- Was sind die Gründe für die Verschlechterung der Batterie?
- Wie kann man die Lebensdauer einer EV-Batterie verlängern?
Neben Reichweitenangst und mangelnder Ladeinfrastruktur ist die Verschlechterung der Batterie auch eine der Haupthindernisse, um Elektrofahrzeuge für die Massen machbar zu machen. Verschiedene Arten von Lithiumbatterien haben je nach Chemie unterschiedliche Lebenszyklen, normalerweise zwischen einigen hundert und einigen tausend. Während dieses Ladezyklus verlieren Batterien aufgrund des Alterns ihr Original, was bedeutet, dass das Fahrzeug nicht so viel Reichweite bietet wie seine ursprüngliche Leistung bei einer einzelnen Ladung. Dieses Maß für den Kapazitätsverlust der Batterie wird als Batterieverschlechterung bezeichnet. Wenn wir die optimale Leistung der Batterien während ihres gesamten Lebenszyklus erzielen möchten, müssen wir geeignete Maßnahmen für den Betrieb und die Lagerung der Batterien ergreifen. Lassen Sie uns in diesem Artikel diskutieren, welche UrsachenBatterieverschlechterung in Elektrofahrzeugen und wie dies verhindert werden kann. Sie können auch diesen Artikel über Batterien für Elektrofahrzeuge lesen, wenn Sie mehr über EV-Batterien und deren Verwendung in EVs erfahren möchten.
Was sind die Gründe für die Verschlechterung der Batterie?
Es ist schwierig, einen bestimmten Grund für die Verschlechterung der Batterie anzugeben. Dies kann durch mehrere Faktoren verursacht werden. Betriebs- und Lagerbedingungen wie Überladung, Tiefentladung, Laden mit hoher C-Rate, Lagerung mit vollem Ladezustand, Betrieb und Lagerung bei hohen Temperaturen sind die Hauptursachen, die den Zustand der Batterie beeinträchtigen und zu einer Verschlechterung der Batterie führen. Interne chemische Reaktionen wie die Beschädigung der kristallinen Struktur der Anode, die Bildung der SEI-Schicht und Korrosion führen ebenfalls zu einer Verschlechterung der Batterie.
Auswirkung des Überladens und Tiefentladens von EV-Batterien:
Wenn der Akku maximal aufgeladen und tief entladen wird, kann dies zu einer großen Reichweite führen, der Akku wird jedoch belastet. Während des Ladens und Entladens variiert das Volumen des Anodenmaterials, wenn es das Lithiummaterial absorbiert und freisetzt. Während des Zyklus schwächen diese Volumenschwankungen die kristallin strukturierte Anode. Während der Tiefentladung von Batterien ist die Volumenschwankung größer, was zu Mikrorissen an der Anode führt. Dies setzt die neuen Teile der Anodenpartikel Elektrolyten aus, was zur Bildung von SEI führt. SEI erhöht wiederum den Innenwiderstand der Batterie und verbraucht eine gewisse Menge Lithium für ihre Bildung, was zu einem irreversiblen Kapazitätsverlust der Batterie führt.
Das Überladen von Lithiumbatterien wirkt sich auf die negative Elektrode der Batterie aus. Eine Überladung führt zur Bildung von Dendriten an der Anode und zu einem plötzlichen Spannungsanstieg, der mit dem Anstieg des Innenwiderstands der Batterie verbunden ist. Überladung führt auch zu einem Anstieg der Innentemperatur, was zu thermischem Durchgehen und Batteriebrand führen kann.
Einfluss der Temperatur auf die Batterie von Elektrofahrzeugen:
Grundsätzlich liegt der optimale Temperaturbereich für Lithium-Ionen-Batterien zwischen 15 ° C und 35 ° C. Wenn Sie außerhalb dieses komfortablen Bereichs arbeiten, wird die Verschlechterung der Batterie beschleunigt. Bei niedriger Temperatur nimmt die Ionenleitfähigkeit des Elektrolyten und die Diffusionsfähigkeit der Lithiumionen an den Elektroden ab. Das Laden der Batterien bei niedrigen Temperaturen dauert länger, da die Lithium-Ionen-Interkalation in die Anoden verlangsamt wird. Dies führt zur Ablagerung von Lithiumionen auf der Elektrodenoberfläche und verursacht die Verschlechterung der Batterie.
Der Betrieb bei hohen Temperaturen verkürzt die Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien. Hohe Temperaturen verstärken die Zersetzung von leitfähigem Salz (Lithiumhexafluorophosphat) in Elektrolyten. Und erhöht auch die anorganischen Verbindungen an den SEI-Schichten. Dies erhöht die interne Impedanz von Batterien, wodurch die internen Temperaturbatterien weiter erhöht werden. Wenn diese Wärme unkontrolliert bleibt, führt dies nicht nur zu einer Verschlechterung der Batterie, sondern auch zu einem thermischen Durchgehen.
Ein weiterer Grund für die Verschlechterung der Batterie ist Korrosion. Das Vorhandensein von Wasserspuren bei der Herstellung der Batterie führt zu Korrosion. LiPF6, das im Elektrolyten am häufigsten verwendete Lithiumsalz, reagiert auf Wasser und bildet Fluorwasserstoffsäure. Diese Fluorwasserstoffsäure ist ätzend gegenüber Metallkollektoren und führt zu einer Verschlechterung der Batterie.
Wie kann man die Lebensdauer einer EV-Batterie verlängern?
Der Betrieb von Batterien außerhalb ihres sicheren Betriebsbereichs führt zu einer Verschlechterung der Batterie. Obwohl Batterien mit einem Batteriemanagementsystem (BMS) ausgestattet sind, müssen wir die Batterien für die lange Lebensdauer und die optimale Leistung des Elektrofahrzeugs angemessen pflegen.
Vermeiden Sie das vollständige Laden und Tiefentladen: Für eine lange Lebensdauer und optimale Leistung beim Laden und Entladen des Akkus zwischen 80% und 20% Ladezustand. Im Akku kann BMS den Akku nicht zu 100% aufladen und nicht zu 0% entladen. Es wird immer 10% Puffer geben.
Vermeiden Sie häufiges schnelles Laden: Schnelles Laden führt zu einer Erhöhung der Batterietemperatur, was zu einer weiteren Verschlechterung der Batterie führt. Vermeiden Sie für eine längere Akkulaufzeit das schnelle Aufladen, wenn dies nicht erforderlich ist.
Lagern Sie Batterien nicht im 100% SOC-Zustand oder in einem tief entladenen Zustand: Es ist immer vorzuziehen, die Batterien im halb geladenen Zustand zu lagern. Wenn Sie Ihr Fahrzeug längere Zeit verlassen, laden Sie es zu 50% auf oder entladen Sie es zu 50%.
Batterie auf optimaler Temperatur halten: Das Elektrofahrzeug bei längerer Temperatur niemals länger direktem Sonnenlicht aussetzen. Es ist immer besser, die Batterien im Schatten zu parken, wenn die Temperatur mehr als 30 0 C