Это одна из основных забот владельцев электромобилей, а именно, как деградирует литиевая батарея и как она стареет? Значение последнего настолько важно, что разумно сохранить его как можно дольше.
Но здесь вопрос не в том, как сохранить аккумулятор, об этом в другой статье, а в описании основных явлений, которые ухудшают работу литиевых аккумуляторов.Читать: каков срок службы аккумуляторов электромобилей
Итак, давайте начнем этот исчерпывающий список с иллюстрации, которая обобщает все аномалии и проблемы, которые могут возникнуть с течением времени на литиевой батарее (более подробные пояснения позже): Ближний (анод):
катод:
Эти слои (межфазные твердые электролиты) образуются естественным образом во время перезарядки (особенно самого первого слоя, который занимает от 5 до 10% лития, содержащегося в батарее!) вокруг анодов и катодов. Это составная смесь между ионом лития и электролитом, полностью затвердевающая и прилипающая к аноду. Они играют решающую роль, поскольку блокируют прохождение электронов. Таким образом, они предотвращают окисление (и, следовательно, генерацию тока), когда батарея не используется. Поэтому он заставляет электроны проходить через клеммы батареи, чтобы потреблять ток.
Проблема в том, что со временем последние могут уплотняться (в основном у анода), что расходует литий (они частично состоят из него) и затрудняет прохождение через него ионов лития… Предназначенные для отправки электронов из батареи в эксплуатацию, коллекторы сделаны из металлов, которые со временем могут подвергаться коррозии. Это снижает их электрические свойства, и батарея затем теряет свою емкость Обычно невозможно из-за контроля со стороны BMS (если только она не выходит из строя…), перезарядка батареи вызовет ненормальное вздутие анода (-), который затем может коснуться катода, который производит короткое замыкание и возможный взрыв батареи (образование газа внутри, затем взрыв от избыточного давления, точно так же, как у пороховой петарды).
Несмотря на сепаратор, который позволяет избежать этого, если анод станет слишком большим, он может в конечном итоге разорвать / лопнуть перегородку и коснуться другого полюса.Глубокие разряды вызывают в первую очередь риск возгорания при перезарядке, некоторые БМС потом все вырезают для безопасности (невозможность перезарядки).
Это также может способствовать коррозии коллектора, а также увеличению импеданса анода, в результате чего возникают небольшие перегрузки, которые благоприятствуют слою SEI, который также не должен становиться слишком толстым.
Мы можем говорить об обратимом аккумуляторе, в отличие от батареи, которая живет только один раз, эта обратимость на самом деле является лишь утопической и идеальной концепцией.
Реальность такова, что вещи никогда не возвращаются идеально, как раньше, просто потому, что материалы работают (окисления и восстановления) и поэтому изнашиваются…
По износу в основном будем говорить о деформации анодов и катодов, которые потом уже не смогут вместить столько атомов лития в будущем (немного похоже на деформированные и более идеально квадратные полки, я уже не мог хранить там столько книг ). Таким образом, например, слои графита не возвращаются к своей первоначальной плоской форме. Как вы знаете, тепло расширяет материалы… Тепло может исходить из внешней среды, но в основном оно будет связано с эффектом Джоуля (нагрев, связанный с силой тока), который может быть гораздо более мощным.
Следовательно, здесь существует риск деформации анодов и катодов, которые в этом случае больше не будут функционировать оптимально: они больше не будут иметь прежней приемной способности по отношению к атомам лития, которые должны быть там размещены, как мы объясняли в предыдущем абзаце.
Но этим риски не ограничиваются, речь может идти и о вздутии электролита (= избыточное давление и опасность взрыва), разрушении слоев СЭВ, высыхании электролита или даже убегании кобальта (при сильном нагреве срабатывает своего рода деструктивная цепная реакция.) Зоя или Лист, например, не имеют активного охлаждения, а большие клетки способствуют нагреву. В результате аккумуляторы со временем теряют большую часть своей емкости.
Наддув более 50 кВт способствует эффекту щеки и нагреву, а также создает большую нагрузку на двигатель или даже регенерацию (которая ограничивается холодным аккумулятором).
Сепаратор, предназначенный для наилучшего направления ионов лития на другую сторону, что позволяет фильтровать электроны, а также ограничивает риск короткого замыкания между + и -, со временем имеет тенденцию засоряться. Действительно, его поры постепенно забиваются. Таким образом, это ухудшает распределение и упорядочение ионов, проходящих через него, что приводит к снижению однородности.
И в конце концов мы можем даже получить полностью водонепроницаемую мембрану, что приводит к полностью неработоспособной батарее
