파워 2s 리포 배터리의 초고속 충전에서 주요 문제는 무엇인가요?

안내 독서

본 논문은 2s 리포 배터리의 고속 충전에 영향을 미치는 요인들과 재료 수준에서 시스템 수준까지 고속 충전의 주요 문제 및 해결책을 종합적으로 검토합니다.

2s 리포 배터리 고속 충전 배경 소개

최근 몇 년간, 기후 변화와 대기 오염의 영향을 제한하기 위해 순수 전기차에서 2s 리포 배터리의 광범위한 사용이 가속화되고 있습니다. 그러나 전통적인 연료 차량과 비교할 때, 2s 리포 배터리의 주행 거리 불안과 긴 충전 시간은 전기차 발전을 저해하는 주요 문제로 대두되고 있습니다. 따라서 고속 충전 능력의 향상은 2s 리포 배터리 제조업체와 OEM의 공통 개발 목표가 되었습니다.

2s 리포 배터리 고속 충전을 참고하여, 다음 글에서는 2s 리포 배터리의 충방전 원리를 소개하며, 필요하신 분들은 클릭하여 확인할 수 있습니다:
리포 배터리 4s 충전 및 방전 원리, 반드시 잘 보관하세요!
그러나 연구에 따르면 저온 및 고속 충전은 배터리 용량과 출력 전력의 가속화된 열화를 초래합니다; 문제점입니다. 본 논문은 기존 문헌의 검토 및 요약에 중점을 두고 각 수준에서의 주요 기술적 제약을 분석합니다.

전기차 2s 리포 배터리 충전 분류

전기차 2s 리포 배터리 충전 분류에는 AC와 DC가 있으며, 이 중 DC 충전이 더 빠릅니다. 테슬라는 120kW 고속 충전을 최초로 도입했으며, 보쉬는 2017년에 350kW 고속 충전 계획을 발표했고, 이는 2019년 "Taycan"에 적용되었습니다. 현재 차량용 2s 리포 배터리 팩의 전압은 약 400V이므로, 350kW의 고출력 충전은 과전류 및 과열 문제를 피하기 위해 더 높은 전압의 2s 리포 배터리 팩이 필요합니다. 보쉬의 "Taycan"과 아우디의 e-tron GT 콘셉트카(최대 350kW 충전)는 모두 800V 2s 리포 배터리 팩을 장착하고 있습니다. 2018년 12월, BMW, 보쉬, 지멘스의 공동 연구팀은 독일에서 두 대의 테스트 차량에 450kW CCS 모드 고속 충전을 성공적으로 구현했습니다.

2s 리포 배터리 고속 충전 제한 요인

전기차용 2s 리포 배터리 충전 전력 향상에 관한 연구가 큰 진전을 이루었지만, 이러한 고속 충전 기술이 모든 상황에 적합한 것은 아닙니다. 전기차의 특정 작업 조건과 충전 환경에 따라 2s 리포 배터리의 연속 충전 과정에서 충전 전력은 점차 감소합니다. 또한, 고속 충전 모드에서는 안전 등의 이유로 2s 리포 배터리가 보통 최대 80%까지 충전되며, 더 높은 전력에서는 과충전을 방지하기 위해 충전 속도가 점차 감소합니다.

또한, 충전 전력은 2s 리포 배터리 관리 시스템(BMS)의 영향을 받습니다.(Lipo battery 3s management system and its necessity). 업계는 빠른 배터리 충전 분야에 점점 더 관심을 가지고 있으며, 다양한 충전 방식의 속도 결정 단계와 2s 리포 배터리 수명에 미치는 영향을 이해하는 것이 필요합니다. 본 논문은 미시적 과정, 재료 특성, 2s 리포 배터리 및 팩 설계, 충전 전략 최적화 간의 연계를 다중 규모 및 다학제적 관점에서 확립하는 것을 목표로 합니다.

2s 리포 배터리 급속 충전 원리

이상적인 2s 리포 배터리는 긴 수명, 높은 에너지 밀도 및 높은 출력 밀도를 보여야 하며, 어느 장소와 어느 온도에서나 빠르게 충전 및 재충전할 수 있어 전기차의 장거리 주행 요구를 충족해야 합니다. 그러나 이러한 물리적 특성 간에는 상충 관계가 있으며, 재료 및 장비 온도의 영향이 2s 리포 배터리의 사용 한계를 결정합니다.

온도가 떨어지면 안전을 위해 충전 속도와 최대 전압 모두를 낮춰야 하므로 온도는 급속 충전의 주요 제한 요소가 됩니다. 이 중 온도가 낮아질수록 2s 리포 배터리 내 리튬 석출 위험이 크게 증가합니다. 많은 연구자들이 2s 리포 배터리의 리튬 석출이 주로 25℃ 이하에서 발생한다고 지적했지만, 고온, 특히 고충전 속도와 에너지 밀도(2s 리포 배터리의 에너지 밀도를 모르는 분들은 이 글을 참고하세요: 1200mah lipo battry energy density improvement - cell density improvement)에서도 발생하기 쉽습니다. 또한 급속 충전 효율과 온도 간의 관계도 매우 밀접합니다. 25°C에서 50kW 충전기의 충전 효율은 93%이지만, -25°C에서는 39%까지 떨어집니다. 이는 주로 2s 리포 배터리 BMS가 저온에서 정격 출력을 제한하기 때문입니다.

일반적인 리튬 이온 배터리는 주로 흑연 음극, 리튬 금속 산화물 양극, 전해질, 전류 집전체 및 다공성 분리막으로 구성됩니다. 2s 리포 배터리가 충전될 때, Li+는 전해질을 통해 양극에서 음극으로 이동합니다. 주요 전달 경로는 다음과 같습니다:
1) 고체 전극 이후;
2) 양극 및 음극의 전극/전해질 계면을 통해;
3) Li+의 용매화 및 탈용매화를 포함한 전해질 이후.
그러나 2s 리포 배터리의 부적절한 사용 조건은 종종 성능과 수명에 영향을 미치는 일련의 부반응을 일으킵니다. 또한, 충방전 속도, 2s 리포 배터리의 내부 저항 및 배터리의 분극은 모두 발열 증가, 충전 효율 및 안전성 저하 등 배터리의 열 특성에 영향을 미칩니다.

2s 리포 배터리 고속 충전 핵심 요소

1) 2s 리포 배터리 음극

다수의 연구에서 2s 리포 배터리 양극의 열화와 양극 CEI 필름 성장은 전통적인 리튬 이온 시스템의 고속 충전 속도에 영향을 미치지 않으므로 충전 과정에서 음극이 주요 관심사가 되었습니다.
특정 상황에서는 리튬 금속이 계속해서 리튬 덴드라이트로 침전되어 분리막을 뚫고 2s 리포 배터리의 단락을 일으킬 수 있습니다. Li 침착 및 침착 구조에 영향을 미치는 요인에는 음극 내 Li 이온 확산 속도, 음극 계면의 전해질 농도 구배, 집전체의 금속 염 침착, 전극/전해질 계면의 부반응이 포함됩니다.

연구에 따르면 2s 리포 배터리의 리튬 침착 시 음극 성능은 리튬 침착 초기 전류가 음극 표면 밀도와 내부 저항에 미치는 영향에 기인합니다. 2s 리포 배터리 설계를 통해 음극 내부 저항 B를 줄이는 것은 2s 리포 배터리의 고속 충전 능력 향상에 매우 중요합니다.

2) 2s 리포 배터리 고속 충전 온도

또한 온도의 영향도 매우 중요합니다. 너무 낮거나 너무 높은 온도는 배터리에 불리하다고 여겨지지만, 2s 리포 배터리의 고속 충전 시 더 높은 온도는 특히 고비특성 2s 리포 배터리의 자체 균형에 도움이 됩니다.

3) 2s 리포 배터리 전극 두께

전극 두께가 충전 성능에 미치는 영향도 주의가 필요합니다. 얇은 전극은 리튬 이온 수송에 이상적이라고 여겨지며, 전극이 두꺼워질수록 전극/전해질 계면에서 충분한 리튬 이온 농도를 유지하여 과전압 안정성을 확보하고 리튬 침전 가능성을 줄이는 것이 중요해집니다. 두꺼운 전극 배터리의 고속 충전 중에는 리튬 염이 집전체에 침착되어 전극 활용 불균형과 분리막 음극의 전류 밀도 증가를 초래할 수 있습니다.

음, 위 내용은 오늘 CNHL 2s 리포 배터리 제조업체가 전해드리는 2s 리포 배터리 초고속 충전의 핵심 이슈 전체 내용입니다. 더 많은 2s 리포 배터리 정보를 원하시면 아래를 확인하실 수 있습니다:
6s 리포 배터리 양극 재료에 대한 자세한 설명