Algemeen snelladen voor DC-laden met hoog vermogen. Een half uur kan worden gevuld met 80% van het vermogen. De DC-laadspanning van snelladen is over het algemeen hoger dan de accuspanning. Wat zijn de risico's van het snelladen van lithiumbatterijen met betrekking tot de technische problemen van het snelladen van lithiumbatterijen?
Wat zijn de risico's van snellaadbare lithium-batterijen?
De drie basismanieren om snelladen te realiseren zijn: de spanning constant houden en de stroomsterkte verhogen; de stroomsterkte constant houden en de spanning verhogen; en tegelijkertijd de stroomsterkte en spanning verhogen. Om snelladen echt te realiseren, kan het echter niet alleen de stroomsterkte en spanning verbeteren, maar is snellaadtechnologie een complete set systemen, inclusief een snellaadadapter en een intelligent energiebeheersysteem.
Langdurig snelladen heeft invloed op de levensduur van lithium-ionbatterijen. Het snelladen van lithium-ionbatterijen gaat ten koste van de cycluslevensduur van de batterij. De batterij is namelijk een apparaat dat elektriciteit opwekt door elektrochemische reacties. Opladen is een omgekeerde chemische reactie en snelladen vindt plaats door onmiddellijk een hoge stroomsterkte aan de batterij toe te voeren. Het frequente gebruik van de snellaadmodus vermindert de reductiecapaciteit van de batterij en vermindert het aantal laad- en ontlaadcycli van de batterij.
Het snel opladen van lithiumbatterijen brengt drie effecten met zich mee: thermisch effect, lithiumneerslag en mechanisch effect
1. Regelmatig snel opladen versnelt de polarisatie van de batterijcel
Bij een hoge continue laadstroom stijgt de ionenconcentratie aan de elektrode, neemt de polarisatie toe en kan de spanning op de batterijaansluiting niet direct en lineair overeenkomen met de hoeveelheid geladen elektriciteit. Tegelijkertijd zal de toename van de interne weerstand bij het laden met hoge stroomsterkte leiden tot een verhoogd joule-verwarmingseffect, veroorzaakt door bijwerkingen zoals ontleding van de elektrolytreactie, gasvorming en een reeks problemen. De risicofactor neemt plotseling toe, wat de veiligheid van de batterij beïnvloedt en de levensduur van niet-gevoede batterijen aanzienlijk verkort.
2. Regelmatig snel opladen kan leiden tot kristallisatie van de batterijkern
Snelladen van lithiumbatterijen betekent dat lithiumionen snel ontladen en naar de anode "zwemmen". Dit vereist dat het anodemateriaal een snelle lithium-inbeddingscapaciteit heeft. Omdat het ingebedde lithiumpotentieel en het lithiumneerslagpotentieel vrijwel gelijk zijn, kunnen lithiumionen bij snelladen of lage temperaturen neerslaan op het oppervlak, waardoor dendritisch lithium ontstaat. Dendritisch lithium zal het membraan doorboren en secundair verlies veroorzaken, waardoor de batterijcapaciteit afneemt. Wanneer het lithiumkristal een bepaalde hoeveelheid bereikt, zal het van de negatieve elektrode naar het membraan groeien, wat het risico op kortsluiting in de batterij vergroot.
3. Regelmatig snel opladen verkort de levensduur van de batterij
Frequent opladen versnelt vaak ook de batterijduur en kan zelfs leiden tot problemen zoals verminderde batterijactiviteit en een kortere batterijduur. Vooral na de introductie van snellaadtechnologie, hoewel de laadsnelheid in de beginfase erg hoog is, wordt de batterij niet tot 100% opgeladen na het loskoppelen. Dit resulteert in meerdere keren opladen en een toename van het aantal cycli van de batterij. Langdurig gebruik van deze technologie zal de batterijactiviteit verminderen en zo de veroudering van de batterij versnellen.
Hoge temperaturen zijn de grootste boosdoener bij veroudering van lithiumbatterijen. Snelladen met hoog vermogen zorgt ervoor dat de batterij in korte tijd opwarmt. Niet-snelladen, ondanks het lage vermogen, zorgt voor een lage warmteontwikkeling per tijdseenheid, maar heeft een langere inschakeltijd nodig. Op deze manier hoopt de batterij zich na verloop van tijd ook op, en het verschil in warmteontwikkeling tijdens het opladen is niet groot genoeg om een verschil in de verouderingssnelheid van de batterij te veroorzaken.
Samenvattend kunnen we concluderen dat snelladen hoge kwaliteitseisen stelt aan de batterij, een groter verlies aan levensduur met zich meebrengt en de veiligheidsfactor aanzienlijk zal verminderen. Probeer het daarom zo min mogelijk te doen wanneer het niet nodig is. Frequent snelladen van de batterij veroorzaakt schade aan de batterij, maar door de verschillen in celdichtheid, materialen, omgevingstemperatuur en batterijbeheersysteem loopt de batterij verschillende mate van schade op tijdens snelladen.
Plaatsingstijd: 26-10-2023