تحليل العوامل التي تحد من سرعة شحن بطاريات الليثيوم
ما هو الحد الأقصى لمدى سرعة شحن البطارية؟
عند مناقشة سرعة الشحن ، فإن تحمل البطارية نفسها هو بالتأكيد العامل الذي لا مفر منه. بغض النظر عن مدى قوة معدات الشحن المحيطية ، ومدى قوة الطاقة ، ومدى قوة سعة الشحن ، إذا كانت البطارية نفسها بها عيوب في سعة الشحن المقبولة ، فلن تكون سرعة الشحن بالتأكيد أسرع. إذا كانت سعة البطارية كبيرة نسبيًا ، فسيكون وقت الشحن الطبيعي أطول.
إذا كنت قد درست الكيمياء الكهربائية في المدرسة الثانوية ، فسوف تفهم عملية شحن البطارية وتفريغها. الجوهر هو أنه يتم إجراء سلسلة من تفاعلات الأكسدة والاختزال داخل البطارية لتحقيق النقل الاتجاهي للإلكترونات بين القطب الموجب والقطب السالب. بأخذ بطارية الليثيوم السائدة الحالية كمثال ، على الرغم من وجود أنواع مختلفة ، فإن الهيكل العام ليس أكثر من مادة قطب موجبة ، مادة قطب كهربائي سالب ، غشاء ، إلكتروليت ، إلخ. عملية الشحن هي أساسًا أيونات الليثيوم المستخرج من القطب السالب ، ويمر عبر الحجاب الحاجز والبطارية. المنحل بالكهرباء ، عملية الانتشار إلى القطب الموجب - تصبح سرعة الانتشار بشكل طبيعي مفتاح سرعة الشحن.
من الناحية النظرية ، من الممكن بالفعل زيادة سرعة الشحن عن طريق زيادة التيار. ومع ذلك ، إذا كان التيار كبيرًا جدًا ، فلن يتمكن معدل انتشار أيونات الليثيوم في البطارية من مواكبة معدل انتشار الإلكترونات ، مما يؤدي إلى فصل نقل أيون - الإلكترون ، مما يؤثر على أداء البطارية ، وسيتم تقليل سعة الشحن التي يمكن تحقيقها في المقابل. ، بل هناك خطر نشوب حريق وانفجار.
لذلك ، بشكل عام ، نوصي باستخدام الشحن البطيء قدر الإمكان عندما لا تكون في عجلة من أمرك ، وهو أمر مفيد لإطالة عمر البطارية.
يرتبط معدل انتشار أيونات الليثيوم ارتباطًا وثيقًا بدرجة الحرارة والمواد وهيكل الكاثود.
الأول هو درجة الحرارة. بشكل عام ، كلما ارتفعت درجة الحرارة ، كان معدل الانتشار أسرع. ومع ذلك ، إذا كانت درجة الحرارة مرتفعة للغاية ، فستؤدي أيضًا إلى مشاكل مثل تقليل عمر البطارية وانخفاض أمان الشحن. إذا كانت درجة الحرارة منخفضة جدًا ، فلن يعمل نفس الشيء. عندما تكون درجة الحرارة منخفضة للغاية ، سيتم ترسيب معدن الليثيوم الموجود في البطارية ، مما يؤدي إلى حدوث دائرة قصر داخلية للبطارية ، وخاصة بطارية فوسفات الحديد الليثيوم. بشكل عام ، تبلغ سعة بطارية فوسفات الحديد الليثيوم حوالي 6 0 - 70 في المائة عند 0 درجة ، ويترك فقط 20-40 في المائة عند -20 درجة. لذلك ، في فصل الشتاء الشمالي البارد ، يجب أن تتمتع المركبات الكهربائية بوظيفة تسخين وحدة البطارية ، وبالتالي يكون استهلاك الطاقة أسرع بشكل طبيعي.
The second is the material. The diffusivity of different materials is very different. Lithium cobaltate, lithium manganate, lithium iron phosphate, NCM, NCA, etc. are all cathode materials with very good performance. The two materials are relatively high. This is also an important reason why today's lithium batteries are named after cathode materials.
في مجال صناعة البطاريات ، عادةً ما يتم استخدام معدل تفريغ الشحن - لوصف العلاقة بين سرعة الشحن والتيار. على سبيل المثال ، يُطلق على المعدل عندما يتم شحن البطارية بالكامل في ساعة واحدة 1C ، والمعدل عندما يستغرق 30 دقيقة فقط يسمى 2C ، وهكذا. 1C يمكن أن يسمى الشحن السريع. في الوقت الحاضر ، يمكن أن يكون معدل شحن بطاريات أيونات الليثيوم - بشكل عام 1C-3C ، ويمكن أن يصل أعلى معدل إلى 5C ، ولكنه بطبيعة الحال أسوأ بكثير من معدل التفريغ عند 10C عند البدء.
منحنى مميز لشحن بطارية أيون Li - النموذجي
بالإضافة إلى عنق الزجاجة في الحد الأقصى لمعدل الشحن ، يختلف أيضًا معدل الشحن الذي يمكن للبطارية أن تتحمله في ظل SOC (حالة الشحن ، أي حالة الشحن ، أي الطاقة المتبقية). بشكل عام ، تتشابه خصائص البطارية أثناء عملية الشحن تقريبًا مع الصورة أعلاه ، وسيتبع معدل الشحن إيقاعًا بطيئًا - سريعًا -. بشكل عام ، عندما تصل SOC إلى أكثر من 90 بالمائة ، ستزداد المقاومة الداخلية للبطارية بشكل كبير ، مما يؤدي إلى إبطاء معدل الشحن. إذا انتبهت إلى معظم السيارات الكهربائية المعروضة للبيع حاليًا ، فستجد أنهم سيعلنون عن قدرتهم على شحن بطارية كبيرة بالكامل في فترة زمنية قصيرة نسبيًا ، مثل ساعة واحدة أو حتى 30 دقيقة في شحن سريع معين حالة. تبلغ نسبة الكهرباء بشكل عام حوالي 80٪ -90٪ ، وهذا ما تعنيه.
So if you are an electric vehicle user and want to save as much time as possible for charging, try not to use the power less than 10 percent at every turn, and you don't have to be fully charged when charging, reaching more than 90 percent , or it can meet your needs The mileage required for one trip is sufficient.
ما هي حدود سرعة شحن جهاز الشحن؟
In addition to the bottleneck of the battery itself, peripheral charging devices also have their own limitations. Simply put, the greater the output power of the charging pile, the shorter the charging time. But the charging pile is not able to increase the charging power indefinitely. First, let's talk about the process of charging an electric vehicle.
When it comes to car charging, the first thing everyone thinks of is the charging pile. In simple terms, the larger the output power of the charging pile, the smaller the battery capacity, and the shorter the charging time. This is the same as filling a pool with water. The larger the water pipe, the smaller the pool, the shorter the time. However, as an electric vehicle user, of course, I hope that my battery capacity is large enough, so it is naturally more necessary to increase the power of the charging pile. Vehicle charging piles are generally divided into two types: AC charging piles and DC charging piles. Let's separate the two cases.
Let's talk about the more universal AC charging piles first. It mostly uses 220V AC charging with the same voltage as the household voltage. The general current is only 16A or 32A, and the charging speed is relatively slow. When the battery capacity is about 20kwh, it takes about 6-8 hours to fully charge.
