לצד חרדת טווח ומחסור בתשתית טעינה, השפלת הסוללה היא גם אחד המכשולים העיקריים בהפיכת כלי רכב חשמליים להמונים. לסוגים שונים של סוללות ליתיום יש מחזורי חיים שונים בהתאם לכימיה שלהם, בדרך כלל זה יהיה בין כמה מאות לכמה אלפים. במהלך מחזור טעינה זה עקב הזדקנות, מצברים מאבדים את מקורם, כלומר הרכב לא ייתן טווח רב בהשוואה לביצועים הראשוניים שלו בטעינה אחת. מדד זה לאובדן קיבולת של סוללה נקרא פירוק סוללה. אם אנו רוצים לקבל את הביצועים האופטימליים של הסוללות לאורך כל מחזור חייהם, עלינו לנקוט באמצעים מתאימים להפעלת ואחסון הסוללה. במאמר זה בואו נדון מה גורםהשפלה של סוללות בכלי רכב חשמליים וכיצד ניתן למנוע זאת. תוכל גם לקרוא מאמר זה לסוללות רכב חשמלי אם ברצונך ללמוד עוד על סוללות EV וכיצד משתמשים בהן במכוניות חשמליות.
מהן הסיבות להתדרדרות הסוללה?
קשה להצביע על סיבה מסוימת לפירוק הסוללה, היא יכולה להיגרם על ידי מספר גורמים. תנאי הפעלה ואחסון כמו טעינת יתר, פריקה עמוקה, טעינה בקצב C גבוה, אחסון עם SOC מלא, הפעלה ואחסון בטמפרטורה גבוהה הם הגורמים העיקריים המשפיעים על בריאות הסוללה ומובילים להתדרדרות הסוללה. תגובות כימיות פנימיות כמו פגיעה במבנה הגבישי של האנודה, היווצרות שכבת SEI וקורוזיה גורמות גם להידרדרות הסוללה.
השפעת טעינת יתר ופריקה עמוקה של סוללות EV:
טעינת הסוללה לרמה המקסימלית ופריקה עמוקה, עשויה לתת לטווח ארוך אך היא מלחיצה את הסוללה. במהלך טעינה ופריקה מכיוון שחומר האנודה סופג ומשחרר את חומר הליתיום, נפחו ישתנה. במהלך הרכיבה, וריאציות נפח אלה מחלישות את האנודה המובנית הגבישית. במהלך פריקה עמוקה של סוללות, וריאציית הנפח תהיה רבה יותר הגורמת לסדקים מיקרו באנודה. זה חושף את החלקים החדשים של חלקיקי האנודה לאלקטרוליטים מה שגורם להיווצרות SEI, בתורו, SEI מגביר את ההתנגדות הפנימית של הסוללה וצורך כמות מסוימת של ליתיום להיווצרותו וכתוצאה מכך אובדן קיבולת בלתי הפיך של הסוללה.
טעינת יתר של סוללות ליתיום תשפיע על האלקטרודה השלילית של הסוללה. טעינת יתר גורמת להיווצרות דנדריט על האנודה וגורמת גם לעליית מתח פתאומית הקשורה לעליית ההתנגדות הפנימית של הסוללה. טעינת יתר גורמת גם לעלייה בטמפרטורה הפנימית שעלולה לגרום לבריחה תרמית ולשריפה של הסוללה.
השפעת הטמפרטורה על סוללת הרכב החשמלי:
בעיקרון עבור סוללות ליתיום-יון טווח הטמפרטורות האופטימלי הוא בין 15 ° C-35 ° C. הפעלה מחוץ לטווח נוח זה תאיץ את פירוק הסוללה. בשעה נמוכה הטמפרטורה מוליכות יונית של דיפוזיה אלקטרוליט ליתיום ב אלקטרודות יקטן. לוקח יותר זמן לטעון את הסוללות בטמפרטורות נמוכות בגלל האטה של אינטראקציה ליתיום-יונים לאנודות. זה יוביל לתצהיר של יוני ליתיום על משטח האלקטרודה וגורם להידרדרות הסוללה.
פעולה בטמפרטורה גבוהה מקצרת את חייהם של סוללות ליתיום-יון. טמפרטורה גבוהה משפרת את הפירוק של מלח מוליך (ליתיום Hexafluorophosphate) באלקטרוליטים. וגם מגביר את התרכובות האורגניות בשכבות ה- SEI. זה מגביר את העכבה הפנימית של הסוללות מה שמגדיל עוד יותר את סוללות הטמפרטורה הפנימיות. אם חום כזה נותר ללא שליטה הוא לא רק גורם להידרדרות הסוללה אלא גם גורם לבריחה תרמית.
סיבה נוספת להידרדרות הסוללה היא קורוזיה. הימצאותם של כל זכר מים בייצור הסוללה מובילה לקורוזיה. LiPF6, מלח הליתיום הנפוץ ביותר באלקטרוליט הוא תגובתי למים ויוצר חומצה הידרואורית. חומצה הידרואורית זו קורוזיבית לקולט מתכתי גורמת להתפרקות הסוללה.
כיצד ניתן להאריך את חיי סוללת EV?
הפעלת סוללות מחוץ לאזור ההפעלה הבטוח שלהם מובילה להידרדרות הסוללה. למרות שמצברים מצוידים במערכת ניהול סוללות (BMS), עלינו לדאוג נכון לסוללות לאורך זמן ולביצועים אופטימליים של הרכב החשמלי.
הימנע מטעינה מלאה ופריקה עמוקה: למשך חיים ארוכים וביצועים אופטימליים של טעינה וסוללה של הסוללה בין 80% ל -20% SOC. במארז סוללות BMS לא יאפשר טעינת מארז הסוללה ל 100% ולא יפרוק אותו ל 0%. תמיד יהיה חיץ של 10%.
הימנע מטעינה מהירה תכופה: טעינה מהירה מובילה לעלייה בטמפרטורת הסוללה מה שמוביל עוד יותר להתדרדרות הסוללה. למשך חיי הסוללה הממושכים הימנעו מהטעינה המהירה כאשר היא מיותרת.
אין לאחסן סוללות במצב SOC 100% או במצב פרוק עמוק: תמיד עדיף לאחסן את הסוללות במצב טעון למחצה. בזמן שאתה משאיר את הרכב לזמן רב, טען אותו עד 50% או פרוק אותו ל 50%.
שמור על הסוללה בטמפרטורה אופטימלית: לעולם אל תחנה את הרכב החשמלי באור שמש ישיר לתקופות ארוכות יותר כאשר הטמפרטורה גבוהה. זה תמיד עדיף להחנות את הסוללות בצל כאשר הטמפרטורה עולה על 30 0 C