Ako základná súčasť novej energie je proces nabíjania a vybíjania napájacej lítiovej batérie
V roku 2018 je pole nových energetických vozidiel plné pušného prachu a dlhá výdrž batérie sa stala pre rôzne automobilky ťažkou povinnosťou súťažiť o domáci trh. Veľké automobilky priťahujú čoraz viac špičkových-spotrebiteľov novými modelmi s mimoriadne-dlhou výdržou batérie. Koncom februára bola Denza 500 oficiálne predstavená; koncom marca Geely oficiálne uviedla na trh nový model Emgrand EV450; začiatkom apríla uviedla spoločnosť BYD na trh tri nové modely, Qin EV450, e5450 a Song EV400, s výdržou batérie viac ako 400 kilometrov.
Z technického hľadiska je však napájacia batéria jadrom a kľúčom k určeniu mimoriadne{0}}dlhej výdrže batérie elektrických vozidiel. Ak si vezmeme ako príklad dva spôsoby nabíjania, pomalé nabíjanie striedavým prúdom a rýchle nabíjanie jednosmerným prúdom, správny a vhodný spôsob použitia môže nielen maximalizovať výkon napájacej batérie, ale aj predĺžiť jej životnosť. Z hľadiska popularizácie poznatkov, na základe súčasnej úrovne technológie energetickej hustoty výkonových batérií, je potrebné umožniť spotrebiteľom pochopiť proces nabíjania a vybíjania výkonových batérií a vplyv rôznych materiálov batérií na kapacitu nabíjania a vybíjania, aby ste si vypestovali správne návyky používania a predĺžili výkon Životnosť batérie zaisťuje-dlhodobú výdrž batérie elektrického vozidla.
Nabíjacie a výbojové elektróny sa navzájom unikajú
V súčasnosti existujú dva populárne typy napájacích batérií, ktoré používajú veľké spoločnosti elektrických vozidiel, jedna je lítium-železofosfátová batéria a druhá je ternárna lítiová batéria. Avšak bez ohľadu na to, o aký typ batérie ide, proces nabíjania možno zhruba rozdeliť do nasledujúcich štyroch fáz, a to fázu nabíjania konštantným prúdom, fázu nabíjania konštantným napätím, fázu plného nabíjania a fázu plávajúceho nabíjania.
Vo fáze nabíjania konštantným prúdom sa nabíjací prúd udržiava konštantný, kapacita nabíjania sa rýchlo zvyšuje a zvyšuje sa aj napätie batérie. Vo fáze nabíjania konštantným napätím, ako už názov napovedá, zostáva nabíjacie napätie konštantné. Aj keď sa kapacita nabitia bude naďalej zvyšovať, napätie batérie bude stúpať pomaly a nabíjací prúd bude tiež klesať. Keď je batéria úplne nabitá, nabíjací prúd klesne pod spínací prúd plaváka a nabíjacie napätie nabíjačky klesne na udržiavacie napätie. Počas fázy udržiavacieho nabíjania zostane nabíjacie napätie na úrovni udržiavacieho napätia.
The charging and discharging process of lithium ion batteries is the process of intercalation and deintercalation of lithium ions. In the process of intercalation and deintercalation of lithium ions, it is accompanied by the intercalation and deintercalation of electrons equivalent to lithium ions (usually the positive electrode is represented by intercalation or deintercalation, and the negative electrode is represented by intercalation or deintercalation). During the entire charging process, the electrons on the positive electrode will run to the negative electrode through the external circuit, and the positive lithium ions Li plus will pass from the positive electrode through the electrolyte, through the diaphragm material, and finally reach the negative electrode, where they stay and combine with the "resident" electrons Together, it is reduced to Li embedded in the carbon material of the negative electrode. The data shows that the carbon as the negative electrode has a layered structure, and it has many micropores. The lithium ions reaching the negative electrode are embedded in the micropores of the carbon layer. The more lithium ions are embedded, the higher the charging capacity.
On the contrary, when the battery is discharged (that is, the process of using the battery), the Li embedded in the negative electrode carbon material loses electrons, the electrons on the negative electrode "moves" to the positive electrode through the external circuit, and the positive lithium ion Li plus crosses the electrolyte from the negative electrode, It crosses the separator material, reaches the positive electrode, and combines with the "resident" electron electrons. Likewise, the more lithium ions returned to the positive electrode, the higher the capacity of the discharge.
Štyri materiály na zabezpečenie účinnosti
Akú úlohu zohrávajú rôzne kľúčové materiály (ako sú materiály kladných elektród, materiály záporných elektród, membrány, elektrolyty atď.) v procese nabíjania a vybíjania energetických batérií?
Prvým je materiál kladnej elektródy. Pokiaľ ide o materiál kladnej elektródy, aktívnym materiálom je vo všeobecnosti manganistan lítny alebo kobaltát lítny, manganistan lítium-nikel-kobaltnatý a iné materiály. Hlavné produkty väčšinou používajú fosforečnan lítno-železitý.
Druhým je materiál zápornej elektródy. Materiál zápornej elektródy sa zhruba delí na uhlíkovú zápornú elektródu, zápornú elektródu na báze cínu{0}}, zápornú elektródu z nitridu lítneho prechodného kovu, zápornú elektródu zo zliatiny, nano{1}}zápornú elektródu a nanoelektródu- materiálov. Medzi nimi, záporné elektródové materiály, ktoré sa v skutočnosti používajú v lítium-iónových batériách, sú v podstate uhlíkové materiály, ako je umelý grafit, prírodný grafit, mezofázové uhlíkové mikroguľôčky, ropný koks, uhlíkové vlákna, uhlík pyrolýznej živice atď. Nano-oxidové materiály, uvádza sa, že podľa najnovšieho trendu vývoja trhu v odvetví výroby nových lítiových batérií v roku 2009 niektoré spoločnosti začali používať nano-oxid titaničitý a nano{{7 }} oxidu kremičitého na pridanie tradičných grafitových, oxidových a uhlíkových nanorúriek. , čím sa výrazne zlepšila kapacita nabitia-vybitia a počet časov nabitia-lítiových batérií.
Tretím je roztok elektrolytu, zvyčajne lítiová soľ, ako je chloristan lítny (LiCl04), hexafluórfosfát lítny (LiPF6), tetrafluórboritan lítny (LiBF4) a podobne. Keďže pracovné napätie batérie je oveľa vyššie ako rozkladné napätie vody, v lítium-iónových batériách sa často používajú organické rozpúšťadlá. Organické rozpúšťadlá však často počas nabíjania ničia štruktúru grafitu, čo spôsobuje jeho odlupovanie a vytváranie pevného elektrolytického filmu na jeho povrchu, čo vedie k pasivácii elektródy. . Môže to tiež priniesť bezpečnostné problémy, ako je horľavosť a výbuch.
Štvrtý je oddeľovač. Ako jeden z kľúčových komponentov batérie, výhody výkonu separátora určujú štruktúru rozhrania a vnútorný odpor batérie, čo následne ovplyvňuje kapacitu batérie, výkon cyklu, hustotu nabíjacieho a vybíjacieho prúdu a ďalšie kľúčové charakteristiky. Vo všeobecnosti existuje niekoľko typov bežne používaných oddeľovačov, napríklad jednovrstvové a viacvrstvové oddeľovače. Je zrejmé, že niektoré domáce spoločnosti si vyberú o niečo hrubšie membrány a niektoré spoločnosti používajú membrány s hrúbkou 31 vrstiev. Kvôli vysokému technickému prahu výroby membrán stále existuje určitá priepasť medzi domácou lítium-iónovou membránovou technológiou batérie a zahraničnými krajinami.
Podľa údajov je membrána špeciálne vytvorená polymérová fólia s mikroporéznou štruktúrou. Po absorpcii elektrolytu môže izolovať kladné a záporné elektródy, aby sa zabránilo skratom. Zároveň poskytuje mikroporézny kanál pre lítium{0}}iónovú batériu na realizáciu funkcie nabíjania a vybíjania a rýchlostného výkonu a na realizáciu vodivosti lítiových iónov. Keď je batéria prebitá alebo sa výrazne mení teplota, separátor blokuje vedenie prúdu cez uzavreté póry, aby sa zabránilo výbuchu.
