Spolu s úzkostí z dosahu a nedostatkem nabíjecí infrastruktury je degradace baterie také jednou z hlavních překážek, díky nimž jsou elektrická vozidla uskutečnitelná pro masy. Různé typy lithiových baterií mají různé životní cykly v závislosti na jejich chemii, normálně by to bylo někde mezi několika stovkami až několika tisíci. V průběhu tohoto nabíjecího cyklu v důsledku stárnutí baterie ztrácejí svůj původní stav, což znamená, že vozidlo na jedno nabití neposkytne tolik dojezdu ve srovnání s počátečním výkonem. Tato míra ztráty kapacity baterie se nazývá Degradace baterie. Pokud chceme mít optimální výkon baterií po celou dobu jejich životnosti, musíme přijmout správná opatření při provozu a skladování baterií. V tomto článku pojďme diskutovat o tom, co způsobujedegradace baterie v EV a jak tomu lze zabránit. Můžete si také přečíst tento článek o bateriích pro elektrická vozidla, pokud se chcete dozvědět více o EV bateriích a o tom, jak se používají v EV.
Jaké jsou důvody degradace baterie?
Je těžké poukázat na jeden konkrétní důvod degradace baterie, může to být způsobeno několika faktory. Provozní a skladovací podmínky, jako je přebíjení, hluboké vybíjení, nabíjení vysokou rychlostí C, skladování s plnou SOC, provoz a skladování při vysoké teplotě, jsou hlavními příčinami, které ovlivňují zdraví baterie a vedou k její degradaci. Interní chemické reakce, jako je poškození krystalické struktury anody, tvorba vrstvy SEI a koroze, také způsobují degradaci baterie.
Účinek přebíjení a hlubokého vybíjení baterií EV:
Nabíjení baterie na maximální úroveň a její hluboké vybití může vést k dlouhému dosahu, ale tím je baterie namáhána. Během nabíjení a vybíjení, když anodový materiál absorbuje a uvolňuje lithiový materiál, se jeho objem bude lišit. V průběhu cyklování tyto objemové variace oslabují krystalickou strukturovanou anodu. Během hlubokého vybití baterií bude kolísání objemu větší, což způsobí mikrotrhliny na anodě. To vystavuje nové části anodových částic elektrolytům, což má za následek tvorbu SEI, přičemž SEI zase zvyšuje vnitřní odpor baterie a spotřebovává určité množství lithia pro její vznik, což má za následek nevratnou ztrátu kapacity baterie.
Přebíjení lithiových baterií ovlivní zápornou elektrodu baterie. Přebíjení způsobuje tvorbu dendritu na anodě a také způsobuje náhlé zvýšení napětí, které je spojeno se zvýšením vnitřního odporu baterie. Přebíjení také způsobuje zvýšení vnitřní teploty, což může způsobit tepelný únik a požár baterie.
Vliv teploty na baterii elektrického vozidla:
V zásadě pro lithium-iontové baterie je optimální teplotní rozsah mezi 15 ° C - 35 ° C. Provoz mimo tento pohodlný rozsah urychlí degradaci baterie. Při nízké teplotě klesá iontová vodivost elektrolytu a lithium-iontová difuzivita na elektrodách. Nabíjení baterií za nízkých teplot trvá déle kvůli zpomalení interkalace lithium-iontů do anod. To povede k usazování iontů lithia na povrchu elektrody a způsobí degradaci baterie.
Provoz při vysoké teplotě zkracuje životnost lithium-iontových baterií. Vysoká teplota zvyšuje rozklad vodivé soli (hexafluorfosforečnan lithný) v elektrolytech. A také zvyšuje anorganické sloučeniny ve vrstvách SEI. Tím se zvyšuje vnitřní impedance baterií, což dále zvyšuje vnitřní teplotu baterií. Pokud takové teplo zůstane nekontrolované, způsobí to nejen degradaci baterie, ale také tepelný únik.
Dalším důvodem degradace baterie je koroze. Přítomnost jakékoli stopy vody při výrobě baterie vede ke korozi. LiPF6, nejčastěji používaná lithná sůl v elektrolytu, reaguje s vodou a tvoří kyselinu fluorovodíkovou. Tato kyselina fluorovodíková je korozivní pro kovový kolektor a způsobuje degradaci baterie.
Jak prodloužit životnost baterie EV?
Vybití baterií mimo bezpečnou provozní oblast vede k jejich degradaci. Přestože jsou baterie vybaveny systémem správy baterií (BMS), musíme se o baterie starat řádně, aby byla zajištěna dlouhá životnost a optimální výkon elektrického vozidla.
Vyvarujte se plného nabití a hlubokého vybití: Pro dlouhou životnost a optimální výkon nabíjení a vybíjení baterie mezi 80% až 20% SOC. V baterii BMS nedovolí nabít baterii na 100% a nevybije ji na 0%. vždy bude 10% pufr.
Vyhněte se častému rychlému nabíjení: Rychlé nabíjení vede ke zvyšování teploty baterie, což dále vede k degradaci baterie. Kvůli prodloužení životnosti baterie se vyhněte rychlému nabíjení, pokud to není nutné.
Neuchovávejte baterie ve stavu 100% SOC nebo ve stavu hlubokého vybití: Vždy je lepší skladovat baterie v částečně nabitém stavu. při dlouhodobém opuštění vozidla jej nabijte na 50% nebo vybijte na 50%.
Udržujte baterii na optimální teplotě: Nikdy nezaparkujte elektrické vozidlo na delší dobu na přímém slunečním světle, pokud je vysoká teplota. Je vždy lepší zaparkovat baterie ve stínu, když je teplota vyšší než 30 0 C