リチウムイオン電池の衰退に及ぼす再充電多重度の影響

使用中のリチウムイオン電池は、充放電回数が増えると容量が徐々に減っていきます。これを衰退と呼んでいますが、直感的には電気の使用量が減っています。たとえば、最初に携帯電話を購入したときは、一日中フルパワーで使用できますが、使用しているため、半日しか使用できません。これは、使用中のリチウムイオン電池の容量の減少です。これは、家電製品をより早く交換するのが簡単であり、バッテリー容量が大幅に低下する前に新しい電話を交換した可能性があります。しかし、電気自動車のように長寿命の耐久消費財を探すのは簡単ではありません。一般的に、自動車の耐用年数は約10年に達する可能性があります。この期間中、1,000〜2,000回の請求が発生する場合があります（1日おきと想定）。充電）。電気自動車に対する消費者の需要を満たすために、電気自動車のリチウムイオン電池の寿命に関する特定の要件を提示する必要がある。

リチウムイオン電池の寿命に影響を与える要因はたくさんあります。使用温度、充放電電流、充放電遮断電圧などの要因がリチウムイオン電池の衰退速度に影響を与えます。リチウムイオン電池の容量低下を引き起こすメカニズムは、内部抵抗と分極の増加、正および負の極性活性物質の損失、およびLiの損失の3つのカテゴリに分類することもできます。異なる外部要因は、これら3つに異なる影響を及ぼします。たとえば、LiFePO4材料のバッテリーは、一般的に非常に優れたサイクリング性能を備えていますが、DerekNなどの研究があります。テキサス大学アーリントン校のWongは、使用条件がサイクル寿命に重要な影響を与えることを発見しました。 Derek N. Wongが26650タイプのLiFePO4バッテリーでそれぞれ15Cパルス放電と15C連続放電を実行したとき、2つの放電システムはLiFePO4バッテリーにまったく異なる影響を及ぼしました。 15Cパルス放電リン酸鉄リチウム電池の容量は非常に速く減衰します。 40回以降は15C放電はできませんが、1C放電はできます。 1C放電の減衰率は6％/ 20倍です。 15C連続放電バッテリー容量はゆっくりと減衰し、15C放電は60回後も実行できますが、1C多重レートは15Cパルス放電よりも速く減衰し、14％/ 20回に達します。メカニズムの研究により、15Cパルス放電バッテリーは負のSEI膜により多くのLiFを含み、LiFはリチウムイオンの拡散に対するより大きな障害を持ち、バッテリーのLi +拡散インピーダンスと電荷交換インピーダンスが急速に増加することが示されています。その結果、充電および放電プロセス中のバッテリーの分極電圧が大きすぎて、LiFePO4の放電容量が急激に低下します。

リチウムイオン電池の放電システムはユーザーに大きく依存しており、一部のユーザーには必ずしも適切な放電システムが適用できるとは限りません。ただし、充電システムは主に設計者によって制御されます。したがって、充電システムがバッテリー寿命の低下に与える影響を研究することで、リチウムイオンバッテリーの設計をより適切にガイドできます。北京交通大学のYangGaoらは、リチウムイオン電池の寿命低下に対するさまざまな充電システムの影響を研究し、そのメカニズムを研究し、リチウムイオン電池の寿命低下のモデルを提案しました。 YangGaoの調査によると、充電電流とカットオフ電圧が特定の値を超えると、リチウムイオン電池の衰退が大幅に加速することがわかっています。リチウムイオン電池の減衰率を下げるには、さまざまなシステムをターゲットにする必要があります。適切な充電および放電電流とカットオフ電圧を選択します。

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