Обычная быстрая зарядка постоянным током высокой мощности позволяет зарядить аккумулятор на 80% за полчаса. Напряжение постоянного тока при быстрой зарядке обычно выше напряжения аккумулятора. Каковы риски быстрой зарядки литиевых аккумуляторов с точки зрения технических проблем?
Какие риски связаны с быстрой зарядкой литиевых аккумуляторов?
Существует три основных способа быстрой зарядки: поддержание постоянного напряжения и увеличение тока; поддержание постоянного тока и увеличение напряжения; одновременное увеличение тока и напряжения. Однако для достижения действительно быстрой зарядки требуется не только повышение тока и напряжения, но и комплексная технология быстрой зарядки, включающая адаптер быстрой зарядки и интеллектуальную систему управления питанием.
Длительная быстрая зарядка влияет на срок службы литиевых аккумуляторов, быстрая зарядка литиевых аккумуляторов происходит за счет цикла жизни аккумулятора, поскольку аккумулятор представляет собой устройство, которое вырабатывает электричество посредством электрохимических реакций, зарядка представляет собой протекание обратной химической реакции, а быстрая зарядка будет заключаться в мгновенном вводе большого тока в аккумулятор, частое использование режима быстрой зарядки уменьшит снижение емкости аккумулятора, уменьшит количество циклов зарядки и разрядки аккумулятора.
Быстрая зарядка литиевых аккумуляторов вызывает три эффекта: тепловой эффект, осаждение лития и механический эффект.
1. Частая быстрая зарядка ускоряет поляризацию аккумуляторной батареи.
При большом постоянном токе зарядки концентрация ионов на электроде возрастает, поляризация усиливается, и напряжение на клеммах аккумулятора не может напрямую и линейно соответствовать количеству заряженного электричества. В то же время, при зарядке большим током увеличение внутреннего сопротивления приводит к увеличению джоулева тепла, что приводит к побочным эффектам, таким как разложение электролита, газообразование и ряд других проблем. Резко возрастает фактор риска, что влияет на безопасность аккумулятора, а срок службы аккумуляторов без питания неизбежно значительно сокращается.
2. Частая быстрая зарядка может привести к кристаллизации сердечника аккумулятора.
Быстрая зарядка литиевых аккумуляторов означает, что ионы лития быстро разряжаются и «перемещаются» к аноду, что требует от материала анода способности быстро впитывать литий. Поскольку потенциал впитываемого лития и потенциал осаждения лития практически одинаковы, при быстрой зарядке или при низких температурах ионы лития могут осаждаться на поверхности, образуя дендритные литиевые кристаллы. Дендритные литиевые кристаллы прокалывают мембрану, вызывая вторичные потери, снижая емкость аккумулятора. При достижении определенного размера кристаллы лития начинают расти от отрицательного электрода к мембране, что создает опасность короткого замыкания аккумулятора.
3. Частая быстрая зарядка сократит срок службы аккумулятора.
Частая зарядка также, как правило, ускоряет истощение ресурса аккумулятора и даже приводит к таким проблемам, как снижение активности аккумулятора и сокращение срока его службы. Особенно это заметно после внедрения технологии быстрой зарядки. Хотя скорость зарядки на начальном этапе очень высокая, при отключении от сети аккумулятор не заряжается до 100%. Это приводит к многократной зарядке, увеличивая количество циклов зарядки. Длительное использование такого способа снижает активность аккумулятора, тем самым ускоряя его старение.
Высокая температура — главная причина старения литиевых аккумуляторов. Быстрая зарядка высокой мощности приводит к быстрому нагреву аккумулятора. Небыстрая зарядка, несмотря на низкую мощность, обеспечивает низкий нагрев за единицу времени, но требует более длительного времени работы. Таким образом, тепло аккумулятора будет накапливаться со временем, и разница в количестве тепла, выделяемого во время зарядки, недостаточна для того, чтобы вызвать изменение скорости старения аккумулятора.
Подводя итог вышесказанному, можно сделать вывод, что быстрая зарядка предъявляет высокие требования к качеству аккумулятора, приводит к большей потере ресурса аккумулятора и значительному снижению запаса прочности, поэтому старайтесь использовать её как можно реже, когда в этом нет необходимости. Частая быстрая зарядка аккумулятора может нанести ему вред, но из-за различий в плотности элементов аккумулятора, материалах, температуре окружающей среды и системе управления аккумулятором, аккумулятор получает повреждения различной степени тяжести во время быстрой зарядки.
Время публикации: 26 октября 2023 г.