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¿Qué limita la velocidad de carga de la batería de litio?

Fast charge lithium battery 2

En el campo de la industria de las baterías la tasa de carga-descarga se suele utilizar para describir la relación entre la velocidad de carga y el tamaño de la corriente. Cuando personalizar la batería de litio la velocidad de carga-descarga es un factor importante a tener en cuenta. Por ejemplo, la tasa de 1 hora de batería completa se llama 1C, la tasa de sólo 30 minutos se llama 2C, y así sucesivamente, más de 1C se puede llamar carga rápida. Hoy en día, la velocidad de carga de las baterías de iones de litio puede alcanzar generalmente entre 1C y 3C, y la más alta puede llegar probablemente a 5C, pero si se compara con la velocidad de descarga de 10C, naturalmente todavía hay un largo camino.

batería de litio de carga rápida

Además del cuello de botella de la tasa de carga máxima, también hay diferencias en la tasa de carga que la batería puede soportar bajo diferentes SOC (Estado de Carga). En general, la velocidad de carga seguirá un ritmo lento – rápido – lento. Generalmente, cuando el SOC alcanza más del 90%, la resistencia interna de la batería aumentará significativamente, haciendo que el ritmo de carga sea más lento.

Así que si eres un batería de coche eléctrico usuario y quieres ahorrar el máximo tiempo posible en la carga, intenta no utilizar menos del 10% de la carga. No tiene que estar lleno cuando se carga, sino más del 90%, o suficientes kilómetros para cubrir su próximo viaje. Además del cuello de botella de la propia batería, el dispositivo periférico de carga tiene sus propias limitaciones.

En teoría, la velocidad de carga podría incrementarse aumentando la corriente. Sin embargo, si la corriente es demasiado grande, la velocidad de difusión de los iones de litio en la batería no puede seguir el ritmo de la velocidad de difusión de los electrones, lo que llevará a la desconexión del transporte electrón-ion, afectando a la rendimiento de la bateríareduciendo la capacidad de carga que se puede alcanzar, y la la vida de la batería es aún peor, e incluso habrá riesgo de incendio y explosión.

Por lo tanto, en general, cuando no se tiene prisa, se sugiere utilizar la carga lenta en la medida de lo posible, lo que favorece la prolongación de la vida útil de la batería, y es más seguro utilizar la carga lenta para las baterías de litio. SmartPropel Las baterías de litio tienen incorporadas BMS de alta calidad con múltiples protecciones, le sugerimos que compre el cargador original para garantizar la seguridad de la carga.

Electric Vehicle Battery Charge

Durante la carga, la velocidad de difusión de los iones de litio dentro de una batería de litio está estrechamente relacionada con la temperatura, el material del cátodo y la estructura.

La primera es la temperatura. En general, cuanto más alta es la temperatura, más rápida es la velocidad de difusión. Sin embargo, si la temperatura es demasiado alta, también se reducirá la duración de la batería y la seguridad de la carga. Una temperatura demasiado baja tampoco es buena. A una temperatura demasiado baja, el metal de litio de la batería se depositará, lo que puede causar un cortocircuito en el interior de la batería, especialmente el batería de litio y fosfato de hierro . Por lo general, a 0℃, la capacidad de la batería de litio y fosfato de hierro es de alrededor del 80%, y a -20℃, es sólo un pobre 20 ~ 40%. Así que en el frío invierno del norte, los coches eléctricos deben ser capaces de calentar el módulo de la batería y, por tanto, agotar la energía más rápidamente.

En segundo lugar, los materiales, la brecha de capacidad de difusión de diferentes materiales es muy grande, como el ácido de cobalto de litio, el ácido de manganeso de litio, el fosfato de hierro de litio, NCM, NCA y otros materiales de cátodo con muy buen rendimiento, y los dos últimos son los dos materiales con el mejor rendimiento y alta popularidad de aplicación en el momento. Esta es una de las principales razones por las que las baterías de iones de litio actuales reciben el nombre del material del cátodo.

El principio básico de funcionamiento y la estructura de la batería de iones de litio

El principio básico de la batería electrodo positivo se reduce para ganar electrones; el electrodo negativo se oxida y pierde electrones. Los electrones atraviesan la carga, pasando del negativo al positivo, formando una corriente en la dirección del positivo al negativo.

Principio de carga de la batería de litio

Siempre hay algo para mantener los iones de litio en el terminal positivo y los átomos de litio en el terminal negativo, al igual que siempre hay estantes para las mercancías. Por lo tanto, el estante para los iones de litio son los iones de cobalto-ato, que junto con los iones de litio forman el electrodo positivo; El átomo de litio del electrodo negativo está hecho de grafito y otros materiales con agujeros, por lo que la reacción del electrodo negativo desaparece. Entre los electrodos positivo y negativo hay un electrolito y una membrana, que se utiliza tanto para hacer fluir los iones de litio como para separar los electrodos positivo y negativo, evitando los cortocircuitos internos.

¿Por qué hablar del principio básico de funcionamiento y la estructura de las baterías de iones de litio? Más adelante, se utilizará la tensión de corte de la carga y descarga de la batería de litio y el daño de la sobrecarga y la sobredescarga.

Características de la batería de iones de litio

Lo que más preocupa a los usuarios características de las baterías de iones de litio es la capacidad, como la que a menudo se dice 2000mAh, se refiere a la batería de litio en el funcionamiento normal del número de cargas puede ser liberado. Veamos las especificaciones de una batería de iones de litio:

Algunos parámetros importantes para esta batería:

Capacidad: 2500mAh

Tensión de corte de carga: 4,2V

Tensión de corte de descarga: 2,5V

Corriente de carga máxima: 4000mA

Corriente máxima de descarga: 20000mA

En resumen, todo gira en torno a la capacidad de la batería y a la carga y descarga a tener en cuenta. La capacidad de una pila depende de cuántos electrones puede liberar el electrodo negativo y cuántos electrones puede absorber el electrodo positivo.

¿Por qué hay una tensión de corte de carga? En otras palabras, ¿cuál es el problema tras la carga de sobretensión? En la descripción anterior del estructura de la batería de iones de litio se menciona que el electrodo negativo está compuesto por grafito y átomos de litio. De hecho, el litio no existe en forma de átomo, sino que coexisten el ion de litio y el grafito. Después de la carga con sobretensión, los iones de litio se precipitarán en litio cristalino, incapaz de participar en la carga y descarga, lo que dará lugar a una reducción de la capacidad de la batería.

¿Por qué hay una tensión de corte de la descarga, es decir, qué puede pasar cuando se acaba la descarga? Después de una descarga excesiva, un gran número de iones de litio en el electrodo negativo fluyen hacia el electrodo positivo, lo que resulta en un grafito vacío, parte del área colapsada, ya no puede almacenar iones de litio, también conducirá a una reducción de la capacidad de la batería.

Específicamente para una batería de litio, su capacidad es diferente en diferentes corrientes de descarga y temperaturas, y disminuye con el aumento del número de ciclos de carga y descarga.

¿Qué limita la velocidad de carga de una batería de litio ? Se trata de materiales y tecnología . Como se ha mencionado anteriormente, los iones de litio no existen como átomos y necesitan coexistir con el grafito. El proceso de carga completa de la batería de litio consiste en que los iones de litio migran entre los electrodos positivos y negativos y transportan y liberan iones eléctricos para realizar la función de almacenamiento de la batería de litio. Estos necesitan un cierto tiempo de reacción, una carga demasiado rápida hará que la batería de litio reaccione de forma anormal y se cristalice, y si la velocidad de carga supera la tolerancia de la batería, aumentará la resistencia interna de la batería de litio, por lo que la batería producirá un riesgo de temperatura demasiado alto.

SmartPropel Escritor original: Michelle