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Non sottovalutare l'impatto dell'autoscarica della batteria lipo 3s. Un'eccessiva autoscarica non solo influenzerà l'esperienza dell'utente, ma potrebbe anche nascondere alcuni fattori di pericolo. Di seguito, introdurrò in dettaglio il contenuto dell'autoscarica della batteria lipo 3s. Prendetevi qualche minuto per verificarlo con me.

Autoscarica della batteria lipo 3s

Quando la batteria lipo 3s è in stato di circuito aperto, il fenomeno per cui l'energia immagazzinata viene consumata spontaneamente è chiamato autoscarica della batteria, noto anche come capacità di mantenimento della carica della batteria lipo 3s, cioè la capacità di mantenere l'energia immagazzinata della batteria in determinate condizioni ambientali.

Teoricamente, gli elettrodi della batteria lipo 3s sono in uno stato termodinamicamente instabile sotto lo stato di carica, e la batteria lipo 3s subirà spontaneamente reazioni fisiche o chimiche, causando la perdita di energia chimica della batteria lipo 3s.
L'autoscarica della batteria lipo 3s è anche uno dei parametri importanti per misurare le prestazioni della batteria. Batterie di tipi diversi hanno lo stesso fattore di autoscarica e dimensioni. Il tasso di autoscarica della batteria lipo 3s è leggermente migliore rispetto a quello delle batterie al piombo, e significativamente migliore rispetto a quello delle batterie al nichel-metallo idruro.

Tipi di autoscarica della batteria lipo 3s

L'autoscarica può essere suddivisa in autoscarica fisica e autoscarica chimica in base ai diversi tipi di reazione.
In generale, la perdita di energia causata dall'autoscarica fisica è recuperabile, mentre la perdita di energia causata dall'autoscarica chimica è fondamentalmente irreversibile.
autoscarica fisica

L'autoscarica della batteria lipo 3s causata da fattori fisici. In questo caso, parte della carica all'interno della batteria raggiunge l'elettrodo positivo dall'elettrodo negativo e subisce una reazione di riduzione con il materiale dell'elettrodo positivo.
Il principio non è lo stesso della scarica convenzionale. Durante la scarica normale della batteria lipo 3s, il percorso elettronico è un circuito esterno, e la velocità è molto rapida, mentre durante l'autoscarica, il percorso elettronico è l'elettrolita, e la velocità è molto lenta.
L'autoscarica fisica è meno influenzata dalla temperatura. Un'autoscarica fisica continua può causare che la tensione a circuito aperto della batteria lipo 3s diventi zero, ma la perdita di energia causata è generalmente recuperabile.

La causa dell'autoscarica fisica è generalmente un micro-corto circuito fisico. Quando il diaframma della batteria lipo 3s è danneggiato a causa di qualche fattore, si verifica un micro-corto circuito fisico. Le forme principali sono le seguenti:
1. Bave sul collettore;
2. Presenza di polvere con particelle più grandi sulla superficie del diaframma;
3. Impurità metalliche residue sulle lamelle degli elettrodi positivo/negativo.
autoscarica chimica
La caduta di tensione e il decadimento della capacità causati dalla reazione chimica spontanea all'interno della batteria. Quando si verifica l'autoscarica chimica, non si forma corrente tra gli elettrodi positivo e negativo, ma si verificano una serie di complesse reazioni chimiche tra gli elettrodi positivo e negativo della batteria lipo 3s e l'elettrolita, causando il consumo dell'elettrodo positivo e la riduzione della potenza della batteria.

Inoltre, il processo di autoscarica all'interno della batteria lipo 3s è complesso, e possono verificarsi contemporaneamente due tipi di autoscarica. Le reazioni chimiche sono fortemente influenzate dalla temperatura. Inoltre, l'autoscarica chimica non causa esaurimento della carica come l'autoscarica fisica.
Nella batteria lipo 3s, le reazioni chimiche secondarie consumano ioni di litio nell'elettrolita, causando una riduzione del numero di ioni di litio intercalati/estratti, che a sua volta porta a una riduzione della capacità della batteria lipo 3s. Sia le reazioni chimiche secondarie che il consumo degli elettrodi sono irreversibili.

L'autoscarica è analizzata dagli aspetti dell'elettrodo positivo, elettrodo negativo ed elettrolita:
1. Elettrodo positivo: reazioni secondarie tra l'interfaccia elettrodo positivo/elettrolita e la dissoluzione degli ioni di metallo di transizione nell'elettrodo positivo;
2. Elettrodo negativo: reazioni secondarie tra l'interfaccia elettrodo negativo/elettrolita e la formazione di complessi elettrone-ione-elettrolita;
3. Elettrolita: la dissoluzione del materiale dell'elettrodo nell'elettrolita; la corrosione della superficie dell'elettrodo negativo da parte dell'elettrolita o delle impurità; l'elettrodo è coperto da un solido insolubile o da gas decomposti dall'elettrolita che formano uno strato di passivazione, ecc.

Fattori che influenzano l'autoscarica della batteria lipo 3s

temperatura ambiente
La temperatura ambiente ha un impatto maggiore sull'autoscarica della batteria lipo 3s. Gli studi hanno dimostrato che le batterie al litio cobalto ossido (LCO) hanno un decadimento della capacità più rapido a temperature ambientali più elevate.
A temperature elevate, l'aggravarsi dell'autoscarica della batteria può essere

riassunto nei seguenti motivi:
1. La stabilità dello strato SEI peggiora e si rompe, e la rigenerazione dello strato SEI consuma più litio;
2. L'alta temperatura accelera il tasso di dissoluzione del metallo positivo;
3. Gli elettroni sono più attivi e partecipano facilmente alle reazioni secondarie dell'elettrodo negativo/elettrolita;
4. L'attività dell'elettrolita è aumentata e la reazione secondaria tra elettrolita ed elettrodo è intensificata.

Umidità ambientale
Gli studi hanno dimostrato che in un ambiente con alta umidità (umidità relativa del 90% e oltre), la perdita per autoscarica della batteria lipo 3s senza linguette impermeabili è più grave rispetto a quella delle batterie con linguette impermeabili. I ricercatori ipotizzano che in un ambiente umido, la polarità delle molecole d'acqua faccia spostare gli elettroni nell'elettrodo negativo della batteria lipo 3s verso le linguette. Per garantire l'equilibrio di potenziale, il Li+ nell'elettrodo negativo della batteria lipo 3s si sposta contemporaneamente all'interfaccia elettrodo negativo/elettrolita. Pertanto, è più facile formare un complesso elettrone-ione-elettrolita, che accelera l'autoscarica reversibile; oppure è più facile formare uno strato SEI aggiuntivo e causare la deposizione di metalli, aumentando la perdita per autoscarica irreversibile.

Stato di carica (SOC) della batteria lipo 3s
Gli studi hanno dimostrato che alla stessa temperatura, la capacità della batteria lipo 3s in condizioni di alto SOC decade più rapidamente. Ciò è dovuto al fatto che in condizioni di alto SOC, l'anodo si trova in uno stato ricco di Li, il che facilita la formazione di un complesso elettrone-ione-elettrolita, intensificando l'autoscarica reversibile della batteria.

Ci sono anche studi che rilevano che il tasso di decadimento della capacità delle batterie al 100% SOC è inferiore a quello delle batterie al 65% SOC a 60 °C per le batterie al litio ferro fosfato (LFP). Si ipotizza che ciò sia dovuto al fatto che l'elettrodo negativo del LFP si trova in uno stato di transizione a due fasi intorno al 70% SOC, quindi le leggi di decadimento delle parti ad alto SOC e basso SOC sono incoerenti.
La cosiddetta autoscarica della batteria lipo 3s è il fenomeno per cui l'energia immagazzinata nella batteria lipo 3s viene consumata spontaneamente quando la batteria lipo 3s si trova in uno stato di circuito aperto; l'autoscarica della batteria lipo 3s include principalmente autoscarica fisica e autoscarica chimica; i fattori includono temperatura, umidità e stato di carica.

Quanto sopra è tutto il contenuto riguardante l'autoscarica della batteria lipo 3s presentato da Die Flash oggi. Spero che ti sia utile. Ulteriori informazioni saranno continuamente aggiornate. Ci vediamo nel prossimo numero.