Uzoq muddatli saqlashda tijorat lityum-ion batareyalarining degradatsiyasini tahlil qilish. Lityum-ion batareyalar yuqori energiya zichligi va samaradorligi tufayli turli sohalarda ajralmas bo'lib qoldi. Biroq, ularning ishlashi vaqt o'tishi bilan yomonlashadi, ayniqsa uzoq saqlash muddatlarida. Bu degradatsiyaga ta'sir etuvchi mexanizmlar va omillarni tushunish batareyaning ishlash muddatini optimallashtirish va ularning samaradorligini oshirish uchun juda muhimdir. Ushbu maqola uzoq muddatli saqlashda tijoriy lityum-ion batareyalarning degradatsiyasini tahlil qiladi, unumdorlikni pasaytirish va batareyaning ishlash muddatini uzaytirish uchun samarali strategiyalarni taklif qiladi.
Asosiy buzilish mexanizmlari:
O'z-o'zidan tushirish
Lityum-ion batareyalar ichidagi ichki kimyoviy reaktsiyalar batareya ishlamay qolganda ham asta-sekin quvvatni yo'qotishiga olib keladi. Bu o'z-o'zidan tushirish jarayoni, odatda sekin bo'lsa ham, yuqori saqlash harorati bilan tezlashishi mumkin. O'z-o'zidan tushirishning asosiy sababi elektrolitlardagi aralashmalar va elektrod materiallaridagi kichik nuqsonlar tufayli yuzaga keladigan yon reaktsiyalardir. Bu reaksiyalar xona haroratida sekin kechsa, haroratning har 10°C oshishi bilan ularning tezligi ikki barobar ortadi. Shuning uchun batareyalarni tavsiya etilganidan yuqori haroratlarda saqlash o'z-o'zidan zaryadsizlanish tezligini sezilarli darajada oshirishi mumkin, bu esa foydalanishdan oldin quvvatni sezilarli darajada pasayishiga olib keladi.
Elektrod reaktsiyalari
Elektrolitlar va elektrodlar orasidagi yon reaktsiyalar qattiq elektrolitlar interfeysi (SEI) qatlamining shakllanishiga va elektrod materiallarining degradatsiyasiga olib keladi. SEI qatlami batareyaning normal ishlashi uchun zarurdir, lekin yuqori haroratlarda u qalinlashishda davom etadi, elektrolitdan lityum ionlarini iste'mol qiladi va batareyaning ichki qarshiligini oshiradi, shuning uchun quvvatni kamaytiradi. Bundan tashqari, yuqori harorat elektrod materialining tuzilishini beqarorlashtirishi, yoriqlar va parchalanishni keltirib chiqarishi, batareyaning samaradorligi va ishlash muddatini yanada qisqartirishi mumkin.
Lityum yo'qotilishi
Zaryad-zaryad sikllari davomida ba'zi litiy ionlari elektrod materialining panjara tuzilishida doimiy ravishda ushlanib qoladi va ularni kelajakdagi reaktsiyalar uchun mavjud bo'lmaydi. Ushbu lityum yo'qotilishi yuqori saqlash haroratida kuchayadi, chunki yuqori haroratlar ko'proq litiy ionlarining panjara nuqsonlariga qaytarib bo'lmaydigan tarzda joylashishiga yordam beradi. Natijada, mavjud lityum ionlari soni kamayadi, bu esa sig'imning pasayishiga va tsiklning qisqarishiga olib keladi.
Degradatsiya darajasiga ta'sir qiluvchi omillar
Saqlash harorati
Harorat batareyaning buzilishining asosiy omilidir. Degradatsiya jarayonini sekinlashtirish uchun batareyalar salqin va quruq muhitda, ideal holda 15°C dan 25°C gacha bo'lgan haroratda saqlanishi kerak. Yuqori haroratlar kimyoviy reaktsiya tezligini tezlashtiradi, o'z-o'zidan zaryadsizlanishni va SEI qatlamining shakllanishini oshiradi, shuning uchun batareyaning qarishini tezlashtiradi.
To'lov holati (SOC)
Saqlash vaqtida qisman SOCni (taxminan 30-50%) ushlab turish elektrod kuchlanishini kamaytiradi va o'z-o'zidan zaryadsizlanish tezligini kamaytiradi va shu bilan batareyaning ishlash muddatini uzaytiradi. Yuqori va past SOC darajalari elektrod materialining kuchlanishini oshiradi, bu strukturaviy o'zgarishlarga va ko'proq yon reaktsiyalarga olib keladi. Qisman SOC stress va reaktsiya faolligini muvozanatlashtiradi, buzilish tezligini sekinlashtiradi.
Bo'shatish chuqurligi (DOD)
Chuqur zaryadsizlanishga duchor bo'lgan batareyalar (yuqori DOD) sayoz zaryadsizlanishlarga qaraganda tezroq yomonlashadi. Chuqur deşarjlar elektrod materiallarida sezilarli strukturaviy o'zgarishlarga olib keladi, ko'proq yoriqlar va yon reaktsiya mahsulotlarini yaratadi va shu bilan degradatsiya tezligini oshiradi. Saqlash vaqtida batareyalarni to'liq zaryadsizlanishiga yo'l qo'ymaslik bu ta'sirni kamaytirishga yordam beradi va batareyaning ishlash muddatini uzaytiradi.
Kalendar yoshi
Batareyalar tabiiy kimyoviy va fizik jarayonlar tufayli vaqt o'tishi bilan yomonlashadi. Optimal saqlash sharoitida ham batareyaning kimyoviy tarkibiy qismlari asta-sekin parchalanadi va ishlamay qoladi. To'g'ri saqlash amaliyoti bu qarish jarayonini sekinlashtirishi mumkin, ammo uni butunlay oldini olmaydi.
Degradatsiyani tahlil qilish usullari:
Imkoniyatlarni pasaytirishni o'lchash
Batareyaning zaryadsizlanish hajmini vaqti-vaqti bilan o'lchash uning vaqt o'tishi bilan degradatsiyasini kuzatishning oddiy usulini beradi. Batareya quvvatini turli vaqtlarda taqqoslash uning buzilish tezligi va darajasini baholash imkonini beradi, bu esa o'z vaqtida texnik xizmat ko'rsatishga imkon beradi.
Elektrokimyoviy impedans spektroskopiyasi (EIS)
Ushbu uslub batareyaning ichki qarshiligini tahlil qiladi, elektrod va elektrolitlar xususiyatlarining o'zgarishi haqida batafsil ma'lumot beradi. EIS batareyaning ichki empedansidagi o'zgarishlarni aniqlay oladi, bu SEI qatlamining qalinlashishi yoki elektrolitlar buzilishi kabi buzilishning aniq sabablarini aniqlashga yordam beradi.
O'limdan keyingi tahlil
Buzilgan batareyani qismlarga ajratish va elektrodlar va elektrolitlarni rentgen nurlari diffraktsiyasi (XRD) va skanerlash elektron mikroskopi (SEM) kabi usullar yordamida tahlil qilish saqlash vaqtida yuz beradigan fizik va kimyoviy o'zgarishlarni aniqlashi mumkin. O'limdan keyingi tahlil batareyaning tarkibiy va tarkibiy o'zgarishlari haqida batafsil ma'lumot beradi, bu degradatsiya mexanizmlarini tushunishga yordam beradi va batareyani loyihalash va texnik xizmat ko'rsatish strategiyasini takomillashtirishga yordam beradi.
Yumshatish strategiyalari
Sovuq saqlash
O'z-o'zidan zaryadsizlanishi va boshqa haroratga bog'liq buzilish mexanizmlarini minimallashtirish uchun batareyalarni salqin, boshqariladigan muhitda saqlang. Ideal holda, 15 ° C dan 25 ° C gacha bo'lgan harorat oralig'ini saqlang. Maxsus sovutish uskunalari va atrof-muhitni nazorat qilish tizimlaridan foydalanish batareyaning qarish jarayonini sezilarli darajada sekinlashtirishi mumkin.
Qisman zaryad saqlash
Elektrod kuchlanishini kamaytirish va degradatsiyani sekinlashtirish uchun saqlash vaqtida qisman SOCni (taxminan 30-50%) saqlang. Bu batareyaning optimal SOC diapazonida qolishini ta'minlash uchun batareyani boshqarish tizimida tegishli zaryadlash strategiyalarini o'rnatishni talab qiladi.
Doimiy monitoring
Degradatsiya tendentsiyalarini aniqlash uchun batareya quvvati va kuchlanishini vaqti-vaqti bilan kuzatib boring. Ushbu kuzatishlar asosida kerak bo'lganda tuzatish harakatlarini amalga oshiring. Muntazam monitoring, shuningdek, foydalanish paytida batareyaning to'satdan nosozligining oldini olish uchun yuzaga kelishi mumkin bo'lgan muammolar haqida erta ogohlantirishni ta'minlaydi.
Batareya boshqaruv tizimlari (BMS)
Batareya holatini nazorat qilish, zaryadlash va tushirish davrlarini nazorat qilish va saqlash vaqtida hujayra muvozanati va haroratni tartibga solish kabi xususiyatlarni amalga oshirish uchun BMS dan foydalaning. BMS real vaqtda batareya holatini aniqlay oladi va batareyaning ishlash muddatini uzaytirish va xavfsizlikni oshirish uchun operatsion parametrlarni avtomatik ravishda sozlashi mumkin.
Xulosa
Degradatsiya mexanizmlarini har tomonlama tushunish, ta'sir etuvchi omillar va samarali yumshatish strategiyalarini amalga oshirish orqali siz tijorat lityum-ion batareyalarini uzoq muddatli saqlash boshqaruvini sezilarli darajada yaxshilashingiz mumkin. Ushbu yondashuv batareyadan optimal foydalanish imkonini beradi va ularning umumiy ishlash muddatini uzaytiradi, bu esa sanoat ilovalarida yaxshiroq ishlash va iqtisodiy samaradorlikni ta'minlaydi. Energiyani saqlashning yanada ilg'or echimlari uchun quyidagini ko'rib chiqing215 kVt/soat Tijorat va sanoat energiya saqlash tizimi by Kamada kuchi.
Kamada Power bilan bog'laning
OlingMoslashtirilgan tijorat va sanoat energiya saqlash tizimlari, Iltimos bosingBiz bilan bog'laning Kamada Power
Xabar vaqti: 29-may 2024-yil