Mabatire gha Lithium ion ghalije nadi "mtundu" mu nthowa iyo ŵanthu ŵanandi ŵakughanaghanira. Ivyo ŵakuchita ni kusunga nkhongono za magesi kwizira mu vyakuchitika vya magesi ivyo vikusintha, ndipo pamanyuma vifumiskikepo para dera la kuwaro likukhumba magesi. Kusokonezgeka kwa nkhani iyi kukuza chomene pa maungano ghakupanga, chomenechomene para munthu wakuyezgayezga kukuzga batire pack kwa nyengo yakwamba.
Vinthu viŵiri vikuchitika pa nyengo yakufumiskika. Chakwamba, lithiamu ions yikufuma mu electrode yiheni (pano) kwizira mu electrolyte na kupatula ku electrode yiwemi (cathode). Chachiŵiri, ma electron ghakujumpha mu dera la kuwaro kufuma ku anode kuya ku cathode, kugwira ntchito yakuwovwira. Pa nyengo ya kuŵika magesi, mukusintha ndondomeko iyi mwa kuŵika magesi gha kuwaro agho ghakuchichizga ma ayoni na ma elekitironi kuti ghayenderenge ku chigaŵa chinyake.
Voltage selo yikupanga vikuthemba waka pa vinthu vya electrode ivyo mukusankha na nkhongono zake za magesi. Selo yiphya iyo yikukhala pa shelufu iyo yilije katundu yizamulongora kuti yikujulika - circuit mphamvu {{ {{ { {{ER}}), ndipo pafupifupi 3.6 kufika pa 3.7V kwa makemikolo ghanandi gha lithiamu ion, nangauli nambara iyi yikuzungulira kuthemba pa mtundu wa charge na kutentha. Para mwakoleska katundu na kwamba kujambula magesi, magesi ghakukhira chifukwa cha kukana kwa mukati. Kasi madontho agho ghakumuphalirani vinandi ghakukhwaskana na umoyo wa selo.
Maselo gha Chemistry
Maselo ghose gha lithium ion ghakugaŵana fundo yimoza yakwamba yakugwira ntchito, kweni chemistries yikupambana chomene. Vinthu vya cathode ndivyo vikupangiska chomene kuti selo lichitenge makora - kukhumbikwa kwa nkhongono, nkhongono ya nkhongono, umoyo wakuzungulira, kukhazikika kwa kutentha, na mtengo.
Makatodi gha oxid gha Layered ghakaŵa ghakwamba gha malonda. Sony wakaŵamanyiska mu 1991 na LiCoO₂ (lithium cobalt oxide), iyo yikugwiriskirika nchito mu vyakuguliska vya magesi apo nkhongono zikukhumbikwa chomene kuluska mtengo panji mphepete za chivikiliro. Maselo agha ghakupakira pafupifupi 150-200 Wh / kg pa maselo. Cobalt wakudura nangauli, ndipo chemistry yikuŵa yambura kukhazikika pachanya pa 150℃. Tikawona kuti thermal rutaway yikwamba pa nyengo yakuzizima mpaka 130℃mu maselo ghakuyuzgika.
Kukwera kwa chivikiriro chiwemi na mtengo wakucepa kukapangiska kuti LiMn₂O₂T (lithium manganese oxide) pakati pawo pakati pa -1990s. Manganese ni fuvu lakudura ndipo kapangikiro ka msana kakuŵa kakukhazikika chomene. Maselo agha ghazamuchimbira yayi mpaka apo mujumphepo pa 250 degree. Malonda? Energy density yikukhira kufika pa 100-120 Wh / kg, ndipo manganese wakusungunuka mu electrolyte pakujumpha kwa nyengo, chomenechomene pa kutentha kwakukwera. Umoyo wa cycle ukusuzgika-mulaŵiska panji 300-700 mzere pambere nkhongono zindafike pasi pa 80%.
LiFePO₂ (lithium iron phosphate) yikawonekera pafupifupi mu 2001 ndipo yikasintha kudumbiskana kwa chivikiliro. Kapangidwe ka olivine nyali nyamuka- tolid kutentha; thermal runwaway yikuchitika yayi m’paka pa 270℃, ndipo nanga ni para ni nkhaza zichoko. Umoyo wa cycle ndiwo wapadera-2,000+ msinkhu wa 80% nkhongono ngwakuzomerezgeka, ndipo maselo ghanyake ghayezgeka kujumpha 5,000 mzere. Chinthu chakofya ni magesi: 3.2V pera, ndipo nkhongono za nkhongono zikuchepa kufika pa 90-120 Wh / kg. Kweniso, suzgo la phosphate likaŵa lakuvunda kwa vilimika vinandi.
NMC (lithium nickel manganese cobalt oxide) na NCA (lithium nickel cobalt aluminium oxide) vikawoneka kuti ni vya chemistries vya "kuyana". Pakusazga nickel, manganese, na cobalt mu vigaŵa vyakupambanapambana - commons ni NMC 111, 532, 622, na 811 apo manambara ghakulongora ivyo vili mu vitsulo vyakuyana waka-} mungaŵikapo kawonero. Vinthu vya nickel vyapachanya vikukankhira nkhongono za nkhongono kufika pa 200-250 Wh / kg kweni pa mtengo wa kukhazikika kwa kutentha na umoyo wa kuzungulira. NMC 811 maselo ghangafika pa 250 Wh / kg kweni ghakukhumbikwira kuti ghalongozgeke makora chomene.
Pa chigaŵa cha anode, graphite yaŵa yakumanyikwa kufuma pa zuŵa lakwamba. Nkhongono ya visambizgo ni 372 mAh / g, ndipo maselo gha malonda kanandi ghakukwaniska 340-360 mAh / g. Lithiamu pakati pa vigaŵa vya graphene pa nyengo ya kulipilika, kukuzga voliyumu ya graphite pafupifupi 10%. Kusuzgika kwa makina uku kukupangiska kuti munthu waŵe na nkhongono pa njinga.
Silicon anodes waŵa "chinthu chikuru chakulondezgapo" kwa vyaka pafupifupi khumi na vinkhondi sono. Nkhongono ya Silicon ya theoretical ni 4,200 mAh / g- vinandi kuluska graphite maulendo khumi. Suzgo ndakuti, silikoni wakukura na 300% para wakutora lithium. Ici cikuswa noves kutali pamanyuma pa mzere wakucepa. Nthowa zasono zikugwiriskira ncito silicon-graphite kusakanizga na silicon ivyo vili pasi pa 10% kuti viŵe vyakukura. Nangauli vili nthena, cakwamba {{11} njinga yakutondeka kutayika kwa nkhongono zakusintha 15-25% mu silicon-yo yili na anodes na 5-10% ya graphite yakutowa.
Kuzenga kwa maselo na Mafomati
Maselo gha silinda ghakwenera kuti ghali na ŵanthu ŵanandi para ŵakughanaghana kuti "ŵa battery." Mtundu wa 18650 (18mm diameter, utali wa 65mm) ukaŵa palipose apo ŵakupanga ma laputopu ŵakalinganizgika pa iyo mu 2000s. Tesla mwakumanyikwa wakagwiliskira nchito vikwi vya iwo mu Roadster yakwamba. Nkhongono za 18650 zikuchitika 2,000-3,500 mAh kuyana na chemistry ndiposo usange mukunozga nkhongono panji nkhongono.
Mtundu uphya wa 21700 (21mm × 70mm) uwo Tesla na Panasonic ŵakapanga pamoza vikupereka nkhongono pafupifupi 50% pa selo-4,000-5,000 mAh wakumanyikwa sono. Diameter yikuru yikusazgirako chiŵelengero cha vinthu ivyo vikugwira ntchito na vigaŵa vyambura kugwira ntchito (ŵakusonkheska ŵasonosono, ŵangakwaniska, vipangizo vyakuvikilira), kukhozga nkhongono pa msinkhu wa pack. Mizere yakupanga vinthu yikeneranga kuti yilembekeso, iyo nchigaŵa ca cifukwa ico kulera ŵana kukatora nyengo yichoko waka.
Maselo gha Prismatic ghakafuma ku khumbo la mafakitale gha magalimoto ghakugwiriskira ncito malo ghawemi ghakugwiriskira ncito malo. Mmalo mwa kuzuzga kabokosi na silinda na kusiya malo ghose agho ghalije kanthu, mukupanga maselo gha makona ghatatu agho ghakuŵikika makora. Maselo gha prismatic ghakwamba kufuma pa 20Ah mpaka pa nkhongono yakujumpha 100Ah. Iwo mbambura kusuzga ku thermul - manage kufuma ku malo ghakupakira chifukwa mungaŵika mbale zakuzizima mwaluŵiro ku vigaŵa vyakuphapha. Chinthu chakofya ntchakuti muli na mazira ghinu ghose mu mabasiketi ghachoko waka - usange selo yimoza yikuru ya prismatic yatondeka, mukutaya nkhongono zinandi kuluska usange selo yimoza yichoko ya silinda yikutondeka.
Maselo gha nkhumba ghakutora fundo yakuti vinthu vikwendera mu malo ghakupambanapambana mwa kuwuskapo vitsulo vyose. Selo ili likuŵikika mu chikwama chakusinthasintha cha aluminiyamu -} thumba la laminate. Ici cikuponoska panji 100- 15% kulemera na mpweya wa prismatic, ndipo mtundu ukusinthasintha comene-mungaŵapangiska kuti ŵaŵe ŵakukwana panji kupanga pulogiramu kukukhumba. Ŵanthu awo ŵakupanga EV ŵakuŵatemwa chifukwa mungaŵaŵika mu vigaŵa vyakuzizima. Kulopwa nkhwa makina: kukukhumba kufinya kwakunja kwakunja kuti kuleke kuseŵezeskeka kwa electrode pa nyengo ya njinga, ndipo ŵakuŵa ŵakusuzgika chomene na kunanga.
Uteŵeti wa kugaŵa vinthu
Separator wakuŵikako mahara chomene yayi, kweni ni chigaŵa cha chivikiliro chakukhumbikwa chomene. Ni mtundu wakuwonda (16-25 μm chomene) membrane ya porous iyo yikupangiska kuti anode na cathode vileke kukhwaska apo vikuzomerezga lithiamu ions kuti yijumphemo. Kupatukana kwakwamba polyethylene (PE) panji polypropylene (PP).
Mazuŵa ghano high high high highlformators ŵakugwiliskira ntchito vigaŵa vya mafuko, chomenechomene PP / PE / PP. Layer ya PE ili na malo ghakusungunuka ghapasi (135℃) kuluska PP (165℃). Usange selo layamba kutenthemeska chomene, PE yikusungunuka na kuzuzga ma pores, kujara vyakwendekwenda vya ionic pambere kutentha kundafike pa mlingo wakofya. Ici cikucemeka kuti rmarmal shockdown, ndipo ni mzere winu waumaliro wa kujivikilira pambere nyengo yakutenthemera yindafike.
Ceramic {{{llit}} kositi yakupambanapambana yikusazgapo mphepete yinyake ya chivikiliro. Kuphimba kwakuwonda (2 {{{{{{zim}} μm) coating ya alumina panji vinyake vya ceramic pa chimoza panji vyose viŵiri vya kugaŵana kukusunga kugomezgeka kwa kapangikiro nangauli polymer wakusungunuka. Kuphimba kwake kuli porous mwakukwana kuti ionic transport yikulutilira, kweni yikupangiska kuti magesi ghaleke kufumapo pa nyengo yichoko waka - circuiting nanga ni para nyengo yakuzizima yikujumpha 150℃. Ivyo vikupangiska kuti vinthu viŵeko ni mtengo-}2 - conderated kugaŵana 2-3 × mtengo wa vigaŵa vyakugaŵikana-na impsonce yakukwera pachoko.
Porosity kanandi yikuchitika 40-50%. Kulimbana kwakucepa comene na ioni kukukwera, kucepeska nkhongono za nkhongono. Nkhongono zakukwera chomene na za makina zikusuzgika. Kugaŵika kwa kukula kwa pore nako kuli; nambala ya Gurley (mayeso ghakuwonerapo pa nyali) ni spec yakumanyikwa. Ŵanthu ŵanandi awo ŵakuchemeka EV-grade sectors ŵakulaŵiska pa masekondi 200-400/100cc.
Ma electrolyte composition na vyakusazgapo
Electrolyte iyo yili mu selo ya litium ion njakusuzga chomene kuluska umo mungaghanaghaniranga. Kupangika kwa mtundu wa mtundu wa lithium -LiPF₆ (lithiamu hexafluorophosphate) mu 95% + ya maselo -} yakusungunuka mu kusakaniza kwa carbonates ya vyamoyo. Vinthu ivyo vikupangiska kuti munthu waŵe na suzgo la throylene (EC), dimethyl carbonate (DMC), carbonate (DEC), na ethyl methyl carbonate (EMC).
LiPF₂ kuŵika mtima kanandi pafupifupi 1.0 kufika pa 1.2 M (molar). Kuŵika chomene mtima kukupangiska kuti paŵe ionic conductivity mpaka pa nyengo yinyake, kweni kuluska 1.3 M panji ntheura mukwamba kusanga vula pa nyengo yakuzizima. LiPF₆ nkhani - it ni chinyezi - sensitive ndipo yikwamba kuvunda pachanya pa 60℃-kweni nthowa zinyake nga ni LiBOB panji LiFSI vindavifumyepo chifukwa cha mtengo panji malonda ghanyake.
Kusakanizga kwa carbonate kukusakanizga kukuŵikika pa pulogiramu. EC ili na dielectrol nyengo zose na SEI -kupanga katundu, kweni yikuzizima pa 36℃. Mukwenera kusakanizga na pasi-viscosity carbonates nga ni DMC panji EMC kuti musungireko ntchito ya pasi- kutentha kwa nyengo. Kupanga kwakumanyikwa kungaŵa EC:DMC 1: 1 na volume, panji EC:EMC 3:7. Viŵelengero vyeneko ni vya mweneko ndipo vikulindilirika chomene.
Vinthu vyakusazgikira ni apo matsenga gha chemistry ghanadi ghakuchitika. Ma electrolytes gha mazuŵa ghano ghali na 2-5% na kulemera kwa vyakusazgapo vyakupambanapambana ivyo vikusintha kupangika kwa SEI, kuleskera magesi ghakujumpha, kuponderezga mtundu wa gasi, panji kusintha kwapachanya - kutentha kwakukhora. Vinylene carbonate (VC) pa 1-2% yili pafupifupi pa charu chose kuti yiŵe na mtundu wa SEI pa vithuzithuzi vya graphite. Fluoroethylene carbonate (FEC) yikugwira ntchito makora ku anodes iyo yili na silikoni. Vinthu ivi vikutemwa kuchepa pa nyengo yakwamba ya kuŵika magesi, kupanga chigaŵa chakuvikilira pa anode icho chikulongozga pa ioni kweni pa kompyuta.
Vinthu vyakuvikilira chomene nga ni biphenyl panji cyclohexylbenzene vikwamba polymerizing pafupifupi 4.5V, kupanga shunt ya mukati iyo yikupangiska kuti magesi ghaleke kukweraso. Ici cikumupani civikiliro cinyake usange BMS yikutondeka, nangauli kuthemba pa iyo nchakuwonekerathu kuti nchinthu ciwemi yayi cakupanga.
Kupangika kwa Electrotely Interface armation
SEI yikwenera kuti yikumanyikwa viŵi yayi kweni njakuzirwa chomene pa ntchito ya batire la lithiamu ion. Pa nyengo yichoko waka yakwamba ya charging, vigaŵa vya electrolyte vikuchita na malo gha anode, ndipo vikupanga chigaŵa cha pasvation. Layer iyi njakuzirwa chomene: yikwenera kuŵa yakulongozga ion (kuti yizomerezge lithiamu ions) kweni pa kompyuta yakutetezga (kuti yileke kuvundaso electrolyte). Kupanga SEI ni chisokonezgo cha-2dezezen cha mchere wa lithium, vyakupangika na vyakumera, na ma polymer ghose ghakusazgana pamoza mu layer 10-100 nm thick.
Kupangika kwa SEI kuwemi ndiko mphambano pakati pa selo ilo likuzungulira nyengo 500 na limoza ilo likuzungulira 3,000 maulendo 3,000. Suzgo ndakuti SEI njakukhazikika yayi. Iwo ukuphulika pa nyengo ya kusintha kwa voliyumu mu anode, kulongora malo ghaphya agho ghakurya electrolyte yinandi na lithium kuti ŵanozge ivyo vyanangika. Ichi ndicho chifukwa chake nkhongono zikumara pa njinga nanga ni para muli ŵakuzika na selo.
Kukwera njinga ni nthowa yakuzirwa chomene yakupangira. Maselo ghakupokera mtengo umoza panji kujumphirapo - discharge pa nyengo yakutentha kuti ŵakhazikike SEI yakwamba. Mapulogalamu ghakupangika ndigho, kweni ghakwamba - njinga zakukwera ni C / 20 ku C / 10, ndipo ndondomeko yingatora maora 24-48. Ŵanthu awo ŵakupanga vinthu ŵakunozga mphaka ya magesi, kutentha, nyengo yakupumulira, na ndondomeko ya njinga kuti ŵapange SEI yakukhazikika chomene. Kuŵa na ndalama zambura kwenelera uku mukulimbana na umoyo.
Calendar aging{0}} capacity kutayika nangauli selo lakhala waka apo -ili chomenechomene chinthu cha SEI nacho. SEI yikulutilira kukura pachokopachoko dera lakujulika, ndipo likurya lithiamu yakuzungulira. Kusunga pa msinkhu ukuru wa charge na kutentha kwakukulu kukupangiska kuti ivi vichitike mwaluŵiro. Selo iyo yikusungika pa 100% SOC na 60℃yingataya 20% nkhongono mu chaka, apo selo yimoza pa 50% SOC na 25℃yingataya 3%.
Kulimbikiska Mapulogalamu na Kulaŵilira Mabatini
Maselo gha Lithium ion ghakukhwaskika chomene na charge chomene, - discharge, na kuŵika magesi pa kutentha kwambura kuyana. Ichi ndicho chifukwa chake multil{2}} maselo gha batire ghakukhumbikwira BMS (ndondomeko yakulongozgera mabatire).
Nthowa yakulipiliska yikukhalilira nyengo zose / magesi gha nyengo yasono (CC{0}}CV). Pa nyengo ya CC, mukukankhira magesi mu selo pa mlingo wakukhazikika -typically 0.5C ku 1C kwa maselo ghanandi, nangauli maselo ghanyake ghapachanya - nkhongono ghangakwaniska 3C panji kujumphirapo. Voltage yikukwera apo selo likulipira. Para magesi ghafika pa mphaka ya pachanya (4.2V ya makemikolo ghanandi, 3.65V ya LFP, 4.3V panji 4.35V pa vinyake vyapachanya-}ergy NMC varians), mukusintha ku CV mode. Vinthu vyasonosono apo selo likusendelera kuzakaŵa na mtengo wose, kanandi ŵakudumura para madontho ghasono gha pasi pa C / 20 panji C / 50.
Kulipila mwaluŵiro nkhwakusuzga chomene. Viŵelengero vyapachanya vya mtengo vikuchepa lithium pa anode, ivyo ni vyakofya {{- lithiamu lithiamu vikuchitika chomene ndipo vingapangiska kuti paŵe vifupi vya mukati panji vya dendrite ivyo vikunjira mu chigaŵa cha kugaŵa. Kuti muŵe ŵaluŵiro - gerate mwakuvikilirika, mukwenera kupulikiska umo magesi, sonosono apa, na kutentha vikukhwaskirana na lithiamu mbale yakuŵika vinthu pakwamba.
Nkhani njakuti mungapima yayi lithium iyo yikuŵika mwaluŵiro mu selo yakudidimizgika. Mukwenera kupeleka ku vimanyikwiro vinyake. Nthowa yimoza njakuti mulondezgenge ivyo vingaŵapo pa nkhani ya kuŵeyelera kwa lithium. Usange nkhongono ya anode yikuluta pasi pa 0V na Li / Lia, kuŵika kuŵepo kukuchitika. Suzgo ni, makampani ghanandi ghakupanga vinthu ghalije ma electrode ghakuwonerapo.
Kukwera kwa nyengo pa nyengo ya kuŵika magesi mwaluŵiro nkhwakuzirwaso. Maselo ghakuŵikika pa 2C ghangawona kuti kutentha kwake kwa mukati kukukwera 15-20℃pachanya pa amient nangauli kukuzizima kwakugwira ntchito. Pa nyengo yakuzizima, ichi nchakovwira nadi- selo lakuzizima (titenge -10℃) kuli na nkhongono ziheni chomene, kweni usange mungachi mphepo yakuzizima mwa kuchimbizga pa mtengo wapakati (0.5C), kugwira ntchito kukunozga. Ma EV ghanyake ghakuchita nadi pa chilato: mu nyengo yakuzizima, ŵazamuchimbira mwachidule cha mtengo wakukwera kuti ŵatenthemera batire pambere dalayivara wandapemphe nkhongono zapachanya kuti ŵachimbizge.
Kulinganiska maselo nkhwakukhumbikwa chifukwa maselo gha mu mndandanda uwu ghakukhala ghakuyana yayi. Kuzizipizga kwakupanga, kusiyana kuchoko mu kujiyimira paŵekha - mtengo wa discharge, na vigaŵa vyakutenthemeska pa paketi vikupangiska kuti magesi ghayenderenge. Usange mukulipiliska mzere wa mndandanda kwambura kulinganizgika, maselo ghanyake ghakukhwaska mphaka ya magesi gha pachanya pambere ghanyake ghandafike. Maselo ghakukhora ghakuŵikika pasi, maselo ghakulopwa ghakuŵikika chomene, ndipo kugwira ntchito kukusuzgika.
Kulinganiska kwa passive kukugwiriskira ncito vikozgo ku ndopa ku ndopa kufuma ku maselo ghapachanya gha - Xvoltage. Ni vipusu ndiposo vyakudura kweni vikutaya nkhongono nga ni kutentha. Kulinganiza kwakuchitika kukugwiriskira ntchito DC -DC kusintha panji capacitors kuti ŵatumizge nkhongono kufuma ku maselo ghapachanya kuya ku maselo ghapasi. Kugwira ntchito makora chomene, nkhwakusuzga chomene, nkhwakudura chomene. Pa 400V EV ya EV, kulinganiska kwambura kugwira ntchito kungataya 50-100W mwakulutilira, iyo njambura kuzirwa pakuyaniska na nkhongono zakwendeska galimoto kweni yikusazgirako pakujumpha kwa nyengo.
Kughanaghanirapo pa nkhani ya kutentha
Kutenthemeska kwa selo ya lithium ion kukufuma ku malo ghatatu: kutentha kwambura kusintha (kutenthemeska kwakufuma ku kukana mukati), kutentha kwakusintha (kusintha kwa entropy kwa electrochemical reaction), na kutentha kufuma ku vyakuchitika vya pambali. Pa msinkhu wakucepa panji wapakatika wa C-rate, kutentha kwakusinthika kukuwusika. Pa C {{3} vikuchepeskako, kutentha kwambura kusintha kukutora malo.
Nyengo yakutenthemera yakusintha njakukondweska chifukwa yikusintha chimanyikwiro mwakuyana na SOC. Kwa makemikolo ghanandi gha lithiamu ion, charging yikupanga kutentha pa SOC yichoko kweni yikutora kutentha pa SOC yikuru. Kufumiskika kukuchita mwakupambana. Malo gha crossover ghali pafupifupi 50-60% SOC chomene. Ichi ndicho chifukwa mungawona kuti kutentha kwa kutentha kukukhira nadi pa nyengo yakumaliya ya kulipilika usange nkhongono ya magesi njakucepa mwakukwana.
Kukana kwa mukati kukupambana na kutentha, SOC, na kucekura. Pa 25℃, selo yiphya ya 18650 yingaŵa na 40-60 milliohms DC kukana. Pa -20℃, iyo yingadumphira ku 200-300 milliohms. Ichi ndicho chifukwa chake mtundu wa nyengo yakuzizima wa EV ukukhira chomene. Makemikolo ghakuchedwa waka yayi pa nyengo yakuzizima, kweni kuwonjezeka kwa kukana mukati kukung’anamura kuti nkhongono zinandi za batire zikutaya nga ni kutentha mukati mwa selo.
Mzere wakutenthemeska wakuchimbira ukuthemba pa chemistry. Kwa maselo gha NMC, vyakuchitika vya kuchuluka vya kuvunda vikwamba pafupifupi 180-220℃. Para vyayamba, kutentha kungakwera pa 10-50℃pa sekondi, kufika pa 800℃panji kujumphirapo. LFP njakuvikilirika chomene; thermal runwaway istst ni 270℃+ ndipo kutentha kwakukwana uko kukufikako kuli pasi.
Kuthandazgika pakati pa maselo mu paketi ndiko nkhwakofya nadi. Usange selo yimoza yikunjira mu thermal rutaway, yikutenthemeska ŵazengezgani ŵake. Usange maselo ghapafupi nawo ghakuchimbira, vikuthemba pa nkhongono ya kuzizima, kuseŵera kwa maselo, na kuvikilira. UL 9544A kuyezga kuthandazgika kukuyezgayezga ichi mwa kukaka selo yimoza mu kutentha kwakutentha na kuwoneseska usange maselo ghapafupi ghakulondezgapo. Kapangidwe kawemi kakupangika na kutondeka kwa selo limoza panji pafupifupi chigaŵa chichoko.
Nthowa zakuzizima zikupambana. Kuzizima mphepo nkhwambura kusuzga - bulawuni mphepo pa maselo panji paketi. Kugwira ntchito OK kwa mapulogalamu ghakuchepa nkhongono nga ni PHEVs panji ndondomeko zakusungamo nkhongono. Kuzizima kwa maji nkhwakukhumbikwa kuti tiŵe pachanya - ntchito EVs. Mapulani ghanandi ghakugwiriskira ncito 50:50 maji-glycol kusakanizga pa 10-25 liters pa mphindi kwizira mu mbale zakuzizima panji nthowa zakuzizima. Kutentha kwa inlet kanandi kukulaŵilirika kufika pa 20-35℃. Ma grattery pack ghakuzizima ghakwenera kuŵa pasi pa 5℃max ku min kuti ghaleke kucekura kwa maselo ghakutentha.
Vinyake vyakuyezgayezga vikugwiriskira ncito kuzizima kwa firiji, kuzizima kwa kujibika mu maji gha dielectric, panji phase- kusintha kwa vinthu. Kuzizima kwa firiji kungafumiska kutentha kwakukwana kweni kukukhumbikwira dongosolo la AC lakusuzga chomene. Kuzizima kwakusintha kukuŵa na vigaŵa viwemi vya kusintha kwa vyakurya (500-2,000 W/m2K pakuyaniska na 50-150 W / m2K kuti viŵe vyakuzizima vyambura kumanyikwa) kweni kudindika na kukolerana kwa maji ni masuzgo. PCMs zikugwira ntchito mwakupambanapambana kweni zikukhumbikwira kukana kutentha kwakusungika pamanyuma, ntheura zikovwira chomene pa kuzizima kwa nyengo yichoko waka pa nyengo ya kuchapa mwaluŵiro panji kuchimbizga mwaluŵiro.
Kuwonongeka kwa Kugwira ntchito na Kutondeka
Nkhongono zikumara na kukura kwa impence ni nthowa ziŵiri zikuru zakunanga. Iwo ŵakupangika na ndondomeko zinandi zakupambanapambana na za kemiko izo zikuchitika nyengo yimoza.
Pa chigaŵa cha anode, kukura kwa SEI kukurya lithium na electrolyte yakuzungulira, kuchuluka kwakuwonjezera. Kufumiska kwa graphite kungachitika usange selo likulipiliska pa nyengo yakuzizima -lithium mbale pa malo gha graphite m’malo mwa kuphatikizga, ndipo para pamanyuma pake likukolerana, likuphwanya kapangikiro ka graphite. Kanandi ivi vikuchitika yayi. Kuvunda kwa mabingu pa kutentha kwakukwera kukupangiska kuti magesi ghaleke kukolerana pakati pa vigaŵa.
Kuwonongeka kwa cathode kukusazgapo kusintha kwa vitsulo vyakusintha (makamaka manganese mu LMO panji manganese -cantain NMC), kusintha kwa kapangikiro kufuma ku kuŵika kwa lithiamu / kufunyapo, na kuzengaso pamwamba mu ma cathodes ghapachanya -nickel. Vitsulo vyakusintha vyakusungunuka vikusamukira ku anode apo vikupangiska kuti kukura kwa SEI kukura, ntheura kuwonongeka kwa cathode kukupangiska kuti anode yileke kunangika mwaluŵiro.
Electrolyte kuvunda na kupanga mpweya ni masuzgo ghakuru pa magesi ghakuru na kutentha kwapachanya. Mpweya wakumanyikwa ukusazgapo COl₂, CO, na ma hydrocarbon ghakupambanapambana kufuma ku carbonate kuvunda. Mu maselo gha thumba, muzamuwona kuti thumba likuwoneka mwakuwonekerathu. Mu maselo gha cylindrical panji gha prismatic agho ghali na milandu yakusuzga, kupanikizika kukuzengeka mpaka apo mphepo yakuvikilirika yikujulika (kanandi pa 10-15 bar).
Kutayika kwa katundu wa lithium ni nthowa yikuru yakuzgeŵa. Nyengo yiliyose para SEI yikura panji lithiamu mbale zikusintha yayi pa anode, lithium yinyake yikutoleka kufuma mu chiziŵa cha lithium yakuzungulira. Paumaliro mukumalizga na kugwa kwa nkhongono.
Kutondeka kwa luŵiro kungachitika kufuma ku vifupi vya mukati. Ma short ghanandi ghakwamba kuchepa- a tuvitsenga tuchokotuchoko tuchokotuchoko tuchokotuchoko uto tukuboola, panji lithiamu dendrite yikukura. Mufupi ukupanga malo ghakutentha, agho ghakupangiska kuti kunangikira ku malo ghanyake kuŵe kwaluŵiro, uko kukupangiska kuti kufupi kuŵe kwakukhora chomene, ndipo mukusanga mzere uwemi wa zgoro. Nyengo zinyake selo ŵekha {{‐}} heals usange fupi yikusungunuka yekha. Nyengo zinyake vikuluta ku msewu wakutentha.
Kuyezgeka kwa msomali (kuchichizga msomali wa chisulo kwizira mu selo yakukhozgeka) ni mayeso ghakuzomerezgeka. Maselo gha LFP kanandi ghakunjira yayi mu thermal runaway kufuma ku kunjira kwa misomali. Maselo gha NMC kanandi ghakuchita, nangauli mapangidwe na vigaŵa viwemi vyakupambanapambana na nkhongono zapasi nyengo zinyake vingajumpha.
Chithunzi 5 chikusunga nkhongono zakusungamo na nambala ya msinkhu wa kemiko zinandi pasi pa nyengo zakukwera njinga zapakati (1C charge / discharge, 25℃, 100% DOD).
Boma la Charge na Boma la Kupima Umoyo
Mungapima mwaluŵiro yayi umo nkhongono zikuŵira mu selo ya lithiamu ion. Mukwenera kuyipima kufuma ku vipimilo vinyake: magesi, magesi, na kutentha.
Nthowa yipusu chomene ya SOC yikuyezgayezga magesi - yakukhazikika. Chemistry yiliyose yili na mtundu wa mphamvu yakujulika - circuit mphamvu yakulimbana na SOC curve. Kupima magesi gha magesi para selo lapumura kwa nyengo yichoko waka (kuti magesi gha nyengo yichoko ghagwe kufuma ku kuvunda kwa mukati), wonani pachanya pa OCV curve, ndipo mukumanya SOC. Suzgo ndakuti, mukuŵa na nyengo yakuti selo lipumulire mu mapulogalamu ghanadi.
Kuŵerengera kwa coulomb ndiyo nthowa yakumanyikwa. Mukusazgapo sonosono apa kuti mulondezgenge malipiro mukati na kuwaro. Usange mwayamba pa SOC yakumanyikwa, mungapenda SOC yiphya nyengo yiliyose. Kulunjika kukuthemba pa sensor yinu ya sono (± 0.5% nkhwakumanyikwa) na kumanya nkhongono zaunenesko. Kubudika kwa nyengo yitali, ntheura mukwenera kusintha nyengo na nyengo mwa kuchita mtengo wose panji msinkhu wa kufumiska.
Nthowa { {0} nthowa zikugwiriskira ncito ciyelezgero ca dera lakuyana panji ciyelezgero ca electrochemical ca selo. Mukupima mphamvu ya terminal na sonosono apa, muziyendeske mu chiyelezgero chinu, na kufumiska vigaŵa vya mukati kusazgapo SOC. Kuwonjezera kwa Kalman kwakuwonjezeka panji awo ŵakuwonelera ŵa boma ŵakuyana waka. Nthowa izi zingaŵa zakwenelera chomene (coxi 2% SOC kupuvya) kweni zikukhumbikwira viyerezgero viwemi na vinthu vyakuzirwa vya kompyuta.
Kupima SOH nkhwakusuzga chomene chifukwa mukuyezgayezga kupima kunanga, uko kukuchedwa ndiposo kwa pachokopachoko. Kulimbana na kukura kwa impence kukukolerana yayi na ŵanyawo panji na chiŵelengero cha mzere. Selo ilo laŵa mwaluŵiro chomene- charged chomene lingaŵa na impedance yikuru kweni nkhongono zapakati pera zikumara. Selo ilo likusungika pa SOC / temprature yikuru lingaŵa na nkhongono zikuru zakuzgeŵa kweni kukura kwa impedance kukucepa.
Nthowa ya mafakitale nkhulongosora SOH mwakuyana na nkhongono: selo pa 80% ya nkhongono zake zakwambilira kuli pa 80% SOH, ndipo kanandi ivi vikuwoneka kuti vikumara -}yafya vyamoyo vya EV. Selo likugwira ntchito, kweni mtundu wakhala 20%. Pakugwiriskira ncito nkhongono zakusungirako nkhongono, maselo ghangaseŵezeskeka mpaka 60-70% SOH.
Ma BMS ghanyake ghakuwoneseska nyengo na nyengo - kwakukwana kufumiska batire pa mlingo wakucepa na kupima unandi wa nkhongono izo zikufuma. Ici nchaunenesko kweni nchakunjilirapo (babati yikusangika yayi pa nyengo ya mayeso) ndipo yikutora maora. Nthowa zinyake zikuyezgayezga kupenda nkhongono mwachindunji kufuma ku ma curve gha magesi, vipimilo vya impedance, panji nkhongono ya coulombic.
Kulimbana kwa mukati kungapimika mwa kugwiriskira ncito pulse ya sonosono na kuyezga nkhongono ya magesi, panji mwa kuŵika chimanyikwiro chichoko wa AC pa maulendo ghakupambanapambana (electrochemical impedance spectroscopy). EIS yikupereka uthenga unandi uthenga unandi ukukhumbikwira vipangizo vyapadera ivyo vikusangika viŵi yayi mu BMSs za malonda.
Chachiŵi cha-Mapepala ghakugwiriskira ntchito na kugwiliskira ntchitoso .
Para batire la EV lafika pa umaliro -}yaya vyamoyo (kanandi 70-80% ya nkhongono zakwambilira), vikugwira ntchito makora chomene pa mapulogalamu ghambura kukhumbikwa. Kugwiriskira ncito mabatire ghaciŵiri pa umoyo waciŵiri kukupokera nkhongono zakusungirako nkhongono zakukhazikika.
vyachuma ni vyakupusika. Mukwenera kuyezga pack iyo yapumura, iyo yingaŵa kuti yikuwuŵikaso (malo gha BMS, ndondomeko ya kuzizima, panji vigaŵa vyakunangika), yikukhozgera kuti yiŵe na pulogiramu yiphya, na kupereka chigomezgo. Vyose ivi vikukhumbikwira ndalama. Kwachiŵiri {{3} whiris kuti viŵe vyakupulikikwa, paketi yakunozgeka yikukhumbikwira kuti yiŵe na mtengo wakucepa comene kuluska paketi yiphya iyo yikupangika kuti yigwiriskike nchito pa nyengo yakukhazikika. Mtengo ukusweka nangauli kusintha kukucitika pasi pa 40-50% ya mtengo uphya wa pack, kuyana na uyo mukugomezga.
Kuyezga maselo ghakupumulapo ni ⁄4 ni …{0}} mwaŵi. Chigaŵa chingaŵa na maselo ghanandi mu mndandanda - pakuyaniska. Mungaŵayezga mwambura kusuzga paŵekha. Mungayezga chigaŵa ichi nga ni unit, kweni selo yimoza yiheni yingajibisa. Mitundu yinyake yakunangika yikusuzga kumanya kwambura kuyezgeka kwakunanga. Paliso fumbo la umoyo: usange batire lachiŵiri lachiŵiri likukhwaska moto, kasi ni njani uyo wali na udindo?
Kugwiriskira ncitoso ni umaliro waumaliro-} cha nthowa ya umoyo. Pasono, kupanga vinthu vyakugwiriskira ncito pa nyengo yasono kukugwiriskira ncito pyrometallurgy (vyakununkhira) panji hydrometallurgrgy (kunyamuka kwa makemikolo). Pyrometallgy ndiyo njambura kusuzga kweni yikusankha yayi -mukusanga aloyi wakusakanizgika wa visulo ivyo vikukhumbikwira kutozgaso. Hydrometalulgy yingasangaso vitsulo vya munthu payekha pa kutowa kwapachanya kweni yikukhumbikwira masitepe ghanandi na kupanga vyakuvunda vya kemiko.
vyachuma vya kuseŵezeska vinthu vinyake vikuthemba chomene pa mitengo ya visulo. Cobalt ndiyo njakuzirwa (pamwamba pa $30-40/kg mu mdauko, nangauli mitengo yikuzungulira mwachipoto), ntheura kupangaso cobalt -rich chemistries nkhwakukwana pa nkhani ya chuma. Nickel ngwakwenelera kuseŵezeskaso pa mlingo. Manganese, iron, na aluminiyamu ni vitsulo vyapasi - mtengo wa vitsulo, ntheura kuseŵezeska kuseŵezeskaso kukupangiska kuti viŵe vyakupulikikwa chomene kuti vileke kufumamo mu malo ghakuponyamo viswaswa. Lithiamu ni vyakukondweska-ivyo ni vyakuzirwa chomene yayi pa kilogram, kweni vyakukanizga vyakupereka vikupangiska kuti kuchira kuŵe kwakukondweska.
Kuseŵezeskaso mwaluŵiro- kuthandazga batire na kugwiriskira ncito cathode panji anode vinthu mwaluŵiro kwambura kuvigaŵa ku mchere wa zitsulo - ni malo ghakufufuzira ghakutentha. Usange mungasanga ufu wa catode mu mtundu wakugwiriskira ncito, mungaponoska nkhongono na mtengo wa cathode synthesis. Masuzgo ghakusazgapo kupatura vinthu ivyo vikugwira ntchito kufuma ku ŵakusonkheska sonosono apa na binders, na kulimbana na fundo yakuti vinthu ivyo vyazgoŵezgeka ni kusakanizga maselo kufuma ku ŵakupanga ŵakupambanapambana, vyaka, na kemiko.
