Factoren die de levensduur van lithium-ionbatterijen beïnvloeden

1. Veroudering en verval van batterijmateriaal

De materialen in lithiumbatterijen omvatten voornamelijk: actieve materialen voor positieve en negatieve elektrodes, bindmiddelen, geleidende middelen, stroomcollectoren, scheiders en elektrolyten. Tijdens het gebruik van lithiumbatterijen ondergaan deze materialen een zekere mate van verval en veroudering. Tang Zhiyuan et al. geloofde dat de factoren die capaciteitsverval in mangaanzuur-lithiumbatterijen veroorzaken het oplossen van het positieve elektrodemateriaal, faseveranderingen in het elektrodemateriaal, ontleding van de elektrolyt, vorming van een grenslaagfilm en corrosie van de stroomcollector omvatten. Vetter et al. systematisch en diepgaand de veranderingen in de positieve elektrode, negatieve elektrode en elektrolyt van de batterij tijdens het fietsen geanalyseerd. De auteur was van mening dat de vorming en daaropvolgende groei van de SEI-film op de negatieve elektrode gepaard zou gaan met onomkeerbaar verlies van actief lithium, en dat de SEI-film geen echte vaste elektrolytfunctionaliteit bezat. De diffusie en migratie van andere stoffen dan lithiumionen zou leiden tot gasontwikkeling en deeltjesbreuk. Bovendien zouden veranderingen in het materiaalvolume tijdens het fietsen en het neerslaan van metaallithium ook tot capaciteitsverlies leiden.

2. Laad- en ontlaadsysteem 

Het laad- en ontlaadsysteem omvat hoofdzakelijk drie aspecten: de laad- en ontlaadmethode, het tarief en de afsluitvoorwaarden. Wat de oplaadmethode betreft, stelde de Amerikaanse wetenschapper Mas het concept van een optimale oplaadcurve voor. Hij geloofde dat de optimale laadstroom van een batterij geleidelijk afneemt naarmate de oplaadtijd toeneemt, wat kan worden uitgedrukt door de formule I=I0e-αt. In deze formule vertegenwoordigt I de te ontvangen laadstroom; I0 vertegenwoordigt de maximale initiële stroom op het tijdstip t=0; t staat voor de oplaadtijd; en α vertegenwoordigt de vervalconstante. De relatiecurve tussen I en t wordt weergegeven in de volgende figuur.

3. Temperatuur

Verschillende soorten lithiumbatterijen hebben verschillende optimale bedrijfstemperaturen, en zowel te hoge als lage temperaturen kunnen invloed hebben op de levensduur van de batterijen.

4. Celconsistentie

Batterijpakketten bestaan ​​doorgaans uit honderden of zelfs duizenden individuele cellen die in serie of parallel zijn geschakeld. Naast de bovengenoemde factoren die hun cyclusleven beïnvloeden, is celconsistentie een andere cruciale factor. Vanwege verschillen in materialen en productieprocessen is het een uitdaging om de consistentie van lithium-ionbatterijcellen te garanderen. Qua materialen is de uniformiteit van positieve en negatieve elektrodematerialen en elektrolyten cruciaal. Lithiumbatterijen geproduceerd uit dezelfde materialen en in dezelfde batch vertonen vaak een relatief betere consistentie.

Op productievlak is het productieproces van lithiumbatterijen complex, waarbij bij elke stap meerdere procesparameters betrokken zijn. Slechte controle kan leiden tot inconsistenties in parameters zoals accuspanning, capaciteit en interne weerstand.

---

Skype: amywangbest86

Whatsapp/Telefoonnummer: +86 181 2071 5609