ผมมีความฝันว่าฉันสามารถออกแบบวันหนึ่งในขณะที่มีค่าใช้จ่ายได้อย่างรวดเร็วลักษณะชีวิตที่ยาวนานสามารถสูงกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนและ 'ภายใต้ระดับปัจจุบันของเทคโนโลยีเป็นเรื่องยากที่จะทำชนิดของคุณสมบัติที่เราจะคำนึงถึงสิ่งเหล่านี้ นักออกแบบตระหนักดีถึงแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนชาร์จอย่างรวดเร็วอย่างจริงจังจะส่งผลกระทบต่อชีวิตของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมักจะเพราะ Li + เข้าสู่ไฟท์ขั้วลบแฟลชตาข่ายฝังตัวมีความเครียดเชิงกลรุนแรงเมื่อวัสดุกราไฟท์ในการก่อให้เกิดวัสดุอิเล็กโทรกราไฟท์เชิงลบ delamination และความแตกแยกของอนุภาคปัญหาที่นอกเหนือไปจากความเร็วในการชาร์จเร็วหรือชาร์จอุณหภูมิของแบตเตอรี่ต่ำเกินไปอาจทำให้เกิดการตกตะกอนต่อไปของโลหะ Li บนพื้นผิวขั้วลบซึ่งสามารถนำไปสู่การสูญเสียกลับไม่ได้ของความจุของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนวงจรชีวิตลดลงลง
สูงกว่าพลังงานแบตเตอรี่ซึ่งช่วยลดเวลาในการชาร์จแบตเตอรี่เป็นสิ่งที่ท้าทายมากยิ่งขึ้น. ในการแก้ปัญหานี้ฟรานซ์บี Spingler มหาวิทยาลัยเทคนิคมิวนิค, เยอรมนีและการวิเคราะห์การวิเคราะห์อื่น ๆ ของปริมาณการกลับไม่ได้เชิงลบแบตเตอรี่ลิเธียมกลับไม่ได้ ความสัมพันธ์ระหว่างการขยายตัวและการสูญเสียของความจุของแบตเตอรี่และเป็นพื้นฐานสำหรับการออกแบบของระบบแบตเตอรี่พลังงานอย่างรวดเร็วสูงเฉพาะชาร์จเมื่อเทียบกับอัตรา 1C คงที่ในปัจจุบัน - การคงค่าใช้จ่ายแรงดันระบบสามารถจะลดลง 11% และเวลาในการชาร์จ กำลังการผลิตลดลง 16% (200 รอบ)
ถูกนำมาใช้ในการทดลอง NCM / กราไฟท์ความจุของแบตเตอรี่แพคเกจอ่อนเป็น 3.3Ah, ลักษณะพื้นฐานของแบตเตอรี่ที่แสดงอยู่ในตารางต่อไปนี้แบตเตอรี่จะอยู่ในศูนย์บ่มเพาะเลเซอร์จะมีความหนาตามความยาวของแบตเตอรี่ทั้งการเรียกเก็บเงินและขั้นตอนการปฏิบัติ ทิศทางที่วัดอย่างต่อเนื่องของความหนาของตนและเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิอินฟราเรดเพื่อติดตามการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิพื้นผิวของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (แสดงด้านล่าง)
ฟรานซ์ B.Spingler วิเคราะห์ผลของอุณหภูมิในแบตเตอรี่บวมลักษณะของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเมื่ออุณหภูมิถูกส่งกลับจาก 0 ℃ไป 45 ℃, อัตราเฉลี่ยสำหรับการขยายตัวของเซลล์ทั้งหมดได้ 1.2um / ℃, B จากรูปที่เรายังสามารถทราบว่าทั้ง การขยายตัวของแบตเตอรี่ไม่สม่ำเสมอขอบของการขยายตัวของเซลล์ไปเป็นจำนวนมากในช่วงของอัตราการขยายตัวของเซลล์ในท้องถิ่นเพื่อ 3.4um / ℃ของ 0.6um / ℃, ค่าสัมประสิทธิ์ของสัมประสิทธิ์การขยายตัวกลายเป็นเทียบเท่ากับ 1.2 x10-4 / ℃ถึง 7.0x10-4 / ℃, ค่าเฉลี่ยของ 2.5x10-4 / ℃. เหตุผลหลักในการวัดอุณหภูมิเนื่องจากการขยายตัวของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่เป็นแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเพราะอุณหภูมิที่อาจเกิดขึ้นในระหว่างการเพิ่มขึ้นของการเรียกเก็บเงินซึ่งจะก่อให้เกิดการขยายตัวของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีความจำเป็นต้อง การขยายตัวของความร้อนที่ถูกแยกออกจากการขยายตัวโดยรวมของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
รูปต่อไปนี้แสดงให้เห็นถึงการขยายตัวของปริมาณของคดีตามลำดับขั้นตอนการ 0.5C, 1.0C, 1.5C และอัตรา 2C CC-CV ชาร์จนั้นสายพันธุ์ของเซลล์เป็นเส้นโค้งการขยายตัวที่ได้จากเส้นโค้งวัดโดยตรงที่เส้นทึบเป็นปัจจัยการขยายตัวเนื่องจากอุณหภูมิหัก เซลล์เส้นโค้งการขยายตัว. เราสามารถทราบเมื่อมีขนาดใหญ่ในปัจจุบัน (1.5C และ 2.0C) ชาร์จแบตเตอรี่โดยการชาร์จกระแสคงที่แรงดันไฟฟ้าคงที่ชาร์จเข้าไปในช่วงต้นบวมแบตเตอรี่เริ่มขยายตัวสูงสุด (แหก) แล้ว ลดลงและหายไปก่อนที่จะสิ้นค่าใช้จ่ายแรงดันไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง. แรกที่เราดูค่าใช้จ่าย 2.0C, ยอดการขยายตัวของปริมาณ (แหก) ถึงประมาณ 40um บัญชีสำหรับ 0-100% ของการขยายตัวของปริมาณรวมของ% SoC แบตเตอรี่ 25. การขยายตัวของปริมาณนี้ ที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับขนาดสูงสุดของอัตราการชาร์จแบตเตอรี่ความสูงของยอดเขานี้อยู่ที่ 1.5C เพื่อ 25um และ 0.5C และการขยายตัวอัตรา 1C เกิดขึ้นโดยไม่ต้องยอดเขานี้. ฟรานซ์บี Spingler ปรากฏว่าเหตุผลหลักของยอดเขานี้อาจจะขยายตัว Li โลหะถูกวางบนพื้นผิวขั้วลบในกระบวนการของการชาร์จอย่างรวดเร็วและแรงดันคงที่ชาร์จปลายกลับฝังอยู่ภายในแกรไฟต์ขั้วลบ
หากจุดสูงสุดเนื่องจากแบตเตอรี่บวมวิเคราะห์ลิเธียมพื้นผิวขั้วลบหลี่โลหะใหม่อีกครั้งแล้วใส่เข้าไปในภายในของกระบวนการขั้วบวกจะผลิตเส้นโค้งแรงดันไฟฟ้าในอินเทอร์เน็ตเพื่อให้ฟรานซ์บี Spingler ต้องการตรวจสอบสมมติฐานข้างต้นถูกต้องแบตเตอรี่จะแตกต่างกัน เมื่อ CC-CV ชาร์จได้ถึง 90% (บนจุดสูงสุดของการขยายปริมาตร) ภายใต้การขยายของการหยุดชะงักและจากนั้นบันทึกการเปลี่ยนแปลงแรงดันแบตเตอรี่ (แสดงด้านล่าง) จากด้านซ้ายให้เราสามารถมองเห็นเส้นโค้งแรงดันไฟฟ้า 0.5C และ 1.0C อัตราการเรียกเก็บเงิน แรงดันแบตเตอรี่ลดลงอย่างรวดเร็วหลังจากที่ระงับการเรียกเก็บเงินและอัตราการเรียกเก็บเงินในการชาร์จถูกขัดจังหวะแรงดันในกระบวนการมีแรงดันไฟฟ้าที่ราบสูงชัดเจนดังกล่าวข้างต้น 1.5C แบตเตอรี่ชาร์จ 2.0C และโดยเฉพาะอย่างยิ่งในอัตรา 2.5c ของแบตเตอรี่ ที่ราบสูงแรงดันไฟฟ้าเป็นที่ชัดเจนมาก. นี้แสดงให้เห็นว่ามีการเพิ่มขึ้นของอัตราค่าใช้จ่ายที่โลหะตกตะกอน Li ปรากฏการณ์พื้นผิวขั้วลบกลายเป็นที่ชัดเจนมากขึ้น แต่ยังว่าการขยายตัวของปริมาณสูงสุดที่เกิดขึ้นในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในระหว่างการชาร์จกระแสสูงและลิเธียมพื้นผิวขั้วไฟฟ้าลบวิเคราะห์อย่างใกล้ชิด ความสัมพันธ์
การขยายตัวของปริมาณการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ผลิตในระหว่างขั้นตอนการชาร์จจะไม่ทั้งหมดพลิกกลับตัวเลขที่แสดงให้เห็นการสูญเสียกำลังการผลิตต่อรอบของแบตเตอรี่ในอัตราที่แตกต่างกันที่แตกต่างกันค่าใช้จ่ายการขยายตัวของปริมาณการกลับไม่ได้และการขยายตัวเฉลี่ยปริมาณสูงสุดกลับไม่ได้. เราได้จากตัวเลข สังเกตแบตเตอรี่ขยายตัวของปริมาณการซื้อขายกลับไม่ได้และการสูญเสียความจุของแบตเตอรี่มีการคำนวณความสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งแสดงให้เห็นว่าค่าเฉลี่ยของกลับไม่ได้เกี่ยวข้องกับการขยายตัวของปริมาณและการสูญเสียของความจุของแบตเตอรี่คือ 0.945 และสูงสุดกลับไม่ได้เกี่ยวข้องกับการขยายตัวของปริมาณและการสูญเสียของความจุของแบตเตอรี่สูงถึง 0.996
การศึกษาฟรานซ์ B.Spingler พบว่าการขยายตัวของปริมาณการกลับไม่ได้ของเซลล์แบตเตอรี่ที่ขอบมีแนวโน้มที่จะรุนแรงมากขึ้นเพื่อที่จะอธิบายปรากฏการณ์นี้ฟรานซ์บี Spingler จะถูกเรียกเก็บในอัตรา 0.5-2.0C แบตเตอรี่ถูกชำแหละด้านล่างแสดง สองขั้วลบหลังจากผ่าจากตัวเลขที่เราสามารถมองเห็นตำแหน่งของเซลล์ขอบมักจะเป็นการขยายตัวของปริมาณการกลับไม่ได้มีความรุนแรงมากขึ้นผิวขั้วลบของแบตเตอรี่หลังจากผ่าเราพบว่าเมื่อมีการสะสมอย่างมีนัยสำคัญของโลหะ Li สถานที่เหล่านี้. นี้แสดงให้เห็นว่า การขยายตัวของปริมาณและการสูญเสียกำลังการผลิตกลับไม่ได้ของแบตเตอรี่และโลหะหลี่มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับการสะสมบนพื้นผิวขั้วลบ
จากการวิเคราะห์ข้างต้นเราจะเห็นขั้วลบโลหะกลับไม่ได้พื้นผิวที่หลี่ปลดออกจากการขยายตัวของปริมาณการกลับไม่ได้และการสูญเสียความสามารถของเซลล์แบตเตอรี่มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดเพื่อให้เราได้รับการออกแบบแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนรวดเร็วชาร์จระบบเพื่อหลีกเลี่ยงการขั้วลบกลับไม่ได้ การสะสมของโลหะ Li. ในการออกแบบค่าใช้จ่ายได้อย่างรวดเร็ว, ระบบชาร์จแบตเตอรี่ขณะที่หลีกเลี่ยงการสลายอย่างรวดเร็วแบตเตอรี่ฟรานซ์บี Spingler จะมีค่าใช้ขยายของ 0.5-3.0C เพื่อ 10-100% SoC และ 0.5C คงที่ การไหล - ปลดปล่อยแรงดันคงที่ 0% SoC และกลับไม่ได้บันทึกการขยายตัวของปริมาณการใช้งานแบตเตอรี่สูงสุดและใช้เป็นแนวทางในการออกแบบของการชาร์จอย่างรวดเร็วผลการทดสอบระบบที่แสดงด้านล่างสามารถสังเกตได้จากตัวเลขที่เรามีแนวโน้มที่อัตราค่าใช้จ่าย ที่มีขนาดใหญ่ปลาย SoC ที่สูงขึ้นแล้วแบตเตอรี่มากขึ้นการขยายตัวของปริมาณสูงสุดกลับไม่ได้ซึ่งหมายถึงการสูญเสียมากขึ้นของความจุของแบตเตอรี่
เพื่อลดการขยายตัวของปริมาณสูงสุดกลับไม่ได้ฟรานซ์บี Spingler ค่ชาร์จลักษณะที่ขัดแย้งชาร์จ 2.4C ใช้อยู่ในช่วง 0-10% SoC และจากนั้นลดลงตามลำดับ (ดังแสดงในรูป. C), การเพิ่มประสิทธิภาพนี้โดย หลังจากที่ระบบชาร์จเวลาชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่สามารถลดลง 21% (CC-CV 1C ระบบเปรียบเทียบราคา) ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุดลดเวลาในการชาร์จ
ชาร์จระบอบการปกครองที่ดีที่สุดโดยการลดการขยายตัวของปริมาณการกลับไม่ได้อย่างมีประสิทธิภาพการปรับปรุงวงจรชีวิตของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนกราฟโดยใช้ระบบการเรียกเก็บเงินที่ดีที่สุดที่ 1C วงจรแบตเตอรี่และอัตรา 1.4c CC-CV ชาร์จระบบขยาย CC-CV โค้ง สามารถมองเห็นได้เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ธรรมดา CC-CV โค้งเพิ่มประสิทธิภาพระบบการเรียกเก็บเงินหลังจากการทำงานวงจรที่ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ (200 สัปดาห์วงจร, การสูญเสียกำลังการผลิตจะลดลง 16%) จากจุดทางกายวิภาคของมุมมองผลของแบตเตอรี่, การเพิ่มประสิทธิภาพการชาร์จ หลังจากที่ระบบการวิเคราะห์เซลล์ลิเธียมกลับไม่ได้ขั้วลบจะลดลงอย่างมีนัยสำคัญ
ฟรานซ์บี Spingler โดยการศึกษาแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นค่าใช้จ่ายในอัตราที่แตกต่างกันเนื่องจากขั้วลบวิเคราะห์กลับไม่ได้แบตเตอรี่ลิเธียมการขยายตัวของปริมาณการกลับไม่ได้ความสัมพันธ์ระหว่างการสูญเสียความจุของแบตเตอรี่และเผยให้เห็นเหตุผลสำหรับผลการชาร์จอย่างรวดเร็วในความจุของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนลดลงลงเร่ง และอัตราค่าใช้จ่ายแตกต่างกันตามผลมาจากการขยายตัวของปริมาณการกลับไม่ได้พัฒนาเพิ่มประสิทธิภาพระบบการเรียกเก็บเงินเมื่อเทียบกับ CC-CV ชาร์จระบบอัตรา 1C เพื่อที่ว่าเวลาชาร์จจะลดลง 21% การสูญเสียกำลังการผลิต 16% (200 รอบ)
