Tillsammans med ångest och brist på laddningsinfrastruktur är batteriförbrukning också en av de största hindren för att göra elektriska fordon genomförbara för massorna. Olika typer av litiumbatterier har olika livscykler beroende på deras kemi, normalt skulle det vara någonstans mellan några hundra till några tusen. Under denna laddningscykel på grund av åldrande tappar batterierna originalet, vilket innebär att fordonet inte ger så mycket räckvidd jämfört med dess ursprungliga prestanda vid en enda laddning. Detta mått på förlust av batterikapacitet kallas batteridegradering. Om vi vill ha batteriernas bästa prestanda under hela deras livscykel måste vi vidta lämpliga åtgärder för batteridrift och lagring. Låt oss diskutera vad som orsakar i den här artikelnnedbrytning av batterier i elbilar och hur det kan förhindras. Du kan också läsa den här artikeln om elektriska bilbatterier om du vill lära dig mer om EV-batterier och hur de används i EV.
Vilka är anledningarna till att batteriet försämras?
Det är svårt att peka på en speciell orsak till batteriets nedbrytning, det kan orsakas av flera faktorer. Drifts- och lagringsförhållanden som överladdning, djup urladdning, laddning med hög C-hastighet, lagring med full SOC, drift och lagring vid hög temperatur är de främsta orsakerna som påverkar batteriets hälsa och leder till batteriförbrukning. Interna kemiska reaktioner som skador på anodens kristallstruktur, bildning av SEI-skikt och korrosion orsakar också batteriets nedbrytning.
Effekt av överladdning och djupt urladdning av EV-batterier:
Att ladda batteriet till sin maximala nivå och urladda det djupt kan ge lång räckvidd men det betonar batteriet. Under laddning och urladdning när anodmaterialet absorberar och släpper ut litiummaterialet varierar volymen. Under cyklingen försvagar dessa volymvariationer den kristallina strukturerade anoden. Under den djupa urladdningen av batterier kommer volymvariationen att vara mer vilket orsakar mikrosprickor på anoden. Detta utsätter de nya delarna av anodpartiklar för elektrolyter, vilket resulterar i bildandet av SEI, i sin tur ökar SEI det interna motståndet hos batteriet och förbrukar en viss mängd litium för dess bildning, vilket resulterar i irreversibel kapacitetsförlust av batteriet.
Överladdning av litiumbatterier påverkar batteriets negativa elektrod. Överladdning orsakar bildning av dendrit på anoden och orsakar också en plötslig ökning av spänningen som är förknippad med ökningen av batteriets inre motstånd. Överladdning orsakar också en ökning av den inre temperaturen som kan orsaka termisk utsläpp och batteribrand.
Effekt av temperatur på elfordonsbatteri:
I grund och botten för litiumjonbatterier ligger det optimala temperaturområdet mellan 15 ° C – 35 ° C. Att arbeta utanför detta bekväma intervall kommer att påskynda nedbrytningen av batteriet. Vid låg temperatur kommer jonisk ledningsförmåga hos elektrolyten och litiumjon diffusivitet vid elektroder att minska. Det tar mer tid att ladda batterierna vid låga temperaturer på grund av att litiumjoninterkalering saktar ner i anoderna. Detta leder till avsättning av litiumjoner på elektrodytan och orsakar batteriets nedbrytning.
Att arbeta vid hög temperatur förkortar litiumjonbatteriets livslängd. Hög temperatur förbättrar nedbrytningen av ledande salt (litiumhexafluorfosfat) i elektrolyter. Och ökar också oorganiska föreningar vid SEI-skikten. Detta ökar batteriets inre impedans vilket ytterligare ökar de interna temperaturbatterierna. Om sådan värme lämnas okontrollerad orsakar den inte bara batteriets nedbrytning utan orsakar också termisk utsläpp.
En annan anledning till batteriets nedbrytning är korrosion. Förekomsten av spår av vatten vid tillverkningen av batteriet leder till korrosion. LiPF6, det mest använda litiumsaltet i elektrolyten är reaktivt mot vatten och bildar vätskesyra. Denna vätskesyra är frätande för metalluppsamlare och orsakar nedbrytning av batteriet.
Hur ökar EV-batteriets livslängd?
Att använda batterier utanför deras säkra arbetsområde leder till att batteriet försämras. Även om batterierna är utrustade med ett batterihanteringssystem (BMS), måste vi ta hand om batterierna under den långa livslängden och det optimala resultatet för elfordonet.
Undvik full laddning och djup urladdning: För lång livslängd och optimal prestanda för batteriladdning och urladdning mellan 80% och 20% SOC. I batteripaketet tillåter inte BMS att ladda batteriet till 100% och laddar inte upp det till 0%. det kommer alltid att finnas 10% buffert.
Undvik frekvent snabbladdning: Snabbladdning leder till ökad batteritemperatur vilket ytterligare leder till att batteriet försämras. Undvik snabb laddning när den är onödig under en längre batteritid.
Förvara inte batterierna i 100% SOC-tillstånd eller i djupt urladdat tillstånd: Det är alltid bättre att förvara batterierna i halvladdat tillstånd. medan du lämnar ditt fordon under lång tid laddar du det till 50% eller laddar ut det till 50%.
Håll batteriet vid optimal temperatur: Parkera aldrig elfordonet i direkt solljus under längre perioder när temperaturen är hög. Det är alltid att föredra att parkera batterierna i skuggan när temperaturen är över 30 ° C