Lityum pilin ömrünü hangi faktörler etkiler?

Lityum pilin kullanım ömrü, lityum iyon pil kullanımında dikkat edilmesi gereken bir endekstir. Genel olarak lityum iyon pillerin servis ömrü esas olarak iki faktörden etkilenir:

1) Hizmet süresi;
2) Döngü sayısı.

Lityum iyon pilin bozunma hızına göre, pilin bozunma hızı erken doğrusal bozunma hızına ve geç doğrusal olmayan bozunma hızına bölünebilir. Doğrusal olmayan düşüş sürecinin tipik özelliği, pilin kapasitesinin kısa sürede önemli ölçüde azalmasıdır, bu durum genellikle kapasite dalışı olarak anılır ve bu durum pilin kullanımı ve kademelerin kullanımı açısından oldukça sakıncalıdır.

Deneyde Simon F. Schuster, E-One Moli Energy'nin IHR20250A pilini kullandı. Katot malzemesi NMC malzemesi, anot malzemesi grafit olup nominal kapasitesi 1,95Ah'dir. Pilin doğrusal olmayan zayıflamasına voltaj penceresi, şarj oranı, deşarj oranı ve sıcaklığın etkisi analiz edildi. Spesifik deneysel düzenleme aşağıdaki tabloda gösterilmektedir.

Ana sonuçlar aşağıdaki gibidir:

1. Çalışma voltajı penceresinin negatif SEI filmlerin büyümesi üzerindeki etkisi, geniş elektrokimyasal pencere nedeniyle pozitif geçiş metali elemanlarının çözünmesinin artması ve çözünmüş geçiş metali elemanlarının, hızlanan negatif elektrot yüzeyine göç etmesidir. Negatif elektrot geçiş metali filmlerinin büyümesi. Sonuçlar, negatif elektrotun kinetik koşullarının lityumun bozunumunu hızlandırdığını, dolayısıyla lityumun negatif elektrotta önceden çökelmesinin daha erken doğrusal olmayan bozunmaya yol açtığını göstermektedir.
2. Şarj deşarj oranının etkisi

Lityum iyon pilin doğrusal olmayan zayıflaması esas olarak lityum metalinin negatif elektrot yüzeyinde çökelmesinden kaynaklandığından, şarj deşarj akımı, lityum iyon pilin doğrusal olmayan zayıflamasının oluşmasıyla yakından ilgilidir. En etkili faktör akü şarj akımıdır. 1C oranında şarj edilen pil neredeyse başlangıçtan itibaren doğrusal olmayan bir zayıflama eğilimi gösterir, ancak şarj akımını 0,5C'ye düşürürsek, o zaman pilin zaman düğümü doğrusal olmayan bir azalmaya uğrar ve bu büyük ölçüde gecikir. Deşarj akımının pilin doğrusal olmayan zayıflaması üzerindeki etkisi neredeyse göz ardı edilebilir. Bunun temel nedeni, şarj akımının artmasıyla negatif elektrotun polarizasyonunun önemli ölçüde artması ve bunun da negatif elektrottan lityum salınması riskinde önemli bir artışa yol açmasıdır. Çöken gözenekli metal metal, elektrolitin ayrışmasını teşvik eder ve hızlandırır. Negatif elektrotun dinamik performansının bozulması, doğrusal olmayan bozunmanın erken oluşmasına yol açar.

3. Sıcaklığın etkisi

Sıcaklığın, negatif elektrodun dinamik özellikleri üzerinde çok önemli bir etkisi vardır, dolayısıyla sıcaklığın aynı zamanda hamurun doğrusal olmayan zayıflamasının oluşma süresi üzerinde de önemli bir etkisi vardır.
35°C döngüsündeki aküde en geç doğrusal olmayan bir düşüş yaşanıyor. Pilin voltaj penceresini 3,17-4,11v'ye düşürürsek, pilin erken dönemde 35°C ve 50°C'deki bozulma oranı nispeten tutarlıdır, ancak ömrünün sonunda pil 35°C'dedir. C doğrusal olmayan bir düşüş göstermeye başlar. Bunun temel nedeni düşük sıcaklıklarda pilin kinetik koşullarının bozulmasıdır, bu da katodun lityum olarak analiz edilmesini kolaylaştırır, böylece sei filminin büyümesini hızlandırır ve katodun kinetik koşullarının daha da bozulmasına yol açar. erken lityum iyon pillerin doğrusal olmayan düşüşüne yol açıyor.