Яка ключова проблема з надшвидкою зарядкою акумулятора power 2s lipo?

Кероване читання

У цій статті всебічно розглядаються фактори, що впливають на швидку зарядку 2s lipo акумулятора, основні проблеми та рішення швидкої зарядки від рівня матеріалів до системного рівня.

Вступ до теми швидкої зарядки 2s lipo акумуляторів

Останніми роками, щоб обмежити вплив зміни клімату та забруднення повітря, поширене використання 2s lipo акумуляторів у чисто електричних транспортних засобах прискорюється. Однак, порівняно з традиційними паливними автомобілями, тривога щодо пробігу 2s lipo акумуляторів та довгий час заряджання стали основними проблемами, що заважають розвитку електромобілів. Тому покращення можливості швидкої зарядки стало спільною метою розвитку виробників 2s lipo акумуляторів та OEM.

Посилаючись на швидке заряджання акумулятора 2s lipo, наступна стаття вводить принципи заряджання та розряджання акумулятора 2s lipo, і партнери, які зацікавлені, можуть натиснути для перегляду:
Принцип заряджання та розряджання літій-полімерної батареї 4s, обов’язково зберігайте її належним чином!
Однак дослідження показали, що заряджання при низьких температурах і високих швидкостях призводить до прискореного погіршення ємності та вихідної потужності акумулятора; це питання. Ця стаття зосереджена на огляді та узагальненні наявної літератури та аналізі ключових технічних обмежень на кожному рівні.

Класифікація заряджання акумулятора 2s lipo для електромобілів

Класифікація заряджання акумулятора 2s lipo для електромобілів включає змінний (AC) та постійний (DC) струм, серед яких заряджання DC є швидшим. Tesla була першою компанією, що використала швидке заряджання потужністю 120 кВт; Bosch у 2017 році представила план швидкого заряджання потужністю 350 кВт, який було реалізовано у "Taycan" у 2019 році. Оскільки напруга акумуляторного пакету 2s lipo для автомобілів становить близько 400 В, заряджання високою потужністю 350 кВт вимагає вищої напруги акумуляторного пакету 2s lipo, щоб уникнути проблем надмірного струму та перегріву. Як Bosch "Taycan", так і концепт-кар Audi e-tron GT (заряджання до 350 кВт) оснащені акумуляторним пакетом 2s lipo на 800 В. У грудні 2018 року спільна дослідницька група BMW, Bosch і Siemens досягла швидкого заряджання у режимі 450 кВт CCS на двох тестових автомобілях у Німеччині.

Обмежувальний фактор швидкого заряджання акумулятора 2s lipo

Хоча дослідження щодо покращення потужності заряджання акумулятора 2s lipo для електромобілів зробили значний прогрес, ці технології швидкого заряджання не підходять для всіх ситуацій. Залежно від конкретних умов роботи та середовища заряджання електромобіля, потужність заряджання поступово зменшується під час безперервного процесу заряджання акумулятора 2s lipo. Крім того, у режимі швидкого заряджання через безпеку та інші фактори акумулятор 2s lipo зазвичай можна заряджати лише до 80% потужності; при вищій потужності швидкість заряджання поступово знижується, щоб уникнути перезаряджання.

Крім того, потужність заряджання також залежить від системи керування акумулятором 2s lipo (BMS).(Lipo battery 3s management system and its necessity). Галузь дедалі більше цікавиться сферою швидкого заряджання акумуляторів, і необхідно розуміти кроки, що визначають швидкість різних методів заряджання, та їхній вплив на термін служби акумулятора 2s lipo. Ця стаття має на меті встановити зв’язок між мікроскопічними процесами, властивостями матеріалів, конструкцією акумулятора 2s lipo та пакету, а також оптимізацією стратегії заряджання з урахуванням багатомасштабної та багатодисциплінарної природи швидкого заряджання.

Принцип швидкого заряджання 2s lipo акумулятора

Ідеальний 2s lipo акумулятор повинен мати тривалий термін служби, високу енергетичну щільність та високу щільність потужності, щоб його можна було швидко заряджати та перезаряджати в будь-якому місці та при будь-якій температурі для задоволення вимог до дальніх поїздок електромобілів. Однак існує компроміс між цими фізичними властивостями, а вплив температури матеріалів та обладнання визначає поріг використання 2s lipo акумулятора.

Зі зниженням температури як швидкість заряджання, так і максимальна напруга повинні бути зменшені для безпеки, що робить температуру ключовим обмежувальним фактором для швидкого заряджання. Серед них, зі зниженням температури ризик осадження літію в 2s lipo акумуляторі значно зростає. Хоча багато дослідників вказували, що осадження літію в 2s lipo акумуляторі часто відбувається при температурі нижче 25 ℃, але при високій температурі, особливо при високій швидкості заряджання та енергетичній щільності (партнери, які не розуміють енергетичну щільність 2s lipo акумулятора, можуть звернутися до цієї статті: 1200mah lipo battry energy density improvement - cell density improvement) також схильне до виникнення. Крім того, зв’язок між ефективністю швидкого заряджання та температурою також дуже тісний. Ефективність заряджання зарядної станції 50kW при 25°C становить 93%, але при -25°C ефективність заряджання лише 39%. Це головним чином через те, що BMS 2s lipo акумулятора обмежує номінальну потужність при низькій температурі.

Звичайна літій-іонна батарея складається головним чином з графітового негативного електрода, позитивного електрода з літійметалоксиду, електроліту, струмозбірника та пористого сепаратора. Коли 2s lipo акумулятор заряджається, Li+ переноситься з позитивного електрода на негативний через електроліт. Основні шляхи передачі такі:
1) Після твердотільних електродів;
2) через інтерфейс електрод/електроліт позитивного та негативного електродів;
3) Після електроліту, включаючи сольватацію та десольватацію Li+.
Однак неправильні умови використання 2s lipo акумулятора часто спричиняють низку побічних реакцій, які впливають на продуктивність та термін служби. Крім того, швидкість заряджання-розряджання, внутрішній опір 2s lipo акумулятора та поляризація акумулятора всі впливають на теплові характеристики акумулятора, такі як збільшення тепловиділення, зниження ефективності заряджання та безпеки тощо.

Ключові фактори швидкої зарядки акумулятора 2s lipo

1) Негативний полюс акумулятора 2s lipo

Багато досліджень показали, що деградація позитивного електрода акумулятора 2s lipo та зростання плівки CEI позитивного електрода не впливають на швидкість швидкої зарядки традиційної літій-іонної системи, тому негативний електрод став основною проблемою під час процесу зарядки.
За певних обставин металевий літій може продовжувати осаджуватися у вигляді літієвих дендритів і навіть проколювати сепаратор, спричиняючи коротке замикання в акумуляторі 2s lipo. Фактори, що впливають на осадження Li та структуру осаду, включають швидкість дифузії іонів Li в аноді, градієнт концентрації електроліту на межі анода, осадження металевих солей на колекторі струму та побічні реакції на межі електрод/електроліт.

Дослідження показують, що продуктивність негативного електрода під час осадження літію в акумуляторі 2s lipo можна пояснити впливом струму на початку осадження літію на поверхневу щільність та внутрішній опір негативного електрода. Зменшення внутрішнього опору B негативного електрода через конструкцію акумулятора 2s lipo є дуже важливим для покращення здатності швидкої зарядки акумулятора 2s lipo.

2) Температура швидкої зарядки акумулятора 2s lipo

Крім того, вплив температури також дуже важливий. Надто низька або надто висока температура вважається несприятливою для акумулятора, але вища температура акумулятора 2s lipo під час швидкої зарядки допомагає його власному балансу, особливо для акумуляторів 2s lipo з високою питомою енергією.

3) Товщина електрода акумулятора 2s lipo

Вплив товщини електрода на продуктивність зарядки також потребує уваги. Тонкі електроди часто вважаються ідеальними для транспортування іонів літію, і з потовщенням електрода стає важливим забезпечити достатню концентрацію іонів літію на межі електрод/електроліт для підтримки стабільності перенапруги та зменшення ймовірності осадження літію. Під час швидкої зарядки батарей з товстими електродами можуть осідати літієві солі на колекторі струму, що призводить до дисбалансу використання електрода та збільшення густини струму на сепараторі анода.

Отже, наведене вище є повним змістом ключових питань надшвидкої зарядки акумулятора 2s lipo, представлених вам виробником акумуляторів 2s lipo CNHL сьогодні. Зрозумійте, якщо ви хочете отримати більше інформації про акумулятори 2s lipo, ви можете перевірити наступне:
Детальне пояснення матеріалу катода акумулятора 6s lipo