Obecné rychlé nabíjení pro vysokovýkonné stejnosměrné nabíjení, půl hodiny lze nabít na 80 % výkonu, nabíjecí napětí stejnosměrného proudu je obvykle vyšší než napětí baterie. Jaká jsou tedy rizika rychlého nabíjení lithiových baterií z hlediska technických problémů s rychlým nabíjením lithiových baterií?
Jaká jsou rizika spojená s rychlonabíjením lithiových baterií?
Tři základní způsoby, jak dosáhnout rychlého nabíjení, jsou: udržovat konstantní napětí a zvyšovat proud; udržovat konstantní proud a zvyšovat napětí; a současně zvyšovat proud a napětí. Pro skutečné dosažení rychlého nabíjení však není možné pouze zlepšit proud a napětí. Technologie rychlého nabíjení zahrnuje kompletní sadu systémů, včetně rychlonabíjecího adaptéru a inteligentního systému řízení spotřeby.
Dlouhodobé rychlé nabíjení ovlivňuje životnost lithiových baterií. Rychlé nabíjení lithiových baterií je na úkor životnosti baterie, protože baterie je zařízení, které generuje elektřinu elektrochemickými reakcemi. Nabíjení je proces zpětné chemické reakce a rychlé nabíjení spočívá v okamžitém přívodu vysokého proudu do baterie. Časté používání režimu rychlého nabíjení snižuje redukční kapacitu baterie a snižuje počet cyklů nabíjení a vybíjení.
Rychlé nabíjení lithiové baterie má tři účinky: tepelný efekt, srážení lithia a mechanický efekt
1. Časté rychlé nabíjení urychluje polarizaci bateriového článku
Pokud je trvalý nabíjecí proud vysoký, koncentrace iontů na elektrodě se zvyšuje, polarizace se zvyšuje a napětí na svorkách baterie nemůže přímo a lineárně odpovídat množství nabíjené elektřiny. Zároveň při nabíjení vysokým proudem vede zvýšení vnitřního odporu ke zvýšení Jouleova tepelného efektu, což má za následek vedlejší účinky, jako je rozklad elektrolytu, tvorba plynu a řada problémů. Náhle se zvyšuje rizikový faktor, což má dopad na bezpečnost baterie a životnost nenapájených baterií se pravděpodobně výrazně zkracuje.
2. Časté rychlé nabíjení může vést ke krystalizaci jádra baterie
Rychlé nabíjení lithiových baterií znamená, že se lithiové ionty rychle vybíjejí a „plavou“ k anodě, což vyžaduje, aby materiál anody měl rychlou kapacitu pro vkládání lithia. Vzhledem k téměř stejnému potenciálu vloženého lithia a potenciálu precipitace lithia se při rychlém nabíjení nebo nízkých teplotách mohou lithiové ionty vysrážet na povrchu a tvořit dendritické lithium. Dendritické lithium prorazí membránu a způsobí sekundární ztráty, čímž se sníží kapacita baterie. Když lithiové krystaly dosáhnou určitého množství, budou se šířit od záporné elektrody k membráně, což může vést ke zkratu baterie.
3. Časté rychlé nabíjení zkracuje výdrž baterie
Časté nabíjení má také tendenci urychlovat vyčerpávání baterie a dokonce vést k problémům, jako je snížená aktivita baterie a kratší životnost. Zejména po přidání technologie rychlého nabíjení, ačkoli je rychlost nabíjení v rané fázi velmi vysoká, po odpojení se baterie nenabije na 100 %, což vede k opakovanému nabíjení a zvyšování počtu cyklů. Dlouhodobé používání takovým způsobem snižuje aktivitu baterie a tím urychluje její stárnutí.
Vysoká teplota je největší příčinou stárnutí lithiové baterie. Rychlé nabíjení s vysokým výkonem způsobí, že se baterie za krátkou dobu zahřeje. Nerychlé nabíjení sice má nízký výkon a za jednotku času se teplo generuje málo, ale vyžaduje delší dobu zapnutí. Tímto způsobem se teplo baterie časem akumuluje a rozdíl v teple generovaném během nabíjení nestačí k tomu, aby způsobil rozdíl v rychlosti stárnutí baterie.
Shrnutím výše uvedeného lze konstatovat, že rychlé nabíjení má vysoké požadavky na kvalitu baterie, má větší ztrátu životnosti baterie a výrazně snižuje bezpečnostní faktor, proto se snažte provádět ho co nejméně, pokud to není nutné. Časté rychlé nabíjení baterie baterii poškodí, ale vzhledem k rozdílům v hustotě článků baterie, materiálech, okolní teplotě a systému správy baterie trpí baterie během rychlého nabíjení různým stupněm poškození.
Čas zveřejnění: 26. října 2023