Kasi Kucekura kwa Kalendara nchivici?

Kuchekura kwa kalendara ni kutaya kwa nkhongono uko kukuchitika mu mabatire gha lithiamu-ion pakujumpha kwa nyengo, nangauli ghakugwiriskirika nchito yayi. Kupambana na ndondomeko za makina izo zikuvwara waka para zikugwira ntchito, kemiko ya batire yikunangika nyengo zose kwizira mu vyakuchitika vya magesi pa malo gha anode.

Kunanga uku kukuchitika nanga EV yinu yikukhala mu garaji, banki yinu ya magesi yikukhala mu dulowa, panji mabatire ghakusungirako magesi ghakukhala waka kwambura kugwira ntchito. Ndondomeko iyi yikulongozgeka chomene na vinthu viŵiri: kutentha kwa kusungirako na mtundu wa mtengo (SOC).

Pa mtima wa kuchekura kwa kalendara pali ndondomeko iyo yikuchitika pa nanoscale. Para batire la lithiamu-ion likupumura, chigaŵa cha magesi chakukhora (SEI) pa anode chikulutilira kukura. Filimu iyi yakuvikilira, iyo kanandi yikuŵa na msinkhu wa mamita 100-120, yikupangika pa nyengo yakwamba ya charge ndipo yikuleka yayi kukura.

SEI ili na vigaŵa viŵiri vyakupambana. Mukati muli vinthu vyambura kupangika nga ni lithiamu carbonate (Li2CO3), lithiamu fluoride (LiF), na lithiamu oxide (Li2O). Chigaŵa cha kuwaro chili na vinthu vyamoyo nga ni lithiamu etileni dikarbonati. Vigaŵa vyose viŵiri vikugwira ntchito yakuzirwa chomene-vikuzomerezga kuti ma ayoni gha lithiamu ghajumphepo uku ghakukanizga ma electron, ndipo ghakukanizga kuti magesi ghafupike.

Ndipouli, kuvikilirika uku kukupangiska kuti munthu waŵe na mtengo. Apo SEI yikukura nyengo yikati yajumphapo, yikurya lithiamu wakugwira ntchito kufuma mu selo. Lithium ion yiliyose iyo yikugwiriskirika nchito yikwimira nkhongono izo zatayika. Kafukufuku wasonosono apa wakugwiriskira ncito viyezgelero vya stochastic wakukhozgera kuti kukura kwa SEI kukulondezga nthowa zakusuzga zakuchitira vinthu izo zikuchitika mwaluŵiro mu nyengo zinyake zakusungirako.

Nthowa yakukulira yikulondezga ivyo ŵakusanda ŵakuti dango la nkhongono lakuthemba pa nyengo-. Pakwamba, nkhongono kuzgeŵa kukulondezga ubwezi wa mzere na nyengo. Apo SEI yikukura, kupanga tunnel ya electron mu gawo kukusuzga chomene, ndipo kunanga kukusintha ku ubwezi wa square-root na nyengo. Mu kusunga kwa nyengo yitali-kujumpha vyaka vinandi, ndondomeko ya kuthandazgika na kusamukira ku malo ghanyake yikulamulira, ndipo ivi vikupangiska kuti paŵe nthowa zakusuzga chomene zakunangika.

Kutentha kukugwira ntchito nga ni chinthu chachikulu icho chikupangiska kuti kalendara yiŵe yakuchekura. Kafukufuku uyo wakachitika mu 2024 kwa vyaka 13 na maselo 232 gha malonda mu mitundu 8 ya maselo wakalongora umo kutentha kukukhwaskira chomene umoyo wa batire.

Pa kutentha kwa chipinda (20-25℃), mabatire gha lithiamu -ion ghangasunga nkhongono zakujumpha 90% pamanyuma pa vyaka 15 vyakusungirako para ghakusungika pa SOC yiwemi. Kuwonjezera kutentha kwa 40℃, ndipo nkhongono yakuzima yikuchitika mwaluŵiro na chigaŵa cha 2-3x. Pa 60℃, maselo ghakufika pa msinkhu wawo wa umaliro wa umoyo (80% nkhongono) mu myezi yichoko waka.

Ubale ukulondezgapo equation ya Arrhenius kwa ŵanandi-kweni wose yayi -makemiko ya mabatire. Ivyo ŵasayansi ŵasanga sonosono apa vikususka kuti dango ili likugwira ntchito pa charu chose. Mitundu yinyake ya maselo yikulongora kuthemba pa kutentha uko kukupatuka comene ku ivyo Arrhenius wakayowoya, comenecomene pa nyengo yakutentha comene panji pa nyengo yitali.

Makemiko ghakupambanapambana gha cathode ghakuzgora mwakupambanapambana ku kusuzgika kwa kutentha. Mabatire gha lithiamu cobalt oxide (LCO) ghakulongora kuti ghakukhwaskika chomene na kutentha, chomenechomene pachanya pa 50% SOC. Nickel ({3}}manganese -kobalt (NMC) na nickel{5}}kobalt -aluminiyamu (NCA) makemikolo ghakulongora kuti ghakukhwaskika chomene, apo lithiamu iron phosphate (LFP) yikulongora kuti yikukhazikika makora pa kutentha. Maselo gha lithiamu titanate (LTO) ghakulutilira kuŵa ghakukhozga chomene kutentha mu mtundu wose.

Pakuti silikoni-graphite anodes zopangika -kusazgikira chomene mu mabatire gha nkhongono zapachanya -mkhalidwe ngwakusuzga chomene. Kafukufuku uyo wakachitika mu Januwale 2025 wakalongora kuti mabatire agho ghali na 10% pera ya silicon ghakuchepa kaŵiri mu umoyo wa kalendara pakuyaniska na ma anode gha graphite ghawemi. Ntchito ya silicon yikupangiska kuti SEI yikure mwaluŵiro, ndipo mphepo iyo yili mu interphase yikukura maulendo 26 pa nyengo yakusungirako vinthu nga ni maora 72.

Calendar Aging

SOC yikulongora kusintha kwachiŵiri kukuru mu kuchekura kwa kalendara. Kusunga mabatire pa mlingo ukuru wa magesi kukupangiska kuti paŵe kusiyana kwa nkhongono za magesi izo zikupangiska kuti vinyama vichitenge vinthu.

Kukhota kwa kunanga kuli mzere yayi pa spectrum ya SOC. Kafukufuku wakusanda vigaŵa vyakupambanapambana vya SOC 16 kufuma pa 0% kufika pa 100% wakavumbura vigaŵa vya pa mtunda apo nkhongono zikukhalilira zakuyana waka pa nyengo za 20-30% za SOC. Ndipouli, pachanya pa 70% SOC, kunanga kukuchitika mwaluŵiro chomene.

Pa 100% SOC na kutentha kwakukwera, viŵelengero vyakujifumiska vyakujifumiska vikukwera chomene. Kafukufuku wa myezi 21 wa maselo gha NCA wakalongora kuti ghakutaya nkhongono chomene para ghakusungika pa 100% SOC na 60℃. Kusakaniza kukupanga chimphepo chakukwana cha kunanga mwaluŵiro.

Nchakukondweska kuti SOC yakucepa comene nayo njakwenelera yayi. Nangauli kunanga kukuchedwa pakuyaniska na SOC yikuru, kusunga mabatire pafupi na 0% kungapangiska kuti paŵe masuzgo ghanyake, kusazgapo kukhozgeka kwa mukati na kusuzgika kukhazikiskaso pamanyuma pa nyengo yitali.

Malo ghawemi gha ma kemiko ghanandi gha lithiamu - ion ghakukhala pakati pa 40 -50% SOC. Pa mlingo uwu, nkhongono ya electrochemical yakulongozgera kukura kwa SEI yikuchepeska uku yikusunga mtengo wakukwana kuti yileke kusanga masuzgo ghakukhwaskana na kuseŵera kwakuya.

Nangauli kalendara na kucekura kwa msinkhu vyose vikucepeskako nkhongono ya batire, vikugwira nchito kwizira mu nthowa zakupambanapambana na nyengo.

Kuchekura kwa mzere kukuchitika chifukwa cha kusuzgika kwa makina kwa kuŵika na kuwuskapo lithiamu pa nyengo yakulipiliska na kufumiska. Buku likusintha-mpaka 280% mu vigaŵa vya silicon-kuphyora chigaŵa cha SEI, kulongora malo ghaphya gha pa charu chapasi ku electrolyte na kupangiska kuti SEI yiphya yipangike. Ndondomeko iyi yikurya lithiamu mwaluŵiro ndipo yikupangiska kuti nkhongono zileke kuŵapo mwaluŵiro.

Kuchekura kwa kalendara kukuchitika pachokopachoko kweni kwambura kutondeka. Nanga mungaŵa mu selo lakukhora comene ilo likusungika pa magesi ghambura kusintha, kucepeska kwa magesi kukulutilira. Vinthu ivyo vikuchitika pambali vikulutilira pa viŵelengero vyapasi, pachokopachoko vikupangiska kuti SEI yiŵe yakukhora na kurya katundu wa lithiamu.

Kwa mapulogalamu ghanandi gha magalimoto gha magesi, kucekura kwa kalendara kukuwusa kunangika kose. Ma EV ghakukhala ghakuyimika pafupifupi 96% ya nyengo. Nangauli ŵakugwiliskira ntchito nyengo zose, a .lithiamu-iyonilingaŵa na 300-500 nyengo zose zakukhozga-kufumiska pa chaka. Umoyo wa msinkhu wa maselo gha mazuŵa ghano ungafika pa msinkhu wa 1,200-2,000, kung’anamura ku vyaka 4-6 vyakugwiriskira ncito mwamwamphu. Pa nyengo iyi, kalendara yakucekura yikugwira nchito mwakulutilira kwa vilimika vyose vya umoyo wa batire vya 10-15.

Kuyezgelera kwa nyengo-kukuvumbura suzgo. Usange batire la EV likuzungulira kamoza pa zuŵa-mlingo ukuru wakugwiriskira ncito-cingatora vilimika 3-5 kuti limalizge umoyo wake wakuzungulira. Kweni wotchi ya umoyo wa kalendara yikwamba kugwira ntchito nyengo iyo selo likupangikira ndipo yikuleka yayi. Mu mazgu ghakuchitika, kuchekura kwa kalendara kukupangiska kuti batire lifike paumaliro-wa umoyo wake pa mapulogalamu ghanandi.

Nthowa ziŵiri zakuzirwa zikupangiska kuti nkhongono zileke kuŵapo pa nyengo ya kuchekura kwa kalendara: kutaya kwa katundu wa lithiamu (LLI) na kutaya kwa vinthu vyakugwira ntchito (LAM).

LLI yikulamulira pa nyengo yakutentha (25-40 digiri ). Apo SEI yikukura, yikukolera lithiamu ions mu vyakupangika vyambura kugwira ntchito. Ma ayoni agha ghangatorapo yayi mbali mu vyakuchitika vya charge-discharge, ndipo ivi vikuchepeska nkhongono ya batire. Ndondomeko iyi njambura kusintha-para lithiamu yazgoka cigaŵa ca SEI, yikutayika kwamuyirayira ku njinga za magesi.

Pa kutentha kwakukulu (pamwamba pa 60℃), LAM yikuŵa yakuzirwa. Vinthu vyakugwira ntchito mu ma electrode ghose ghaŵiri vikusintha kapangikiro kake. Kusintha kwa zitsulo kusungunuka kufuma ku cathode kungapangiska kuti anode yiŵe na poizoni, kuŵika zitsulo izo zikupangiska kuti SEI yikure mwaluŵiro. Kusokonezgeka kwa kapangidwe ka kristalo kukuchepeska nkhongono ya electrode kuti yiŵe na lithiamu, ndipo ivi vikuchepeskaso nkhongono.

Kulinganiza pakati pa nthowa izi kukupambana na umo vinthu vikusungikira. Masambiro ghasonosono ghakuthemba pa impedance- ghakulongora kuti pa 60℃, maselo ghakukumana na LLI na LAM nyengo yimoza, apo pa 20-40℃, LLI yikupangiska kuti paŵe 90% ya nkhongono zakuzgeŵa.

Kwa silicon - iyo yili na anodes, vyakuchitika vya parasitic vikukura chomene pa nyengo yakusungirako. Kuchitapo kanthu kwapachanya kwa silikoni pa malo kukupangiska kuti electrolyte yiŵe yakuvunda nyengo zose. Kupima kwa isothermal microcalorimetry kukulongora kuti silicon passivation yikutimbanizgika luŵiro, nangauli palije njinga. Ici cikupangiska kuti paŵe mitundu yakunanga ya makemikolo mu electrolyte, ndipo yikuwoneka nga ni vipingo vyakupangiska kutentha ivyo vikulongora kuti vikulutilira kunangika.

Cinthu cinyake cakusuzga comene pa kumanyiska umo kalendara yizamucekura nchakuti maselo ghakupambana comene, nanga ghangaŵa ghakuyana waka ndiposo ghakufuma ku munthu yumoza.

Kafukufuku uyo wakachitika kwa vyaka 13 uyo wayowoyeka pakwamba wakalongora kuti pali mphambano yikuru pa umo maselo ghakunangikira pakati pa maselo agho ŵakuti ghakuyana waka ndipo ghakusungika mu malo ghakuyana waka. Maselo ghanyake ghakataya 15% ya nkhongono apo ghanyake ghakataya 8% pera pamanyuma pa nyengo zakusungirako zakuyana waka. Kusintha uku kukupangiska kuti viŵe vyakusuzga kuyowoyerathu vya kucekura na kukhalira kwa umoyo wakukhumbikwa wa ndondomeko ya kulongozga mabatire.

Vinthu vinandi vikupangiska kuti ŵanthu ŵamwazike. Kupanga kulekelera, nanga mu vigaŵa vyakukhozga, kukupangiska kusiyana kwakuwoneka yayi mu msinkhu wa electrode, buku la electrolyte, na kupanga SEI pa nyengo ya msinkhu wakwamba. Kupambana uku kuchoko kukusazgikira pakujumpha kwa nyengo, kupanga nthowa zakupambanapambana zakuchekura.

Kulongosora kwa masambiro ghakuchekura mwaluŵiro nkhwakuzirwa chomene. Viyelezgelo ivyo vyapangika kufuma ku viyezgelero vichokovichoko vingayowoya makora yayi umo charu chikuchitira nadi. Ntchito yasonosono apa iyo yikusazgapo nthowa zakuŵerengera na kusambira kwa makina yikuyezgayezga kurongosora kusintha uku, kweni kukayikiska kukukhalilirapo pa ivyo vikuyowoyeka pa kalendara vyakukhwaskana na ucekuru.

Kupulikiska umo kalendara yikucekura kukulongozgera ku nthowa zakovwira zakusungirako vinthu.

Pakusungirako kwa nyengo yitali-kujumpha myezi yinandi, sungani kutentha pakati pa 10-15℃. Ichi chikuchedweska chomene kukura kwa SEI. Nkhongono yakuzima pa 15℃ingaŵa 4-6 nyengo zakuchedwa kuluska pa kutentha kwa chipinda, ndipo 10-15 nyengo zakuchedwa kuluska pa 35℃.

Mlingo wa malipiro pa nyengo yakusungirako ukwenera kuŵika pa 40-50% SOC. Ici cikucepeskako nkhongono ya electrochemical yakupangiska kuti viŵaro viŵe na parasitic uku vikupereka nkhongono yakukwana kuti vileke kufumamo mwakujumphizga. Ŵanthu ŵanandi awo ŵakupanga vinthu ŵakutumizga maselo pafupifupi pa 40% SOC chifukwa cha ichi.

Pa ma EV agho ghakuyimika kwa nyengo yitali, peŵani kusiya batire lakukwana. Nangauli nchakwenelera kuŵa na mtundu ukuru uwo ukusangika nyengo yeneyiyo, kusunga pa 80-100% SOC kukupangiska kuti munthu wachekurenge mwaluŵiro chomene. Ma EV ghanandi gha mazuŵa ghano ghakusazgapo "mode yakusungirako" panji kuzomerezga kuŵika mphaka ya malipiro makamaka chifukwa cha chifukwa ichi.

Peŵani kutentha kwakujumphizga mu vigaŵa vyose viŵiri. Nangauli kutentha kukupangiska kuti vinthu vinangike mwaluŵiro, kweni kuzizima chomene kungapangiska kuti paŵe masuzgo ghanyake. Pansi pa 0℃, chiopsezo cha kuŵika lithiamu chikusazgikira pa nyengo yiliyose iyo munthu wakulipiliska, ndipo nkhongono ya magesi yikukhira. Usange batire likwenera kusungika mu malo ghakuzizima, wonani kuti lili pa SOC yakukwana ndipo lizamuŵavya magesi mpaka liŵe lakutenthemeska.

Kuchaja nyengo na nyengo pa nyengo yakusungirako nyengo yitali-nkhwakukhumbikwa kweni kukwenera kuchepeskeka. Self-kujifumiska pachokopachoko kukuchepeska SOC kwa myezi. Kuwoneseska na kusintha mtengo pa myezi yiliyose ya 3-6 kukukanizga kuseŵera kwakujumphizga apo kukuchepeska kunangika kwakupangika na msinkhu.

Kucekura kwa kalendara kukupangiska umoyo wa batire la EV kuluska umo ŵaŵeneco ŵanandi ŵakumanyira. Ma EV gha mazuŵa ghano ghakugwiriskira ncito nthowa zakumanyikwa comene zakulongozgera kutentha comenecomene kuti ghalimbane na cinthu ici.

Mwaciyelezgero, magalimoto gha Tesla ghakuzizimiska comene mabatire nanga ni para ghayimika usange nyengo yakuzizima yikujumpha pa vigaŵa vinyake. Ici cikutora nkhongono kufuma ku batire, kupanga malonda-pakati pa kutaya kwa nyengo yeneyiyo na kusunga nkhongono kwa nyengo yitali-. Mu nyengo yakutentha comene, thermal management yingamara maperesenti ghanandi gha nkhongono ya batire pa sabata.

Mawalanthi gha awo ŵakupanga vinthu ghakulongora kuti kalendara yikuchekura nadi. Ma warranty ghanandi gha EV ghakulongosora vyose viŵiri mtunda na nyengo -kaŵirikaŵiri vyaka 8 panji 100,000-150,000 mtunda, chilichose icho chikwiza pakwamba. Chigaŵa cha nyengo chikuzomerezga kuti kuchekura kwa kalendara kuzamunanga batire kwambura kupwelerako za umo likugwiriskikira nchito.

Nthowa zakulipilira zikukhwaska chomene kuchekura kwa kalendara. DC fast charging yikupangiska kuti paŵe kutentha, kukwezga kutentha kwa batire kwa nyengo yichoko waka na kupangiska kuti vinthu vileke kunangika mwaluŵiro apo ŵachaja ndiposo para ŵachaja. Kuyezgelera kwa vyaka 8 - pakati pa kulipira kwa AC kwakumanyikwa na kulipira mwaluŵiro pafupipafupi kukalongora kuti 10% kusunga nkhongono zakuchepa kwa gulu lakulipira mwaluŵiro -- mphambano yinandi iyi yikupangika na kuchekura kwa kalendara yakukhwaskana na kutentha m'malo mwa kusuzgika kwa njinga pera.

Kuti batire likhale nyengo yitali, charger kufika pa 80% pakugwiliskira ntchito zuŵa lililose ndipo charger kufika pa 100% pera pambere mundalute ku ulendo utali. Pamanyuma pa kufika uko mukuluta, usange galimoto yizamukhala kwa mazuŵa ghanandi, chepeskani SOC kuwelera ku 40-60% usange nchamachitiko. Nthowa iyi yipusu yingapangiska kuti batire liŵe na umoyo utali na vyaka 1-2 pa nyengo ya vyaka 10 vya kuŵa na batire.

Nthowa zakusungiramo nkhongono zambura kukhazikika zikukumana na masuzgo ghapadera ghakucekura pa kalendara. Kupambana na EVs izo zikuzungulira zuŵa lililose, mabatire gha gridi ghangakhala pa SOC yikuru kwa nyengo yitali, kulindilira kupereka nkhongono zakusungamo panji kuzgora ku nsonga zakukhumba.

Nthowa yakusungirako nkhongono za batire yingamalira 90% ya nyengo yake pachanya pa 80% SOC, yakunozgeka kufumiska para yikukhumbikwa. Ici cikupangiska kuti kalendara yiŵe na suzgo likuru la kucekura. Awo ŵakugwira ntchito ŵakwenera kulinganiska ivyo vikukhumbikwa pa ntchito ya gridi na ndalama zakunangika za mabatire.

Nthowa ziwemi zikukhwaskana na kulongozga kwa SOC mwakuyana na umo ŵakulindilira kuti ŵagwiriskirenge nchito. Usange nsonga zakukhumba zikuchitika mwakumanyikwa, sungani mabatire pa SOC yapakatikati mpaka nyengo yichoko waka pambere vikukhumbikwa, ndipo pamanyuma pake charge ku mlingo wakugwira ntchito. Ici cikucepeskako nyengo iyo yikukhala pa SOC yikuru.

Kulaŵilira kutentha nkhwakuzirwa chomene pakuŵika vinthu vikuru-. Nthowa ya 1 megawatt-ora iyo yikugwira ntchito pa madigiri 40 m’malo mwa madigiri 25 yingataya ndalama zakusazgikira zakukwana madola 50,000-100,000 mu mtengo wa nkhongono pa umoyo wake wose chifukwa cha kuchekura kwa kalendara mwaluŵiro. Kupanga makora kwa HVAC kukuzgoka chinthu chakukhumbikwa chomene pa nkhani ya chuma.

Calendar Aging

Kulongosora umo nkhongono zizamumara kukukhumbikwira viyelezgero vya masamu ivyo vikulongora umo vinthu vikuchitira vinthu ivyo vikupangiska kuti vinthu vinangikenge.

Semi-viyezgelero vyakuyezgayezga vikulamulira ivyo vikuchitika sono. Ivi vikusazgapo kupulikiska kwa thupi kwa nthowa zakunangika na vigaŵa vyakuŵikika vya empirically. Nthowa yakumanyikwa yikugwiriskira ncito ubwezi wa Arrhenius pakuthemba pa kutentha, dango la exponential panji la nkhongono pakuthemba pa SOC, na dango la nkhongono pakuthemba pa nyengo:

Kutaya kwa nkhongono=A × exp (Ea / RT) × f (SOC) × t ^

Pa malo agho A ni pre-chifukwa chakuwonekera, Ea ni nkhongono yakuchitiska, R ni mpweya wakukhalilira, T ni kutentha, f (SOC) yikwimira kuthemba kwa SOC, t ni nyengo, ndipo ni nyengo yakuwonekera pakati pa 0.5 na 0.75.

Ndipouli, dataset ya 2024 iyo yikusazgapo vyaka 13 vya data ya ŵacekuru yikalongora kuti pali vyakupeleŵera mu nthowa iyi. Lamulo la Arrhenius likutondeka kulongosora makora umo maselo ghanyake ghakuthemba pa kutentha, comenecomene para kuli kutentha comene. Mwakuyana waka, nyengo ya nkhongono ya dango yikupambana chomene mu makemikolo na mikhaliro, kufuma pa 0.3 kufika pa 1.0 m'malo mwa kuwungana pafupi na 0.5 nga umo ŵakughanaghanirapo.

Viyelezgero vya sayansi vyakumanyikwa chomene- vikusazgapo ndondomeko za magesi mwakudunjika. Ivi vikuyezgayezga umo magesi ghakupangikira kwizira mu SEI, kuthandazgika kwa lithiamu, na kuvunda kwa magesi. Nangauli ŵakuŵika chomene mtima pa kompyuta, ŵakupereka nkhongono ziwemi zakuyowoyerathu mu mikhaliro yakupambanapambana kwambura kuŵikapo mtima chomene.

Nthowa zakusambilira za makina zikulongora layizgo la kugwira ntchito na kusintha kwa chilengiwa na kusuzga kwambura-linearities mu kalendara. Ma netiweki gha neural agho ghakusambizgika pa datasets zikuru ghangayowoyerathu umoyo wakukhumbikwa uwo uzamukhalapo na kurongosora makora, nangauli ghakusoŵa ng'anamuro la physics-based models.

Vilimika viŵiri ivyo vyajumpha vyapereka umanyi ukuru pa nthowa zakucekura za kalendara na nthowa zakucepeskera.

Ŵakufufuza ku MIT na ku malo ghanyake ŵali kugwiliskira nchito cryogenic electron microscopy kuti ŵawone SEI pafupi na-atomiki. Vithuzithuzi ivi vikulongora nanostructure yakupambanapambana iyo yili na vigaŵa vyakupambanapambana vya kristalo na vyambura kuwoneka. Ndondomeko iyi yikukhwaska mitengo ya lithiamu-ion ya kunyamura na kukhazikika kwa makina, ndipo yikukhwaska mwachindunji mitengo ya kuchekura.

Nthowa za Operando zikuzomerezga nyengo yeneco - yakuwonera kusintha kwa SEI pa nyengo yakusungirako. Kuwonekera kwakunjilirapo kwa microscopy kwakora kusintha kwa msinkhu wa SEI pa sikelo ya angstroms, kuvumbura kuti kukura kukuchitika mu kuphulika kwakupatulika m’malo mwa kulutilira. Ici cikulongora kuti nyengo na nyengo kung’ambika na kunozga vinthu kukucitika nanga ni para kalendara yikucekura.

Uinjiniya wa magesi wakulongora layizgo la kuchepeska uchekuru wa kalendara. Vinthu vinyake nga ni fluoroethylene carbonate (FEC) vikusintha umo SEI yikupangikira, ndipo vikupangiska kuti paŵe vigaŵa vyakukhora ivyo vikukanizga kukura kwakulutilira. Mabatire agho ghali na FEC -ghakuŵa na electrolytes ghakulongora kuti 20-30% nkhongono zikumara mwakuchedwa pa nyengo yakusungirako nyengo yitali pakuyaniska na vyakupangika vyakwamba.

Kwa silicon anodes, vyakuvwara vya pa charu chapasi ivyo vikuŵikika pambere maselo ghandawunganeke vikuchepeska ulwilwi wa kuchekura kwa kalendara. Vigaŵa vyakuwonda vya aluminiyamu oxide panji vinyake vya ceramic vikupereka fawundeshoni yakukhora yakupangira SEI, kukanizga vyakuchitika vyaluŵiro vya parasitic ivyo vikusuzga silicon wambura kuphakazgika. Mabatire agho ghali na silikoni wakuphakazgika ghakulongora kuti umoyo wa kalendara ukusendelera kwa graphite-ma anode pera.

Kupatula mitundu yiŵiri iyi ya kunangika mu mapulogalamu gha pa charu chapasi yeneco-kukhalilira kuŵa kwakusuzga kweni nkhwakuzirwa kuti batire lilongozgeke makora.

Kusanda kwa magesi ghakupambanapambana kukupereka nthowa yimoza. Umo magesi ghakuŵira pa nyengo ya kusintha kwa magesi ghakusintha mwakupambana kwa kalendara na kuchekura kwa nyengo. Kuchekura kwa kalendara chomenechomene kukupangiska kutaya kwa katundu wa lithiamu, uyo wakuwoneka nga ni kusintha kwakukhozga mu mzere wa magesi wakupambana. Kuchekura kwa mzere kukupangiska kuti vinthu vya electrode vileke kuŵapo, ndipo ivi vikupangiska kuti vinthu visinthe mwakuyimilira. Pakuyaniska mawonekero ghakukhotakhota pa nyengo, ndondomeko zakulongozgera mabatire zingapima ivyo mtundu uliwose ukuwovwira.

Kusazgirako kwa nkhongono kukupereka umanyi wakuyana waka. Kupanga chiŵembu nkhongono pakulimbana na magesi pa nyengo yakufumiska kukuvumbura nsonga zakuyana na kusintha kwa chigaŵa mu vinthu vya electrode. Mo nsonga izi zikusinthira na kuchepa pakujumpha kwa nyengo zikulongora usange LLI panji LAM yikulamulira-ndipo ntheura usange kalendara panji kuchekura kwa msinkhu nkhwakuzirwa chomene.

Pakuwoneska ivyo vichitikenge, kugaŵa mitundu nkhwakuzirwa chifukwa umo vikuchitira munthazi vikupambana. Kuchekura kwa kalendara kukulondezga nyengo yakumanyikwa -kuthemba pa ndondomeko usange kutentha na SOC vikulutilira kuŵa vyakukhora. Kuchekura kwa nyengo yikuthemba pa umo munthu wakugwiriskira ntchito ivyo vingasinthika. Nthowa yakulongozgera mabatire iyo yingavunda kunanga kose mu vigaŵa vya kalendara na vya msinkhu yingapereka viyezgelero vyakwenelera vya umoyo wakukhumbikwa wakukhalira.

Kuchekura kwa kalendara kuli na vyakuchitika vyakukhwaskana na chuma cha tekinoloje yakuthemba pa batire-.

Kwa EVs, batire likuyimira 30-40% ya mtengo wa galimoto. Usange kalendara yakuchekura yikuchepeska nkhongono pasi pa 80% pambere mweneko wandawunjike mtunda ukuru, mtengo wa magalimoto gha magesi ukusuzgika. Ici cikukhwaska comene ŵakwendeska galimoto awo ŵakwenda mtunda ucoko comene mu nyengo zakotcha, uko kalendara yikucekura mwaluŵiro apo njinga zikulutilira kuŵa zicoko waka.

Chachiŵiri-mapulogalamu gha umoyo ghakuthemba pa kupulikiska kalendara yakucekura. Para batire la EV lafika pa 70-80% ya nkhongono yakwamba, lingaŵa lakwenelera yayi kugwiliskira ntchito mu magalimoto kweni likusunga mtengo ukuru ku mapulogalamu ghambura kukhumbikwa chomene nga ni kusunga nkhongono za pa nyumba panji kulongozga pafupipafupi kwa gridi. Kweni, kalendara yakuchekura yikulutilira mu mapulogalamu agha ghachiŵiri-umoyo. Viyelezgero vyakwenelera vya kucekura vikulongora usange batire la umoyo lachiŵiri-lizamupereka vyaka 5 panji vyaka 10 vya uteŵeti wakusazgikira-kupambana uko kukulongora kuti chuma chingaŵa chakwenelera.

Mtengo wa waranti wa awo ŵakupanga ukuthemba pa ivyo vikuyowoyeka pa kalendara. Kuyuyura viŵelengero vya kunangika kwa mabatire kukupangiska kuti ŵasinthe mabatire ghakudura pasi pa garanti. Kuyezgelera chomene kukupangiska kuti mabatire ghaŵe ghambura kuzirwa chomene ndipo ivi vikupangiska kuti galimoto yiŵe na mtengo ukuru. Kafukufuku wa vyaka 13 uyo wakuvumbura kusintha kukuru na kupatuka ku viyerezgero vyakumanyikwa wakulongora kuti ivyo vikuyowoyeka kuti vichitikenge vingakhumbikwira kusintha.

Kwa awo ŵakusunga vinthu pa gridi, kuchekura kwa kalendara kukukhwaska chomene ndalama izo ŵakusanga. Nthowa iyo yikutaya 20% ya nkhongono pa vyaka 10 yikupanga nkhongono zichoko pa msinkhu, kuchepeska ndalama kufuma ku ndalama yimoza yakuŵika. Ndalama zakunanga zikwenera kuŵikika mu ndondomeko zakuguliska za ntchito zakovwira na kuguliska nkhongono.

Nangauli kucekura kwa kalendara kukukhalilira kwambura kucimbira, kafukufuku uyo wakulutilira wakukhumba kucepeska umo vikukhwaskira ŵanthu kwizira mu nthowa zinandi.

Mapangidwe gha electrolyte ghapachanya ghakukhumba kupanga ma SEI ghakukhazikika chomene kufuma pa msinkhu wakwamba. Ŵakufufuza ŵakusanda maji gha ionic, ma electrolyte ghakukhora, na mapaketi ghaphya ghakusazgapo agho ghakupangiska kuti kukura kwa interface kuchedwe. Ma electrolytes ghanyake ghakuyezgayezga ghakulongora kuti 50% yikuchepa mu kalendara yakuchekura pakuyaniska na umo vinthu viliri sonosono apa-ya-the-art.

Kusintha kwa pamwamba pa electrode kukupereka nthowa yinyake. Kuŵika vyakuvwara vyakuvikilira panji kupanga vigaŵa vya SEI vyakupangika pambere maselo ghandawunganenge kungakhazikiska vigaŵa vyakukhozga ivyo vikukanizga kulutilira kukura. Nthowa iyi yikulongora layizgo lakukwana la vinthu vya nkhongono zapachanya nga ni silicon na lithiamu.

Nthowa zakunozga zakulongozgera mabatire zikupangiska kuti vinthu viŵe makora pakusungirako vinthu mu mapulogalamu gha pa charu chose. Ma algorithm gha vinjeru ghangasambira umo batire lililose likuchekura na kusintha umo likuŵikira magesi, mawindo gha SOC, na umo likuŵikira kutentha kuti lileke kunangika. Nthowa zinyake sono zikuyowoyerathu nthowa ziwemi zakupangira galimoto -ku - grid izo zikuchepeska kalendara yakuchekura na 25% kuluska nthowa zakumanyikwa.

Mapulogalamu ghakuyezga ghakumanyikwa ghakusintha kuti ghamanyiske makora umo kalendara yikuchekura. Kuyezgeka kwa chikhalidwe cha kuchekura mwaluŵiro pa kutentha kwakukwera na SOC kukupereka data yakukhumbikwa, kweni masambiro ghasonosono apa ghakukayika usange vyakuchitika vikulongosora makora ku vinthu vyeneko vya pa charu. Ma protocol ghaphya ghakusazgapo mikhaliro ya kusungirako vinthu yakupambanapambana na nyengo yitali yakuyezgera kuti ŵasinthe umo ŵakuyowoyerathu.

Calendar Aging

Mabatire gha mazuŵa ghano gha EV ghakutaya pafupifupi 2-3% nkhongono pa chaka kufuma ku kalendara yakuchekura mu nyengo zakumanyikwa. Mu nyengo zakotcha panji na nthowa ziheni zakusungiramo, ivi vingakwera kufika pa 4-5% pachaka. Pamanyuma pa vyaka 10, lindilirani 20-30% kutaya kwa nkhongono nanga ni para mukuyendeska galimoto yichoko waka.

Yayi, kucekura kwa kalendara kukusinthika yayi. Para ma ayoni gha lithiamu ghamara pakupanga SEI, ghangasangikaso yayi. Kweni, nkhongono nyengo zinyake zingawoneka kuti zikukura pachoko pamanyuma pa kusunga chifukwa cha vyakuchitika vyakupumura panji kusintha kwa malo gha electrode, kweni ichi nchisinthiko chaunenesko yayi cha kuchekura kwa kalendara.

Kanandi, kucekura kwa kalendara kukupangiska kuti munthu waŵe wakuvikilirika yayi. Kweni, kukana kwa mukati kwakuwonjezeka kufuma ku kukura kwa SEI kungapangiska kuti mabatire ghaŵe ghakusuzgika chomene na thermal runaway usange masuzgo ghanyake ghangaŵapo. Mabatire ghakale ghakwenera kuwoneseska makora chomene para ghakuchaja mwaluŵiro panji ghakugwira ntchito na nkhongono zinandi.

Pakati pa 10-15℃(50-59℃F) yikuchepeska kuchekura kwa kalendara uku yikupeŵa kuchepeska nchito na kunanga uko kungaŵapo chifukwa cha kuzizima. Mtundu uwu wa kutentha ukuchedweska kukura kwa SEI na chinthu cha 4-6 pakuyaniska na kusunga kutentha kwa chipinda.

Mabatire gha LFP ghakulongora kuti ghakulimbana makora na kucekura kwa kalendara kuluska NMC panji NCA, comenecomene pa SOC yikuru. Maselo gha LTO ghakulongora kucekura kwa kalendara kwakucepa kwa makemikolo gha lithiamu - ion ghakumanyikwa. LCO yikulongora kuti kalendara yikuchekura chomene, chomenechomene pa nyengo yakutentha chomene ndipo SOC yikujumpha 70%.

Sungani pa 40-50% SOC kwa nyengo yitali kuluska sabata yimoza. Nangauli malipiro ghose ghakupereka mtunda ukuru wa nyengo yeneyiyo, kalendara yakuchekura mwaluŵiro pa SOC yikuru yikuluska mwaŵi uwu ku magalimoto agho ghazamuyendeskeka yayi nyengo zose.

Kuchekura kwa kalendara kukuyimira chimoza mwa vinthu vyakuzirwa ivyo vikupangiska kuti paŵe mphaka mu tekinoloje ya mabatire gha lithiamu-ion. Kuleka kupeŵeka kwake kukufumira ku mtundu wa electrochemical wa kusungirako nkhongono- vyakuchitika vimoza ivyo vikupereka nkhongono zakunyamulika navyo vikupangiska kuti vinthu vinangikenge pachokopachoko. Kupulikiska umo vinthu vikuchitikira, umo vikusungikira, na kupanga vinthu viwemi vikulutilira kuŵa vigaŵa vyakuzirwa vya kafukufuku. Apo mabatire ghakuŵa ghakuzirwa comene pa vyakupangapanga vithu vya nkhongono na pa vyakwendekwenda, kucepeskako kucekura kwa kalendara kukutora nchito yikuru comene pa nkhani ya cuma na cilengiwa. Mabatire agho ghali mu magalimoto gha EV gha mazuŵa ghano ghangakhala nyengo yitali kuluska magalimoto ghanyake usange kalendara yingalongozgeka mwakukwana kwizira mu nthowa za mahara zakupangira na kugwiliskira nchito.