กลไกการเสื่อมสภาพและการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่ Lifepo4/กราไฟท์ของคุณคืออะไร

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับอุปกรณ์พกพาและรถยนต์ไฟฟ้า และถือเป็นแหล่งพลังงานที่มีแนวโน้มมากที่สุดที่จะทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิล

ความจุที่ลดลงของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีความสัมพันธ์อย่างมากกับเงื่อนไขการใช้งาน เช่น อัตราการชาร์จและคายประจุ แรงดันไฟฟ้าตัด ความลึกของการคายประจุ (DOD) สถานะการชาร์จ (SOC) และอุณหภูมิโดยรอบ ซึ่ง ล้วนส่งผลต่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

มีการตรวจสอบอิทธิพลของอัตราการคายประจุที่แตกต่างกันต่อการเสื่อมสภาพของเซลล์เต็ม LiFePO4/กราไฟท์ อัตราการสลายตัวของความจุเต็มเซลล์จะถูกเร่งโดยการเพิ่มอัตราการคายประจุ อย่างไรก็ตาม เมื่ออัตราการคายประจุสูงกว่า 3.0C กลไกการสลายตัวของเต็มเซลล์จะเปลี่ยนไป

จากการแยกชิ้นส่วนเซลล์เต็มเซลล์สดและเซลล์เก่า สรุปได้ว่าความจุที่แท้จริงของแอโนดกราไฟท์ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับฟิล์ม SEI บนพื้นผิว

การบริโภคลิเธียมแบบแอคทีฟที่ไม่สามารถย้อนกลับได้เนื่องจากการก่อตัวและการพัฒนาของฟิล์ม SEI เป็นสาเหตุหลักที่ทำให้ความจุของเซลล์เต็มเซลล์มีอายุลดลงด้วยอัตราการคายประจุที่ค่อนข้างต่ำ เมื่ออัตราการคายประจุอยู่ที่ 4.0C และ 5.0C อัตราการจางของความจุจะคงอยู่ในระดับที่ค่อนข้างสูง เนื่องจากฟิล์ม SEI บนขั้วบวกมีแนวโน้มที่จะแตกหักและไม่เสถียรหลังจากการสกัดลิเธียมไอออนอย่างรวดเร็วในอัตราที่สูง นอกจากนี้ อัตราการสลายตัวของกำลังการผลิตจะเพิ่มขึ้นในช่วงหลังของการหมุนเวียน ซึ่งเป็นผลมาจากการย่อยสลายของวัสดุออกฤทธิ์ การเสื่อมประสิทธิภาพของอิเล็กโทรด LiFePO4 และฟิล์ม SEI ที่ไม่เสถียรบ่งชี้ว่ากลไกการย่อยสลายมีการเปลี่ยนแปลงเมื่อเซลล์เต็มมีอายุมากขึ้นที่อัตราการคายประจุสูง นอกจากนี้ อัตราการไหลออกที่สูงยังส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพของกราไฟท์แอโนด และยังสามารถเพิ่มความต้านทานภายในของเซลล์เต็มเซลล์ได้ ซึ่งเป็นอันตรายต่อความสามารถในการคายประจุในอัตราที่สูง

โดยสรุป อัตราการคายประจุที่สูงอาจส่งผลให้ความจุของเซลล์เต็มลดลงอย่างรวดเร็วและกลไกการย่อยสลายที่เปลี่ยนแปลงไป ดังนั้น เมื่ออัตราการคายประจุมากกว่าหรือเท่ากับ 4.0C จึงไม่เหมาะที่จะใช้ในการเร่งการแก่ชราของ LiFePO4/กราไฟท์ทั้งเซลล์