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Was begrenzt die Ladegeschwindigkeit von Lithiumbatterien?

Fast charge lithium battery 2

Auf dem Gebiet der Batterie-Industrie wird die Lade-/Entladerate in der Regel verwendet, um das Verhältnis zwischen Ladegeschwindigkeit und Stromstärke zu beschreiben. Wenn wir Lithium-Batterie individuell gestalten ist die Lade-/Entladerate ein wichtiger zu berücksichtigender Faktor. Zum Beispiel, die Rate von 1 Stunde volle Batterie wird als 1C, die Rate von nur 30 Minuten wird als 2C, und so weiter, mehr als 1C kann als Schnellladung. Heutzutage kann die Laderate von Lithium-Ionen-Batterien in der Regel 1C-3C erreichen, und die höchste Rate kann wahrscheinlich bis zu 5C gehen, aber verglichen mit der Entladungsrate von 10C, ist es natürlich noch ein langer Weg.

Schnelllade-Lithium-Batterie

Neben dem Engpass der maximalen Laderate gibt es auch Unterschiede in der Laderate, die die Batterie bei unterschiedlichem SOC (State of Charge) vertragen kann. Im Allgemeinen folgt der Ladevorgang einem Rhythmus von langsam – schnell – langsam. Wenn der SOC-Wert mehr als 90 % erreicht, steigt der Innenwiderstand der Batterie im Allgemeinen erheblich an, so dass sich die Ladegeschwindigkeit verlangsamt.

Wenn Sie also ein Elektroauto-Batterie Nutzer sind und so viel Zeit wie möglich beim Aufladen sparen wollen, sollten Sie nicht weniger als 10 % der Ladung verwenden. Er muss beim Aufladen nicht voll sein, aber mehr als 90 % oder genug Kilometer für die nächste Fahrt. Neben dem Engpass des Akkus selbst hat auch das periphere Ladegerät seine eigenen Grenzen.

Theoretisch könnte die Ladegeschwindigkeit tatsächlich durch eine Erhöhung des Stroms erhöht werden. Wenn der Strom jedoch zu groß ist, kann die Diffusionsrate der Lithiumionen in der Batterie nicht mit der Diffusionsrate der Elektronen mithalten, was zu einer Unterbrechung des Elektronen-Ionen-Transports führt und sich auf den BatterieleistungDadurch wird die erreichbare Ladekapazität verringert, und die Lebensdauer der Batterie ist noch schlimmer, und es besteht sogar die Gefahr von Bränden und Explosionen.

Wenn Sie es nicht eilig haben, empfehlen wir daher, so oft wie möglich langsam zu laden, um die Lebensdauer der Batterie zu verlängern, und bei Lithiumbatterien ist es sicherer, langsam zu laden. SmartPropel Lithium-Batterien sind eingebaut Hochwertiges BMS Wir empfehlen Ihnen, das Original-Ladegerät dazu zu kaufen, um die Ladesicherheit zu gewährleisten.

Electric Vehicle Battery Charge

Während des Ladevorgangs hängt die Diffusionsgeschwindigkeit von Lithiumionen in einer Lithiumbatterie eng mit der Temperatur, dem Kathodenmaterial und der Struktur zusammen.

Die erste ist die Temperatur. Im Allgemeinen gilt: Je höher die Temperatur ist, desto schneller ist die Diffusionsgeschwindigkeit. Ist die Temperatur jedoch zu hoch, verkürzt sich auch die Lebensdauer der Batterie und die Ladesicherheit nimmt ab. Eine zu niedrige Temperatur ist auch nicht gut. Bei zu niedrigen Temperaturen lagert sich das Lithiummetall in der Batterie ab, was zu einem Kurzschluss im Inneren der Batterie führen kann, insbesondere im Lithium-Eisenphosphat-Batterie . Im Allgemeinen beträgt die Kapazität der Lithium-Eisen-Phosphat-Batterie bei 0℃ etwa 80 %, und bei -20℃ beträgt sie nur noch 20 bis 40 %. Im kalten nördlichen Winter müssen Elektroautos also in der Lage sein das Batteriemodul aufheizen und damit schneller Strom verbrauchen.

Zweitens, Materialien, verschiedene Materialien Diffusionsfähigkeit Lücke ist sehr groß, wie Lithium-Kobalt-Säure, Lithium-Mangan-Säure, Lithium-Eisen-Phosphat, NCM, NCA und andere Kathoden-Materialien mit sehr guter Leistung, und die beiden letzteren sind die beiden Materialien mit der besten Leistung und hohe Anwendung Popularität im Moment. Dies ist ein wichtiger Grund, warum die heutigen Lithium-Ionen-Batterien nach dem Kathodenmaterial benannt sind.

Das grundlegende Funktionsprinzip und die Struktur der Lithium-Ionen-Batterie

Die Grundprinzip der Batterie : Die positive Elektrode wird reduziert, um Elektronen zu gewinnen; die negative Elektrode oxidiert und verliert Elektronen. Die Elektronen durchqueren die Ladung, indem sie vom Negativ zum Positiv wandern und einen Strom in der Richtung vom Positiv zum Negativ bilden.

Prinzip der Lithium-Batterie aufladen

Es gibt immer etwas, das die Lithium-Ionen im Pluspol und die Lithium-Atome im Minuspol hält, so wie es auch immer Regale für Waren gibt. Das Lithium-Atom der negativen Elektrode besteht aus Graphit und anderen Materialien mit Löchern, so dass die Reaktion der negativen Elektrode wegfällt. Zwischen der positiven und der negativen Elektrode befinden sich ein Elektrolyt und eine Membran, die sowohl dem Fluss der Lithiumionen als auch der Trennung von positiver und negativer Elektrode dient, um interne Kurzschlüsse zu verhindern.

Warum sollte man über das grundlegende Funktionsprinzip und den Aufbau von Lithium-Ionen-Batterien sprechen? Später werden die Abschaltspannung beim Laden und Entladen von Lithiumbatterien und die Schäden durch Überladung und Überentladung untersucht.

Eigenschaften von Lithium-Ionen-Batterien

Die Nutzer sind am meisten besorgt über die eigenschaften von lithium-ionen-batterien ist die Kapazität, wie z.B. die oft genannte 2000mAh, bezieht sich auf die Lithium-Batterie im normalen Betrieb der Anzahl der Ladungen freigegeben werden können. Werfen wir einen Blick auf die Spezifikationen einer Lithium-Ionen-Batterie:

Einige wichtige Parameter für diese Batterie:

Kapazität: 2500mAh

Ladeschlussspannung: 4,2 V

Entladeschlussspannung: 2,5 V

Maximaler Ladestrom: 4000mA

Maximaler Entladestrom: 20000mA

Kurzum, es ist alles rund um die Batteriekapazität und das Laden und Entladen zu beachten. Die Kapazität einer Batterie hängt davon ab, wie viele Elektronen von der negativen Elektrode abgegeben und wie viele Elektronen von der positiven Elektrode aufgenommen werden können.

Warum gibt es eine Ladeschlussspannung? Mit anderen Worten, was ist das Problem nach dem Laden mit Überspannung? In der vorherigen Beschreibung der lithium-ionen-batterie-struktur wurde erwähnt, dass die negative Elektrode aus Graphit und Lithiumatomen besteht. Tatsächlich existiert Lithium nicht in Form eines Atoms, sondern in Form von Lithium-Ionen und Graphit nebeneinander. Nach dem Laden mit Überspannung fallen die Lithium-Ionen in kristallines Lithium aus und können nicht mehr an der Ladung und Entladung teilnehmen, was zu einer geringeren Batteriekapazität führt.

Warum gibt es eine Entladeschlussspannung, d.h. was kann passieren, wenn die Entladung zu Ende ist? Nach übermäßiger Entladung, eine große Anzahl von Lithium-Ionen in der negativen Elektrode fließen, um die positive Elektrode, was zu leeren Graphit, ein Teil der Fläche zusammengebrochen, kann nicht mehr speichern Lithium-Ionen, wird auch zu einer Verringerung der Batteriekapazität führen.

Bei Lithiumbatterien ist die Kapazität bei verschiedenen Entladeströmen und Temperaturen unterschiedlich und nimmt mit zunehmender Anzahl von Lade- und Entladezyklen ab.

Was begrenzt die Ladegeschwindigkeit einer Lithium-Batterie ? Es kommt auf die Materialien an und Technik . Wie bereits erwähnt, existieren Lithium-Ionen nicht als Atome und müssen mit Graphit koexistieren. Bei einer vollständigen Aufladung der Lithiumbatterie wandern die Lithiumionen zwischen den positiven und negativen Elektroden und tragen und geben elektrische Ionen ab, um die Speicherfunktion der Lithiumbatterie zu realisieren. Diese benötigen eine gewisse Reaktionszeit, zu schnelles Aufladen führt zu einer abnormalen Reaktion und Kristallisation der Lithiumbatterie, und wenn die Ladegeschwindigkeit die Batterietoleranz überschreitet, erhöht sich der Innenwiderstand der Lithiumbatterie, so dass die Batterie ein zu hohes Temperaturrisiko aufweist.

SmartPropel Original-Autorin: Michelle