Güç Lityum Pillerin Şarj Hızını Sınırlayan Faktörlerin Analizi
Pilin ne kadar hızlı şarj edilebilmesinin sınırı nedir?
Şarj hızını tartışırken, pilin kendisinin dayanıklılığı kesinlikle en kaçınılmaz faktördür. Çevresel şarj ekipmanı ne kadar güçlü olursa olsun, güç ne kadar güçlü olursa olsun ve şarj kapasitesi ne kadar güçlü olursa olsun, pilin kendisinin kabul edilebilir şarj kapasitesinde eksiklikleri varsa, şarj hızı kesinlikle daha hızlı olmayacaktır. Pil kapasitesi nispeten büyükse, doğal şarj süresi daha uzun olacaktır.
Lisede elektrokimya okuduysanız, pil şarjı ve deşarj sürecini anlayacaksınız. Özü, pozitif elektrot ve negatif elektrot arasındaki elektronların yönlü transferini gerçekleştirmek için pilin içinde bir dizi redoks reaksiyonunun gerçekleştirilmesidir. Mevcut ana akım lityum pili örnek olarak almak, çeşitli tipler olmasına rağmen, genel yapı pozitif bir elektrot malzemesi, negatif bir elektrot malzemesi, bir diyafram, bir elektrolit vb. Şarj işlemi temel olarak lityum iyonlarının negatif elektrottan çıkarılması, diyaframdan ve bataryadan geçmesidir. Elektrolit, pozitif elektroda difüzyon işlemi - difüzyon hızı doğal olarak şarj hızının anahtarı haline gelir.
Teoride, akımı artırarak şarj hızını artırmak gerçekten mümkündür. Bununla birlikte, akım çok büyükse, pildeki lityum iyonlarının difüzyon oranı elektronların difüzyon hızına ayak uyduramaz, bu da pilin performansını etkileyecek olan elektron iyon taşımacılığının kesilmesine yol açar ve elde edilebilir şarj kapasitesi buna bağlı olarak azaltılacaktır. , yangın ve patlama riski bile vardır.
Bu nedenle, genel olarak, pilin ömrünü uzatmak için faydalı olan aceleniz olmadığında mümkün olduğunca yavaş şarj etmenizi öneririz.
Lityum iyonlarının difüzyon oranı, katot sıcaklığı, malzemesi ve yapısı ile yakından ilgilidir.
İlki sıcaklık. Genel olarak konuşursak, sıcaklık ne kadar yüksek olursa, difüzyon oranı o kadar hızlı olur. Bununla birlikte, sıcaklık çok yüksekse, pil ömrünün azalması ve şarj güvenliğinin azalması gibi sorunlara da yol açacaktır. Sıcaklık çok düşükse, aynı işe yaramaz. Sıcaklık çok düşük olduğunda, pildeki metal lityum birikir, bu da pilin, özellikle lityum demir fosfat pilinin iç kısa devresi ile sonuçlanır. Genellikle, lityum demir fosfat pilinin kapasitesi 0 °C'de sadece% 60-70'tir ve sadece% 20-40'ı -20 ° C'de bırakılır. Bu nedenle, soğuk kuzey kışında, elektrikli araçların pil modülunu ısıtma işlevine sahip olması gerekir, böylece güç tüketimi doğal olarak daha hızlıdır.
İkincisi malzeme. Farklı malzemelerin difüzyitesi çok farklıdır. Lityum kobaltat, lityum manganat, lityum demir fosfat, NCM, NCA, vb. İki malzeme nispeten yüksektir. Bu aynı zamanda günümüzün lityum pillerinin katot malzemelerinden adının verilmesinin önemli bir nedenidir.
Akü endüstrisi alanında, şarj deşarj oranı genellikle şarj hızı ile akım arasındaki ilişkiyi tanımlamak için kullanılır. Örneğin, pilin 1 saat içinde tamamen şarj olduğu hıza 1C, yalnızca 30 dakika sürdüğünde ise 2C vb. 1C hızlı şarj olarak adlandırılabilir. Günümüzde, lityum iyon pillerin şarj oranı genellikle 1C-3C olabilir ve en yüksek 5C'ye gidebilir, ancak doğal olarak başlarken 10C deşarj oranından çok daha kötüdür.
Tipik Li-iyon pil şarj karakteristik eğrisi
Maksimum şarj oranının darboğazsına ek olarak, pilin farklı SOC (Şarj Durumu, yani şarj durumu, yani kalan güç) altında dayanabileceği şarj oranı da farklıdır. Genel olarak konuşursak, şarj işlemi sırasında pilin özellikleri kabaca yukarıdaki resme benzer ve şarj oranı yavaş-hızlı-yavaş bir ritim izleyecektir. Genel olarak, SOC% 90'dan fazla ulaştığında, pilin iç direnci önemli ölçüde artacak ve bu da şarj hızını yavaşlatacaktır. Şu anda satışta olan elektrikli araçların çoğuna dikkat ederseniz, belirli bir hızlı şarj durumunda 1 saat hatta 30 dakika gibi nispeten kısa bir süre içinde büyük bir pili tamamen şarj edebileceklerinin reklamını yapacaklarını göreceksiniz. Elektriğin oranı genellikle% 80-% 90 civarındadır, bu da anlamına gelir.
Bu nedenle, elektrikli bir araç kullanıcısıysanız ve şarj için mümkün olduğunca fazla zaman kazanmak istiyorsanız, gücü her fırsatta% 10'dan az kullanmamaya çalışın ve şarj ederken tam olarak şarj olmak zorunda değilsiniz,% 90'dan fazlaya ulaşıyorsanız veya ihtiyaçlarınızı karşılayabiliyor Bir yolculuk için gereken kilometre yeterlidir.
Şarj cihazının şarj hızındaki sınırlamalar nelerdir?
Pilin kendisinin darboğazlarına ek olarak, çevresel şarj cihazlarının da kendi sınırlamaları vardır. Basitçe söylemek gerekirse, şarj yığınının çıkış gücü ne kadar büyük olursa, şarj süresi o kadar kısa olur. Ancak şarj yığını, şarj gücünü süresiz olarak artıramaz. İlk olarak, elektrikli bir aracı şarj etme sürecinden bahsedelim.
Araba şarjı söz konusu olduğunda, herkesin ilk düşündüğü şey şarj yığınıdır. Basit bir ifadeyle, şarj yığınının çıkış gücü ne kadar büyük olursa, pil kapasitesi o kadar küçük olur ve şarj süresi o kadar kısa olur. Bu, bir havuzu suyla doldurmakla aynıdır. Su borusu ne kadar büyükse, havuz o kadar küçüktür, süre o kadar kısadır. Ancak, elektrikli bir araç kullanıcısı olarak, elbette, pil kapasitemin yeterince büyük olduğunu umuyorum, bu yüzden doğal olarak şarj yığınının gücünü artırmak daha gerekli. Araç şarj yığınları genellikle iki türe ayrılır: AC şarj yığınları ve DC şarj yığınları. İki vakayı ayıralım.
Önce daha evrensel AC şarj yığınlarından bahsedelim. Çoğunlukla ev voltajı ile aynı voltajla 220V AC şarj kullanır. Genel akım sadece 16A veya 32A'dır ve şarj hızı nispeten yavaştır. Pil kapasitesi yaklaşık 20kwh olduğunda, tamamen şarj olması yaklaşık 6-8 saat sürer.
