Mitkä tekijät vaikuttavat litiumakun käyttöikään?

Litiumakun käyttöikä on indeksi, johon on kiinnitettävä huomiota litiumioniakkua käytettäessä. Yleensä litiumioniakkujen käyttöikään vaikuttaa pääasiassa kaksi tekijää:

1) Palveluaika;
2) Jaksojen lukumäärä.

Litiumioniakun vaimenemisnopeuden mukaan akun vaimenemisnopeus voidaan jakaa aikaiseen lineaariseen vaimenemisnopeuteen ja myöhäiseen epälineaariseen vaimenemisnopeuteen. Epälineaarisen laskuprosessin tyypillinen piirre on, että akun kapasiteetti pienenee merkittävästi lyhyessä ajassa, jota kutsutaan yleisesti kapasiteetin sukeltamiseksi, mikä on erittäin epäedullista akun käytölle ja portaiden käytölle.

Simon F. Schuster käytti kokeessa E-One Moli Energyn IHR20250A-akkua. Katodimateriaali on NMC-materiaalia, anodimateriaali on grafiittia ja nimelliskapasiteetti on 1,95 Ah. Jänniteikkunan, latausnopeuden, purkausnopeuden ja lämpötilan vaikutukset akun epälineaariseen vaimenemiseen analysoitiin. Erityinen kokeellinen järjestely on esitetty seuraavassa taulukossa.

Päätulokset ovat seuraavat:

1. Käyttöjänniteikkunan vaikutus negatiivisten SEI-kalvojen kasvuun on se, että leveän sähkökemiallisen ikkunan ansiosta positiivisten siirtymämetallielementtien liukeneminen tehostuu ja liuenneet siirtymämetallielementit siirtyvät negatiivisen elektrodin pinnalle, mikä kiihtyy. negatiivisten elektrodien siirtymämetallikalvojen kasvu. Tulokset osoittavat, että negatiivisen elektrodin kineettiset olosuhteet kiihdyttävät litiumin hajoamista, joten litiumin saostuminen negatiivisessa elektrodissa etukäteen johtaa aikaisempaan epälineaariseen hajoamiseen.
2. Varauksen purkaussuhteen vaikutus

Koska litiumioniakun epälineaarinen vaimennus johtuu pääasiassa litiummetallin saostumisesta negatiivisen elektrodin pinnalle, varauspurkausvirta liittyy läheisesti litiumioniakun epälineaariseen vaimenemiseen. Vaikuttavin tekijä on akun latausvirta. Nopeudella 1C ladattu akku näyttää epälineaarisen vaimennustrendin lähes alusta alkaen, mutta jos latausvirta vähennetään 0,5 C:een, silloin akun aikasolmu on epälineaarinen vaimeneminen, joka viivästyy suuresti. Purkausvirran vaikutus akun epälineaariseen vaimenemiseen voidaan melkein jättää huomiotta. Tämä johtuu pääasiassa siitä, että negatiivisen elektrodin polarisaatio kasvaa merkittävästi latausvirran kasvaessa, mikä lisää merkittävästi litiumin vapautumisen riskiä negatiivisesta elektrodista. Saostunut huokoinen metallimetalli edistää elektrolyytin hajoamista ja kiihdyttää. Negatiivisen elektrodin dynaamisen suorituskyvyn heikkeneminen johtaa epälineaarisen vaimenemisen varhaiseen esiintymiseen.

3. Lämpötilan vaikutus

Lämpötilalla on erittäin tärkeä vaikutus negatiivisen elektrodin dynaamisiin ominaisuuksiin, joten lämpötilalla on myös tärkeä vaikutus taikinan epälineaarisen vaimennuksen esiintymisaikaan.
Akun 35 °C lämpötilassa on epälineaarinen lasku viimeistään. Jos pienennämme akun jänniteikkunaa 3,17-4,11 volttiin, akun vaimennusnopeus lämpötilassa 35 °C ja 50 °C alkuvaiheessa on suhteellisen tasainen, mutta käyttöiän lopussa akun 35 °C:ssa. C alkaa näyttää epälineaarista laskua. Tämä johtuu pääasiassa akun kineettisten olosuhteiden heikkenemisestä alhaisissa lämpötiloissa, mikä tekee katodista helpompi analysoida litiumia, mikä nopeuttaa sei-kalvon kasvua, mikä johtaa katodin kineettisten olosuhteiden heikkenemiseen entisestään. mikä johtaa varhaisten litiumioniakkujen epälineaariseen laskuun.