Generel hurtigopladning til DC-opladning med høj effekt, en halv time kan fyldes med 80% af strømmen, og hurtigopladning med DC-ladespænding er generelt højere end batterispændingen. Så hvad er risiciene ved hurtigopladning af lithium-batterier i forhold til de tekniske problemer ved hurtigopladning af lithium-batterier?
Hvad er risiciene forbundet med hurtigopladning af litiumbatterier?
De tre grundlæggende måder at realisere hurtig opladning på er: holde spændingen konstant og øge strømmen; holde strømmen konstant og øge spændingen; og øge strømmen og spændingen på samme tid. For virkelig at realisere hurtig opladning kan man dog ikke kun forbedre strømmen og spændingen, men hurtigopladningsteknologi er et komplet sæt af systemer, herunder hurtigopladningsadaptere og intelligente strømstyringssystemer.
Langvarig hurtigopladning påvirker lithiumbatteriers levetid. Hurtigopladning af lithiumbatterier sker på bekostning af batteriets levetid, da batteriet er en enhed, der genererer elektricitet gennem elektrokemiske reaktioner. Opladning sker ved en omvendt kemisk reaktion, og hurtigopladning sker ved øjeblikkelig tilførsel af høj strøm til batteriet. Hyppig brug af hurtigopladning vil reducere batteriets kapacitet og dermed reducere antallet af opladnings- og afladningscyklusser.
Hurtigopladning af litiumbatterier medfører tre effekter: termisk effekt, litiumudfældning og mekanisk effekt
1. Hyppig hurtigopladning accelererer polariseringen af battericellen
Når den kontinuerlige ladestrøm er stor, stiger ionkoncentrationen ved elektroden, polarisationen øges, og batteripolspændingen kan ikke korrespondere direkte og lineært med den opladede elektricitetsmængde. Samtidig vil en stigning i den indre modstand ved høj strøm føre til en øget Joule-opvarmningseffekt, som forårsager bivirkninger, såsom nedbrydning af elektrolytreaktion, gasproduktion og en række problemer. Risikofaktoren øges pludselig, hvilket påvirker batteriets sikkerhed, og levetiden for ikke-drevne batterier vil uundgåeligt blive betydeligt forkortet.
2. Hyppig hurtigopladning kan føre til krystallisering af batterikernen
Hurtigopladning af litiumbatterier betyder, at litiumioner hurtigt aflades og "svømmer til" anoden, hvilket kræver, at anodematerialet har en hurtig lithiumindlejringskapacitet. På grund af det indlejrede litiumpotentiale og litiumudfældningspotentialet er næsten det samme. Under hurtigopladning eller lave temperaturer kan litiumioner udfældes på overfladen af dendritisk litium, hvorved der dannes dendritisk litium. Dendritisk litium vil gennembore membranen og forårsage sekundært tab, hvilket reducerer batteriets kapacitet. Når litiumkrystallen når en vis mængde, vil den vokse fra den negative elektrode til membranen, hvilket forårsager fare for kortslutning af batteriet.
3. Hyppig hurtigopladning forkorter batteriets levetid
Hyppig opladning har også en tendens til at fremskynde udtømningen af batteriets levetid og endda føre til problemer som reduceret batteriaktivitet og kortere batterilevetid. Især efter tilføjelsen af hurtigopladningsteknologi, selvom opladningshastigheden i den tidlige fase er meget hurtig, oplades den ikke til 100% ved frakobling, hvilket resulterer i flere opladninger, hvilket øger antallet af battericyklusser. Langvarig brug af denne metode vil reducere batteriets aktivitet og dermed fremskynde batteriets aldring.
Høj temperatur er den største årsag til ældning af litiumbatterier. Hurtig opladning med høj effekt vil få batteriet til at varme op på kort tid. Ikke-hurtig opladning, selvom strømmen er lav, har lav varme pr. tidsenhed, men kræver en længere tændingstid. På denne måde vil batteriets varme også akkumuleres over tid, og forskellen i varme, der genereres under opladning, er ikke nok til at forårsage en forskel i batteriets ældningshastighed.
Sammenfattende kan vi konkludere, at hurtigopladning stiller høje kvalitetskrav til batteriet, har et større tab af batterilevetid, og sikkerhedsfaktoren vil blive betydeligt reduceret, så prøv at gøre det så lidt som muligt, når det ikke er nødvendigt. Hyppig hurtigopladning af batteriet vil forårsage skade på batteriet, men på grund af forskelle i batteriets celletæthed, materialer, omgivelsestemperatur og batteristyringssystem lider batteriet i forskellige grader af skade under hurtigopladning.
Opslagstidspunkt: 26. oktober 2023