithium, dan saat elektroda menebal, menjadi penting untuk memastikan konsentrasi ion lithium yang cukup di antarmuka elektroda/elektrolit untuk menjaga stabilitas overpotensial dan mengurangi kemungkinan presipitasi lithium. Selama pengisian cepat baterai dengan elektroda tebal, garam lithium dapat mengendap di kolektor arus, mengakibatkan ketidakseimbangan pemanfaatan elektroda dan peningkatan kerapatan arus pada anoda separator.

Nah, di atas adalah seluruh isi dari isu utama pengisian super cepat baterai 2s lipo yang dibawa kepada Anda oleh produsen baterai 2s lipo CNHL hari ini. Pahami, jika Anda ingin mendapatkan lebih banyak informasi tentang baterai 2s lipo, Anda dapat memeriksa berikut ini:
Penjelasan rinci tentang material katoda baterai lipo 6s