Rezon ki fè pil ityòm-ion pa ka chaje byen vit

Pou batri ityòm-ion machin elektrik pi bon kalite, chaje difikilte se toujou yon gwo pwoblèm, kidonk "chaj rapid" te vin tounen yon gimmick pou anpil manifaktirè. Nan opinyon pèsonèl mwen, pwoblèm nan chaje vit nan pil ityòm bezwen analize soti nan de nivo.

Soti nan pèspektiv nan selil batri a, pèfòmans nan pousantaj nan ityòm-ion pil se contrainte pa karakteristik sa yo transmisyon intrinsèques nan elektwòd pozitif / elektwolit / elektwòd negatif sistèm konbinezon materyèl la, ak nan lòt men an, pwosesis la elektwòd ak konsepsyon estrikti selil la tou. gen yon enpak siyifikatif sou pèfòmans pousantaj la.
Sepandan, an tèm de kondiksyon konpayi asirans ki pi intrinsèques ak konpòtman transpò, pil ityòm yo pa apwopriye pou chaje vit. Kondiksyon nan konpayi asirans intrinsèques ak konpòtman transpò nan yon sistèm batri ityòm depann de plizyè faktè prensipal, ki gen ladan konduktiviti nan materyèl yo elektwòd pozitif ak negatif, koyefisyan difizyon nan iyon ityòm, ak konduktiviti nan elektwolit la òganik. Ki baze sou mekanis reyaksyon entegre, koyefisyan difizyon iyon ityòm nan materyèl elektwòd pozitif (olivin nan chanèl ion ki genyen yon sèl dimansyon, materyèl kouch nan chanèl ki genyen de dimansyon, ak materyèl elektwòd pozitif spinèl nan chanèl ki genyen twa dimansyon) ak negatif elektwòd grafit negatif. materyèl elektwòd (estrikti kouch) se jeneralman plizyè lòd nan grandè pi ba pase konstan pousantaj la nan reyaksyon redox heterogeneous nan batri segondè akeuz.

 

 

Anplis, konduktiviti ion nan elektwolit òganik se de lòd nan grandè pi ba pase sa yo ki nan elektwolit batri segondè akeuz (asid fò oswa baz). Sifas elektwòd negatif pil ityòm gen yon kouch fim SEI, e an reyalite, pèfòmans pousantaj pil ityòm se lajman kontwole pa difizyon iyon ityòm nan fim SEI. Akòz polarizasyon ki pi grav nan elektwòd poud nan elektwolit òganik konpare ak sistèm akeuz, sifas elektwòd negatif la gen tandans fè presipitasyon ityòm anba gwo agrandisman oswa kondisyon tanperati ki ba, ki poze danje sekirite grav.
Anplis de sa, anba gwo pousantaj chaje kondisyon, lasi nan materyèl la elektwòd pozitif gen tandans fè domaj, ak kouch grafit nan elektwòd negatif la ka domaje tou. Faktè sa yo pral akselere pouri nan kapasite, kidonk seryezman afekte lavi sa a ki sèvis nan pil pouvwa. Se poutèt sa, karakteristik esansyèl yo nan reyaksyon entegre detèmine ke ityòm-ion pil yo pa apwopriye pou gwo pousantaj chaje. Rezilta rechèch yo konfime ke lavi sik batri endividyèl yo anba chaj rapid ak mòd dechaj rapid ap diminye anpil, ak pèfòmans batri a pral siyifikativman deteryore nan etap yo pita nan itilizasyon.

Natirèlman, kèk lektè ka mande, èske pil ityòm titanat ka chaje ak egzeyate nan gwo pousantaj?
Pèfòmans pousantaj ityòm titanat ka eksplike pa estrikti kristal li yo ak koyefisyan difizyon ion. Sepandan, dansite enèji nan pil ityòm titanat se trè ba, ak itilizasyon pouvwa yo reyalize pa sakrifye dansite enèji, ki mennen nan gwo pri enèji inite nan pil ityòm titanat. Pri-efikasite ki ba a detèmine ke pil ityòm titanat pa ka vin endikap nan devlopman batri ityòm. An reyalite, tandans lavant paresseux pil Toshiba SCiB nan Japon nan dènye ane yo te deja montre pwoblèm nan.
Nan nivo selil la, pèfòmans pousantaj la ka amelyore nan pèspektiv nan pwosesis elektwòd ak konsepsyon estrikti selil, tankou fè elektwòd yo mens oswa ogmante pwopòsyon nan ajan kondiktif, ki se souvan itilize mwayen teknik. Menm pi mal, gen kèk manifaktirè yo te itilize metòd ekstrèm tankou retire termistors nan selil batri yo ak epesman pèseptè aktyèl la. An reyalite, anpil konpayi batri domestik pouvwa konsidere done gwo pousantaj batri pouvwa LFP yo nan 30C oswa menm 50C kòm yon rekò teknolojik.
Ki sa otè a vle fè remake isit la se ke kòm yon metòd tès, li se konprann, men kle a se sa ki chanjman ki te fèt andedan selil la batri. Long tèm gwo agrandisman chaje ak egzeyat ka domaje estrikti a nan materyèl yo elektwòd pozitif ak negatif, ak ityòm te deja presipite soti nan elektwòd negatif la. Pwoblèm sa yo mande pou itilize kèk metòd deteksyon in situ (tankou SEM, XRD, ak difraksyon netwon) pou klarifye. Malerezman, gen prèske pa gen okenn rapò sou aplikasyon an nan metòd deteksyon in-situ sa yo nan konpayi batri domestik.
Otè a tou raple lektè yo peye atansyon sou diferans ki genyen ant pwosesis yo chaje ak dechaje nan ityòm-ion pil. Kontrèman ak pwosesis chaje a, pil ityòm-ion pa lakòz gwo domaj nan batri a lè yo egzeyate nan yon pousantaj ki pi wo (fè travay ekstèn) kòm chaje vit, ki sanble ak lòt batri segondè ki baze sou dlo. Sepandan, pou itilizasyon pratik nan machin elektrik, demann pou gwo pousantaj chaje (chaj rapid) se san dout pi ijan pase gwo egzeyat aktyèl la.

Nan nivo pake batri a, sitiyasyon an ap vin pi konplèks. Pandan pwosesis la chaje, vòltaj la chaje ak aktyèl nan diferan pil endividyèl yo pa konsistan, ki pral inevitableman lakòz tan an chaje nan batri pouvwa a depase sa yo ki nan batri endividyèl la. Sa vle di ke byenke teknoloji chaje konvansyonèl kapab tou chaje yon sèl batri a mwatye kapasite li nan 30 minit, pake batri a pral definitivman depase tan sa a, ki nan yon sèten mezi vle di ke avantaj ki genyen nan teknoloji vit chaje yo pa trè evidan.
Anplis de sa, pandan itilizasyon (egzeyat) pil ityòm-ion, konsomasyon nan kapasite yo pa lineyèman ki gen rapò ak tan an egzeyat, men pito diminye rapidman sou tan. Pou egzanp, si yon sèten machin elektrik gen yon seri chaj plen kondwi nan 200 kilomèt, Lè sa a, apre li te kondwi 100 kilomèt nòmalman, batri pouvwa a ka toujou gen 80% nan kapasite li. Lè kapasite batri a rete nan 50%, machin elektrik la ka sèlman vwayaje 50 kilomèt.
Karakteristik pil ityòm-ion yo di nou ke chaje sèlman mwatye oswa 80% nan batri pouvwa a se konplètman ensifizan pou satisfè bezwen aktyèl itilizasyon machin elektrik yo. Pou egzanp, Tesla a lajman ankouraje teknoloji chaj rapid, nan opinyon mwen, se aktyèlman yon gimmick olye ke yon pratik. Anplis, vit chaje pral seryezman deteryore lavi batri a ak pèfòmans, epi pote danje sekirite.
Depi pil ityòm yo pa natirèlman apwopriye pou chaje vit, teyorikman, mòd nan echanj batri ka konpanse pou enpèfeksyon yo nan chaje vit. Malgre ke konsepsyon batri pouvwa a kòm yon kalite plug-in ka pote pwoblèm estriktirèl fòs ak pwoblèm izolasyon elektrik pou machin nan tout antye, osi byen ke super defi nan estanda batri ak eskiz, pèsonèlman mwen kwè ke mòd sa a se yon solisyon teknikman posib (sèlman nan nivo teknik) pou rezoud pwoblèm vit chaje pil ityòm-ion.
Dapre otè a, rezon ki fè "batri lokasyon + modèl echanj batri" pa gen okenn presedan siksè sou yon echèl mondyal se pa sèlman akòz abitid konsomatè yo (pwopriyetè machin kwè ke pil, tankou machin, se pwopriyete prive yo), men tou. akòz distribisyon an gwo nan benefis kache dèyè estanda teknik. Nan peyi oksidantal yo trè oryante sou mache a, difikilte pou rezoud pwoblèm sa a pi gran pase nan peyi Lachin. Nan opinyon pèsonèl mwen, mòd nan echanj batri ka gen potansyèl devlopman enpòtan nan jaden yo kote pi bon kalite machin elektrik, tankou otobis ak taksi, yo pwensipalman itilize nan Lachin nan tan kap vini an.