Общо взето, бързото зареждане е за зареждане с постоянен ток с висока мощност, като половин час може да зареди 80% от мощността, а напрежението на зареждане с постоянен ток при бързо зареждане обикновено е по-високо от напрежението на батерията. Какви са рисковете от бързото зареждане на литиеви батерии по отношение на техническите проблеми, свързани с бързото зареждане на литиеви батерии?
Какви са рисковете, свързани с бързото зареждане на литиеви батерии?
Трите основни начина за реализиране на бързо зареждане са: поддържане на постоянно напрежение и увеличаване на тока; поддържане на постоянен ток и увеличаване на напрежението; и едновременно увеличаване на тока и напрежението. За да се реализира наистина бързо зареждане, обаче, не само може да се подобри токът и напрежението, технологията за бързо зареждане е пълен набор от системи, включително адаптер за бързо зареждане и интелигентна система за управление на захранването.
Дългосрочното бързо зареждане влияе върху живота на литиевите батерии. Бързото зареждане на литиевите батерии е за сметка на цикъла на живот на батерията, тъй като батерията е устройство, което генерира електричество чрез електрохимични реакции. Зареждането е обратна химическа реакция, а бързото зареждане представлява моментално подаване на висок ток към батерията. Честото използване на режим на бързо зареждане ще намали капацитета на батерията и ще намали броя на циклите на зареждане и разреждане.
Бързото зареждане на литиева батерия води до три ефекта: термичен ефект, утаяване на литий и механичен ефект
1. Честото бързо зареждане ускорява поляризацията на батерията
Когато непрекъснатият заряден ток е голям, концентрацията на йони на електрода се увеличава, поляризацията се увеличава и напрежението на клемите на батерията не може да съответства директно и линейно на количеството заредено електричество. В същото време, при заряд с висок ток, увеличаването на вътрешното съпротивление води до увеличаване на ефекта на Джауловото нагряване, причинено от странични ефекти, като например реакция на разлагане на електролита, отделяне на газ и редица проблеми. Рисковият фактор внезапно се увеличава, което влияе върху безопасността на батерията и животът на незахранваните батерии е значително съкратен.
2. Честото бързо зареждане може да доведе до кристализация на ядрото на батерията
Бързото зареждане на литиеви батерии означава, че литиевите йони се разреждат бързо и „плуваха“ към анода, което изисква анодният материал да има бърз капацитет за вграждане на литий. Поради потенциала на вграждане на литий и потенциала за утаяване на литий, които са почти еднакви, при бързо зареждане или ниски температури литиевите йони могат да се утаят върху повърхността, образувайки дендритен литий. Дендритният литий ще пробие диафрагмата и ще причини вторични загуби, намалявайки капацитета на батерията. Когато литиевият кристал достигне определено количество, той ще се разрасне от отрицателния електрод към диафрагмата, което създава опасност от късо съединение на батерията.
3. Честото бързо зареждане ще съкрати живота на батерията
Честото зареждане също така води до ускоряване на изчерпването на живота на батерията и дори до проблеми като намалена активност и по-кратък живот на батерията. Особено след добавянето на технологията за бързо зареждане, въпреки че скоростта на зареждане в ранния етап е много висока, тя не се зарежда до 100% след изключване от контакта, което води до многократно зареждане и увеличаване на броя цикли на зареждане и пускане на батерията. Продължителната употреба по този начин ще намали активността на батерията, като по този начин ще ускори стареенето ѝ.
Високата температура е най-големият убиец на стареенето на литиевите батерии. Бързото зареждане с висока мощност ще нагрее батерията за кратък период от време. Небързото зареждане, въпреки че мощността е ниска, отделя малко топлина за единица време, изисква по-дълго време за включване. По този начин топлината на батерията също ще се натрупа с течение на времето и разликата в топлината, генерирана по време на зареждане, не е достатъчна, за да причини разлика в скоростта на стареене на батерията.
Обобщавайки гореизложеното, можем да заключим, че бързото зареждане има високи изисквания за качество на батерията, има по-голяма загуба на живот на батерията и коефициентът на безопасност ще бъде значително намален, така че се опитайте да го правите възможно най-рядко, когато не е необходимо. Честото бързо зареждане на батерията ще ѝ причини вреда, но поради разликите в плътността на клетките на батерията, материалите, околната температура и системата за управление на батерията, батерията претърпява различна степен на увреждане по време на бързо зареждане.
Време на публикуване: 26 октомври 2023 г.