Pag-analisar sa Degradasyon sa Komersyal nga Lithium-Ion nga mga Baterya sa Long-Term Storage

Pag-analisar sa Degradasyon sa Komersyal nga Lithium-Ion nga mga Baterya sa Long-Term Storage. Ang mga baterya nga lithium-ion nahimong kinahanglanon sa lainlaing mga industriya tungod sa ilang taas nga density sa enerhiya ug kahusayan. Bisan pa, ang ilang pasundayag nagkadaot sa paglabay sa panahon, labi na sa dugay nga mga panahon sa pagtipig. Ang pagsabut sa mga mekanismo ug mga hinungdan nga nag-impluwensya niini nga pagkadaot hinungdanon alang sa pag-optimize sa kinabuhi sa baterya ug pagpadako sa ilang pagkaepektibo. Kini nga artikulo nagsusi sa pag-analisa sa pagkadaot sa komersyal nga mga baterya sa lithium-ion sa dugay nga pagtipig, nga nagtanyag mga aksyon nga estratehiya aron makunhuran ang pagkunhod sa pasundayag ug mapalawig ang kinabuhi sa baterya.

Panguna nga Mekanismo sa Pagkadaot:

Pag-discharge sa kaugalingon

Ang internal nga kemikal nga mga reaksyon sulod sa lithium-ion nga mga baterya hinungdan sa anam-anam nga pagkawala sa kapasidad bisan kung ang baterya walay trabaho. Kini nga proseso sa self-discharge, bisan kung kasagaran hinay, mahimong mapadali pinaagi sa taas nga temperatura sa pagtipig. Ang panguna nga hinungdan sa pagtangtang sa kaugalingon mao ang mga reaksyon sa kilid nga gipahinabo sa mga hugaw sa electrolyte ug menor de edad nga mga depekto sa mga materyales sa electrode. Samtang kini nga mga reaksyon hinay nga nagpadayon sa temperatura sa kwarto, ang ilang rate modoble sa matag 10 °C nga pagtaas sa temperatura. Busa, ang pagtipig sa mga baterya sa mga temperatura nga mas taas kay sa girekomendar mahimong makadugang pag-ayo sa self-discharge rate, nga mosangpot sa dakong pagkunhod sa kapasidad sa dili pa gamiton.

Mga reaksyon sa electrode

Ang mga reaksyon sa kilid tali sa electrolyte ug electrodes moresulta sa pagporma sa usa ka solid electrolyte interface (SEI) layer ug pagkadaot sa mga materyales sa electrode. Ang SEI layer hinungdanon alang sa normal nga operasyon sa baterya, apan sa taas nga temperatura, kini nagpadayon sa pagpalapot, nga nag-ut-ot sa mga lithium ions gikan sa electrolyte ug nagdugang sa internal nga pagsukol sa baterya, sa ingon nagpamenos sa kapasidad. Dugang pa, ang taas nga temperatura mahimong makaguba sa istruktura sa materyal sa elektrod, hinungdan sa mga liki ug pagkadunot, dugang nga pagkunhod sa kahusayan sa baterya ug kinabuhi.

Pagkawala sa lithium

Atol sa mga siklo sa pag-charge-discharge, ang pipila ka mga lithium ion mahimong permanente nga natanggong sa istruktura sa lattice sa materyal nga electrode, nga naghimo kanila nga dili magamit alang sa umaabot nga mga reaksyon. Kini nga pagkawala sa lithium gipasamot sa taas nga temperatura sa pagtipig tungod kay ang taas nga temperatura nagpasiugda sa dugang nga mga lithium ions nga mahimong dili mabalik nga nasulod sa mga depekto sa lattice. Ingon usa ka sangputanan, ang gidaghanon sa magamit nga mga lithium ions mikunhod, nga mosangput sa pagkahinay sa kapasidad ug mas mubu nga kinabuhi sa siklo.

Mga Hinungdan nga Makaapektar sa Rate sa Pagkadaot

Temperatura sa pagtipig

Ang temperatura mao ang nag-unang determinant sa pagkadaot sa baterya. Ang mga baterya kinahanglan nga tipigan sa usa ka bugnaw, uga nga palibot, labing maayo sa sulod sa range nga 15 °C hangtod 25 °C, aron mapahinay ang proseso sa pagkadaot. Ang taas nga temperatura nagpadali sa mga kemikal nga reaksyon, nagdugang sa pag-discharge sa kaugalingon ug sa pagporma sa SEI layer, sa ingon nagpadali sa pagkatigulang sa baterya.

State of charge (SOC)

Ang pagmentinar sa partial SOC (mga 30-50%) sa panahon sa pagtipig makapamenos sa stress sa electrode ug makapamenos sa self-discharge rate, sa ingon nagpalugway sa kinabuhi sa baterya. Ang parehas nga taas ug ubos nga lebel sa SOC nagdugang sa stress sa materyal sa electrode, nga nagdala sa mga pagbag-o sa istruktura ug daghang mga reaksyon sa kilid. Ang usa ka partial nga SOC nagbalanse sa stress ug kalihokan sa reaksyon, nga nagpahinay sa rate sa pagkadaot.

Depth of discharge (DOD)

Ang mga baterya nga gipailalom sa lawom nga mga discharge (taas nga DOD) mas paspas nga madaot kung itandi sa mga nag-agi sa mabaw nga mga pag-discharge. Ang lawom nga pag-discharge hinungdan sa labi ka hinungdanon nga mga pagbag-o sa istruktura sa mga materyales sa electrode, nga nagmugna og daghang mga liki ug mga produkto sa reaksyon sa kilid, sa ingon nagdugang ang rate sa pagkadaot. Ang paglikay sa hingpit nga pagdiskarga sa mga baterya sa panahon sa pagtipig makatabang sa pagpagaan niini nga epekto, pagpalugway sa kinabuhi sa baterya.

Edad sa kalendaryo

Ang mga baterya natural nga madaot sa paglabay sa panahon tungod sa kinaiyanhon nga kemikal ug pisikal nga mga proseso. Bisan sa labing maayo nga kondisyon sa pagtipig, ang mga kemikal nga sangkap sa baterya anam-anam nga madunot ug mapakyas. Ang hustong mga pamaagi sa pagtipig makapahinay niining proseso sa pagkatigulang apan dili kini hingpit nga makapugong niini.

Mga Pamaagi sa Pagtuki sa Degradasyon:

Kapasidad fade pagsukod

Ang matag karon ug unya nga pagsukod sa kapasidad sa pag-discharge sa baterya naghatag og usa ka prangka nga pamaagi aron masubay ang pagkadaot niini sa paglabay sa panahon. Ang pagtandi sa kapasidad sa baterya sa lain-laing mga panahon nagtugot sa pagtimbang-timbang sa gidaghanon ug gidak-on sa pagkadaot niini, nga makapahimo sa tukma sa panahon nga mga aksyon sa pagmentinar.

Electrochemical impedance spectroscopy (EIS)

Kini nga teknik nag-analisar sa internal nga resistensya sa baterya, nga naghatag detalyado nga mga panan-aw sa mga pagbag-o sa mga kabtangan sa electrode ug electrolyte. Mamatikdan sa EIS ang mga pagbag-o sa internal impedance sa baterya, nga makatabang sa pag-ila sa mga piho nga hinungdan sa pagkadaot, sama sa pagpalapot sa layer sa SEI o pagkadaot sa electrolyte.

Pagtuki sa post-mortem

Ang pagdisassemble sa usa ka degraded nga baterya ug pag-analisar sa mga electrodes ug electrolyte gamit ang mga pamaagi sama sa X-ray diffraction (XRD) ug scanning electron microscopy (SEM) mahimong magpadayag sa pisikal ug kemikal nga mga kausaban nga nahitabo sa panahon sa pagtipig. Ang pag-analisa sa post-mortem naghatag ug detalyado nga kasayuran sa mga pagbag-o sa istruktura ug komposisyon sa sulod sa baterya, nagtabang sa pagsabut sa mga mekanismo sa pagkadaot ug pagpauswag sa disenyo sa baterya ug mga estratehiya sa pagpadayon.

Mga Istratehiya sa Pagpaminus

Bugnaw nga pagtipig

Tipigi ang mga baterya sa usa ka bugnaw, kontrolado nga palibot aron mamenosan ang pag-discharge sa kaugalingon ug uban pang mga mekanismo sa pagkadaot nga nagsalig sa temperatura. Labing maayo, ipadayon ang usa ka temperatura nga 15°C hangtod 25°C. Ang paggamit sa gipahinungod nga mga kagamitan sa pagpabugnaw ug mga sistema sa pagkontrol sa kalikopan mahimo’g makapahinay sa proseso sa pagkatigulang sa baterya.

Partial nga pagtipig sa bayad

Hupti ang partial SOC (mga 30-50%) sa panahon sa pagtipig aron makunhuran ang stress sa electrode ug mapahinay ang pagkadaot. Nanginahanglan kini nga magbutang ug angay nga mga estratehiya sa pagsingil sa sistema sa pagdumala sa baterya aron masiguro nga ang baterya magpabilin sa sulud sa labing kaayo nga sakup sa SOC.

Regular nga pagmonitor

Kanunay nga pag-monitor sa kapasidad sa baterya ug boltahe aron mahibal-an ang mga uso sa pagkadaot. Ipatuman ang mga corrective action kung gikinahanglan base sa kini nga mga obserbasyon. Ang kanunay nga pag-monitor mahimo usab nga maghatag sayo nga mga pasidaan sa mga potensyal nga isyu, pagpugong sa kalit nga pagkapakyas sa baterya sa panahon sa paggamit.

Mga sistema sa pagdumala sa baterya (BMS)

Gamita ang BMS aron mamonitor ang kahimsog sa baterya, makontrol ang mga siklo sa pag-charge-discharge, ug ipatuman ang mga bahin sama sa pagbalanse sa cell ug regulasyon sa temperatura sa panahon sa pagtipig. Makita sa BMS ang kahimtang sa baterya sa tinuud nga oras ug awtomatiko nga i-adjust ang mga parameter sa operasyon aron mapalawig ang kinabuhi sa baterya ug mapauswag ang kaluwasan.

Panapos

Pinaagi sa komprehensibo nga pagsabut sa mga mekanismo sa pagkadaot, pag-impluwensya sa mga hinungdan, ug pagpatuman sa epektibo nga mga estratehiya sa pagpaminus, mahimo nimong mapauswag ang dugay nga pagdumala sa pagtipig sa mga komersyal nga baterya sa lithium-ion. Kini nga pamaagi makahimo sa labing maayo nga paggamit sa baterya ug gipalugway ang ilang kinatibuk-ang gitas-on sa kinabuhi, nga nagsiguro nga mas maayo nga performance ug gasto nga kahusayan sa mga aplikasyon sa industriya. Alang sa mas abante nga mga solusyon sa pagtipig sa enerhiya, hunahunaa ang215 kWh Commercial ug Industrial Energy Storage System by Kamada Power.

Kontaka ang Kamada Power

PagkuhaNahiangay nga Mga Sistema sa Pagtipig sa Komersyal ug Pang-industriya nga Enerhiya, Pls Pag-klikKontaka Kami Kamada Power