你知道有哪些因素會(huì)影響常見電池性能和壽命嗎?
在生活中,你可能接觸過各種各樣的電子產(chǎn)品,那么你可能并不知道它的一些組成部分,比如它可能含有的鋰離子電池,那么接下來(lái)讓小編帶領(lǐng)大家一起學(xué)習(xí)鋰離子電池壽命影響因素。
盡管人們希望電池儲(chǔ)能系統(tǒng)更大,更好,更便宜。但是有必要從其他方面充分挖掘電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的潛力。除了降低成本外,還必須提高電池的固有價(jià)值和長(zhǎng)期價(jià)值。換句話說,必須從每個(gè)電池中獲得更多的價(jià)值。因此,可以延長(zhǎng)電池的使用壽命并使其適合二次使用。在技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)中,電池制造商將開發(fā)成本最低的電池,但對(duì)延長(zhǎng)電池的使用壽命(甚至短至3年)幾乎沒有影響。盡管電池的成本在下降,但由于使用壽命短和需要定期更換,部署成本仍然很高。
鋰電池壽命可以用兩個(gè)概念來(lái)考慮,即日歷壽命和循環(huán)壽命。其中,循環(huán)壽命是指電池在工作狀態(tài)循環(huán)或正常循環(huán)中達(dá)到使用壽命所需的時(shí)間。日歷壽命是指在一定的參考溫度和開路狀態(tài)下電池達(dá)到使用壽命所需的時(shí)間,即電池處于待機(jī)狀態(tài)的壽命。兩者都是常見的應(yīng)用程序。通常,動(dòng)力電池的壽命主要是研究?jī)?nèi)部電阻的變化,而能量電池的壽命主要是研究容量衰減。
當(dāng)幾節(jié)電池?fù)p壞時(shí),整個(gè)電池組將被更換并丟棄,這些電池的剩余使用壽命通常為80%。隨著電池工業(yè)的蓬勃發(fā)展,廢棄電池將產(chǎn)生大量的垃圾和嚴(yán)重的環(huán)境問題,并加速對(duì)自然資源的不可持續(xù)利用。根據(jù)研究機(jī)構(gòu)的估計(jì),到2030年,僅電動(dòng)汽車(EV)電池將產(chǎn)生1100萬(wàn)噸的廢物。這種方法最終將付出更昂貴的代價(jià),因?yàn)槊慨?dāng)電池?fù)p壞時(shí)更換電池的成本很高。因此,必須構(gòu)建一種更具可持續(xù)性的新模型,該模型可以延長(zhǎng)電池的使用壽命,增加使用價(jià)值并降低成本。
目前的商用鋰電池,無(wú)論三元,磷酸鐵鋰,錳酸鋰等正極材料,負(fù)極基本上都是石墨材料。石墨負(fù)極和電解質(zhì)不穩(wěn)定且不相容。在接觸開始時(shí),形成固體電解質(zhì)界面或SEI膜。該膜將電解質(zhì)與石墨分離。同時(shí),薄膜上的間隙允許鋰離子。進(jìn)進(jìn)出出。同時(shí),與電子傳導(dǎo)相反,它是絕緣體,不允許電子通過??梢哉f這樣的性質(zhì)是非常理想的。因此,SEI膜是穩(wěn)定鋰電池電化學(xué)性能的重要結(jié)構(gòu)。
通過將電池技術(shù)設(shè)計(jì)為可維修,可重復(fù)使用或可重復(fù)使用而不是更換,可以大大延長(zhǎng)電池壽命。通過在首次使用后重新調(diào)節(jié)電池并賦予其第二次使用壽命,可以進(jìn)一步提高每個(gè)電池的價(jià)值。這使用了循環(huán)經(jīng)濟(jì)原理,可以延長(zhǎng)電池壽命,為電池技術(shù)帶來(lái)更大的價(jià)值,并減少資源的使用和浪費(fèi)。
對(duì)于鋰電池來(lái)說,鍍鋰并不是在工作過程中必然發(fā)生的現(xiàn)象。當(dāng)前的研究還不是很徹底,但是主流觀點(diǎn)認(rèn)為形成陽(yáng)極鋰鍍層的根本原因是大量的鋰離子積聚在陽(yáng)極上而不能順利進(jìn)行。嵌入石墨的層狀結(jié)構(gòu)使離子能夠?qū)㈦娮映练e在電極表面上,從而形成簡(jiǎn)單的鋰積累,這也稱為枝晶生長(zhǎng)。枝晶生長(zhǎng)被認(rèn)為是熱失控的重要輔助因素。一方面,如果累積的樹枝狀晶體生長(zhǎng)量足夠大,它可能會(huì)刺穿隔膜,導(dǎo)致正負(fù)極短路,并直接導(dǎo)致熱失控。另一方面,元素鋰是非?;顫姷慕饘伲谳^低溫度下會(huì)劇烈反應(yīng)。
電池是實(shí)現(xiàn)全球零碳能源的關(guān)鍵。隨著全球儲(chǔ)能市場(chǎng)從2019年的590億美元增長(zhǎng)到2035年的5,460億美元,未來(lái)10年將使用數(shù)百萬(wàn)個(gè)二次電池。通過將循環(huán)經(jīng)濟(jì)與能量存儲(chǔ)技術(shù)相結(jié)合,可以延長(zhǎng)電池壽命,并且從設(shè)計(jì)開始就考慮電池的重復(fù)使用以減少浪費(fèi)。人們可以改變處理電池所有權(quán)的方式,以保護(hù)環(huán)境并為經(jīng)濟(jì)帶來(lái)更多的長(zhǎng)期價(jià)值。
相信通過閱讀上面的內(nèi)容,大家對(duì)鋰離子電池壽命影響因素有了初步的了解,同時(shí)也希望大家在學(xué)習(xí)過程中,做好總結(jié),這樣才能不斷提升自己的設(shè)計(jì)水平。