החשיבות של ביצועי מחזור עבור סוללות ליתיום- מובנת מאליה; יתרה מכך, מנקודת מבט מאקרו, חיי מחזור ארוכים יותר מרמזים על צריכת משאבים מופחתת. כתוצאה מכך, הגורמים המשפיעים על ביצועי המחזור הם שיקול קריטי לכל מי שעוסק בתעשיית סוללות הליתיום. להלן מספר גורמים שיכולים להשפיע על ביצועי מחזור הסוללה.
סוג חומר:בחירת החומר היא הגורם העיקרי המשפיע על ביצועי סוללת הליתיום-יון. אם נבחרים חומרים בעלי ביצועי מחזור גרועים, לא ניתן להבטיח את חיי המחזור של התא, ללא קשר למידת תקינות עיצוב התהליך או איכות הייצור. לעומת זאת, אם נבחרים חומרים מעולים, ביצועי המחזור עשויים להישאר טובים למדי גם אם יש בעיות קלות במהלך הייצור שלאחר מכן (למשל, תא המשתמש בתחמוצת ליתיום קובלט בקיבולת ספציפית של ~135.5 mAh/g בלבד ונוטה לציפוי ליתיום, הראה ירידה חדה בקיבולת לאחר קצת יותר ממאה מחזורים ב-0% בקיבולת ב-0 מחזורים, אך נשמרה בקיבולת 0% ב-0. 0.5C; תא אחר, שנמצא עם חלקיקי גרפיט שחור על האנודה, עדיין הציג ביצועי מחזור נורמליים). מנקודת מבט של חומרים, ביצועי המחזור של תא מלא נקבעים על ידי "החוליה החלשה יותר" בין שני הזיווגים: ממשק הקתודה-אלקטרוליט וממשק האנודה-אלקטרוליט.
ביצועים ירודים של מחזור החומרים עשויים לנבוע משתי סיבות עיקריות: שינויים מהירים במבנה הגביש במהלך רכיבה על אופניים המונעים המשך אינטרקלציה/ביטול- של ליתיום, או כשל של החומר הפעיל והאלקטרוליט ליצור שכבה צפופה ואחידה של Solid Electrolyte Interphase (SEI). זה האחרון מוביל לתגובות לוואי מוקדמות בין החומר הפעיל לאלקטרוליט, הגורם לצריכת אלקטרוליטים מהירה ובכך לפגיעה בחיי המחזור. במהלך תכנון התא, אם נבחר חומר עם ביצועי מחזור גרועים עבור אלקטרודה אחת, אין צורך לבחור חומר בעל ביצועים גבוהים- עבור האחרת, שכן פעולה זו תגרום לבזבוז.
צפיפות דחיסה של קתודה ואנודה:בעוד שצפיפות דחיסה גבוהה עבור הקתודה והאנודה יכולה להגביר את צפיפות האנרגיה של התא, היא גם פוגעת במידה מסוימת בביצועי המחזור של החומרים. תיאורטית, צפיפות דחיסה גבוהה יותר מרמזת על נזק מבני גדול יותר לחומר-מבנה שהוא בסיסי ליכולת המחזוריות של סוללת הליתיום-יון. יתר על כן, תאים עם צפיפות דחיסה גבוהה באלקטרודות החיוביות והשליליות שלהם נאבקים לשמור על מספיק אלקטרוליט, גורם חיוני לשמירה על רכיבה רגילה או ממושכת.
לַחוּת:לחות מוגזמת מעוררת תגובות לוואי עם החומרים הפעילים באלקטרודות, פוגעת במבנה שלהן ופוגעת בחיי המחזור; זה גם מעכב את היווצרות תקינה של שכבת הבין-פאזה האלקטרוליטית המוצקה (SEI). עם זאת, בעוד שקשה להעלים כמויות עקבות של לחות לחלוטין, הן יכולות למעשה לסייע בשמירה על ביצועי התא במידה מסוימת.
צפיפות ציפוי:בידוד צפיפות הציפוי כמשתנה יחיד כדי להעריך את השפעתו על רכיבה על אופניים הוא כמעט בלתי אפשרי. חוסר עקביות בצפיפות הציפוי מוביל בהכרח לשונות בקיבולת או הבדלים במספר השכבות המתפתלות או הערימה. עבור תאים מאותו דגם, קיבולת והרכב חומר, הורדת צפיפות הציפוי מגדילה למעשה את מספר השכבות המתפתלות או הערימה; הגידול שנוצר בחומר המפריד מאפשר ספיגת אלקטרוליטים גדולה יותר, ובכך תומך בחיי המחזור. בעוד שצפיפות ציפוי נמוכה יותר יכולה לשפר את יכולת הקצב ולהקל על הסרת לחות במהלך אלקטרודה ואפייה בתאים חשופים, היא מציבה אתגרים: דיוק הציפוי נעשה קשה יותר לשליטה, וחלקיקים גדולים בתוך החומר הפעיל עלולים להשפיע לרעה על תהליכי הציפוי והקלנדר. בנוסף, הגדלת מספר השכבות דורשת יותר נייר כסף וחומר מפריד, מה שמוביל לעלויות גבוהות יותר ולצפיפות אנרגיה נמוכה יותר. לכן נדרשת הערכה מאוזנת.
עודף אנודה:קביעת הרמה המתאימה של עודף האנודה דורשת התחשבות בגורמים מעבר לאובדן קיבולת בלתי הפיך ראשוני בלבד וסטיות בצפיפות הציפוי; ההשפעה על חיי המחזור היא גם שיקול קריטי. במערכות ליתיום קובלט אוקסיד (LCO) ומערכות גרפיט, אנודת הגרפיט הופכת לעתים קרובות ל"חוליה החלשה" במהלך רכיבה על אופניים. אם עודף האנודה אינו מספיק, ייתכן שציפוי ליתיום לא יתרחש בתחילה; עם זאת, לאחר מאות מחזורים, מבנה הקתודה נשאר יציב יחסית בעוד שמבנה האנודה סובל מהשפלה חמורה. כתוצאה מכך, האנודה כבר לא יכולה לקבל באופן מלא את יוני הליתיום המסופקים על ידי הקתודה, מה שמוביל לציפוי ליתיום ולדהיית קיבולת מוקדמת. כמות אלקטרוליטים: ישנן שלוש סיבות עיקריות לכך שחוסר אלקטרוליט משפיע על חיי המחזור. ראשית, נפח המילוי הראשוני אינו מספק. שנית, למרות נפח מילוי מספיק, זמן היישון קצר מדי, או שהרטבת האלקטרוליטים אינה שלמה עקב גורמים כמו דחיסה מוגזמת של האלקטרודות. שלישית, האלקטרוליט בתוך התא מתרוקן במהלך רכיבה על אופניים.
ACEY-BA3040-20בודק מחזור חיי סוללהמשמש לבדיקת תוחלת החיים, האמינות, הקיבולת ופרמטרים אחרים של ערכת הסוללות באמצעות בדיקת טעינה ופריקה מחזורית.
לגבי הנקודה השלישית, התאימות בין האלקטרודות (במיוחד האנודה) והאלקטרוליט מתבטאת מיקרוסקופית ביצירת שכבה צפופה ויציבה של Solid Electrolyte Interphase (SEI); מבחינה מקרוסקופית, הוא נצפה באמצעות קצב צריכת האלקטרוליטים במהלך רכיבה על אופניים. סרט SEI לא שלם לא מצליח למנוע ביעילות תגובות לוואי בין האנודה לאלקטרוליט, מה שמוביל לצריכת אלקטרוליטים. יתר על כן, פגמים בסרט ה-SEI גורמים להיווצרות מחדש-מתמשכת של הסרט במהלך רכיבה על אופניים, אשר צורך הן את מקור הליתיום הפיך והן את האלקטרוליט. בין אם תא עובר מאות מחזורים או חווה ירידה בביצועים לאחר כמה עשרות בלבד, אם האלקטרוליט מתרוקן לאחר רכיבה על אופניים למרות שהוא מספיק בהתחלה, הגדלת החזקת האלקטרוליט עשויה לשפר במידה מסוימת את ביצועי המחזור.
תנאי מבחן אובייקטיביים:גורמים חיצוניים-כגון קצבי טעינה/פריקה, מתח -ניתוק, זרמי ניתוק-טעינה, אירועי טעינה/יתר-פריקה, בדיקת טמפרטורת תא, הפרעות פתאומיות והתנגדות למגע בין בדיקות בדיקה לתא-כל אלה יכולים להשפיע על תוצאות בדיקות ביצועים במחזוריות משתנות. בנוסף, חומרים שונים מציגים רגישויות שונות לגורמים אלה; עם זאת, אימוץ פרוטוקולי בדיקה סטנדרטיים והבנת המשותף והמאפיינים הספציפיים של חומרי מפתח אמורים להספיק לפעולות שגרתיות.
תַקצִיר:בדומה ל"עקרון הדלי" (או חוק המינימום), הקובע האולטימטיבי לביצועי המחזור של התא הוא "המגמה הקצרה ביותר"-הגורם המגביל היחיד מבין המשתנים הרבים הפועלים. יתר על כן, גורמים אלה מקיימים אינטראקציה זה עם זה. בהינתן חומרים זהים ויכולות ייצור, חיי מחזור גבוהים יותר באים לעתים קרובות במחיר של צפיפות אנרגיה נמוכה יותר. לכן, המטרה העיקרית היא לזהות את האיזון האופטימלי העונה על דרישות הלקוח תוך הבטחת עקביות מירבית בייצור התאים.
עלינו
אסי ניו אנרגיהמוקדש לספק פתרונות חצי-אוטומטיים ואוטומטיים לחלוטין עבור חבילות סוללות ליתיום-יון המשמשות במגזרים כגון מערכות אחסון אנרגיה (ESS), מזל"טים,-אופניים חשמליים,-קטנועים חשמליים, כלי עבודה חשמליים וכלי רכב חשמליים דו-- או-. אנו מציעים גם חבילה מקיפה של ציוד המכסה את כל תהליך הרכבת הסוללות-כולל ממיינים של סוללות, מכונת הדבקת נייר בידוד, בודק CCD, רתכי נקודתיים ידניים/אוטומטיים, בודקי BMS, בודקי ביצועים מקיפים של סוללות ובוחן ערכות סוללות-כדי לעזור ללקוחות להשיג ייצור יעיל, אינטליגנטי וגדול-.
