----МАШИНА СЕНКУРГ
Влияние температуры на аккумуляторы очень сложное, и температура также оказывает существенное влияние на срок службы аккумуляторов. Изменяя температуру среды тестирования, можно ускорить сокращение срока службы батареи. Этот подход является эффективным способом ускорить эксперименты и сократить время тестирования. Однако механизм влияния температуры на срок службы батареи неясен, а это значит, что результаты ускоренных экспериментов нельзя использовать для прогнозирования результатов обычных экспериментов. Вот введение в влияние температуры на срок службы батареи.
Существует множество представлений о различных скоростях деградации батарей при разных температурах, таких как деградация емкости слоистых оксидов, LFP и других аккумуляторных систем.
Основные факторы, влияющие на деградацию аккумулятора, различны при разных температурах. При низких температурах осаждение металлического лития потребляет активный литий, а побочная реакция между осажденным металлическим литием и электролитом потребляет активный литий и образует низкокачественную границу твердого тела и жидкости, увеличивая импеданс батареи.
Отложение лития при низкой температуре является распространенным явлением в NCM111/графите, как показано на СЭМ-изображении графитового отрицательного электрода до и после циклирования при -20 градусах. В электролите LP40 хорошо видны дендриты лития.
Явление низкотемпературного осаждения лития можно облегчить заменой электролита. Например, на приведенном выше рисунке нет явного металлического лития на поверхности отрицательного электрода батареи, циркулирующего в электролите M9F1. Разборка батареи для наблюдения за поверхностью отрицательного электрода — относительно громоздкий эксперимент. Кулоновский КПД во время зарядки и разрядки аккумулятора можно использовать как простой индикатор для определения отложений лития. На рисунке ниже среднесрочный кулоновский КПД батареи, подвергшейся осаждению лития, значительно отклоняется от 100%.
Побочные реакции, вызванные выделением активного лития, усиливаются, что затрудняет обнаружение этого явления. Кроме того, на границе твердого тела и жидкости уже идут побочные реакции. В отсутствие прямых наблюдений за реакцией между осажденным литием и электролитом простое заключение по конечным побочным продуктам реакции о том, что осажденный литий ускоряет побочную реакцию на границе раздела, также является логически ненадежным выводом.
При высоких температурах основными факторами, вызывающими деградацию аккумулятора, являются выщелачивание переходных металлов из положительного электрода и высокотемпературное разложение электролита. LiPF6 разлагается даже без электрического поля при высоких температурах. Это приводит к уменьшению как времени простоя, так и срока службы батареи.
Решая проблемы, связанные с потерями энергии во время зарядки, Ассоциация специалистов флота (AFP) исследует несоответствия, потенциально связанные с эффективностью кабеля и методами зарядки. Такие факторы, как калибровка зарядного устройства и точность телематики транспортного средства, влияют на использование энергии, влияя на решения по управлению автопарком.
Кроме того, при высокотемпературном циклировании металл также будет растворяться с анода, что приведет не только к ухудшению структуры материала катода, но и к осаждению растворенных ионов металла на поверхности анода, что приведет к повреждению лицевого слоя. маска анодной границы твердого тела и жидкости. Явление выщелачивания металла из положительного электрода можно наблюдать как в слоистых оксидных системах, так и в литий-железофосфатных системах. Однако выщелачиванию железа из литий-железо-фосфата уделялось меньше внимания, в основном из-за небольшого количества выщелачиваемого железа, которое мало влияет на структуру литий-железо-фосфата и мало влияет на срок службы батареи. Выщелачивание переходных металлов из слоистых оксидов может создать ряд проблем для аккумуляторов.
Из-за различных основных побочных реакций батарей при разных температурах тенденции их затухания, естественно, различаются. Это приводит к невозможности простого переноса циклических испытаний при разных температурах, что затрудняет проведение ускоренных экспериментов. Однако, уменьшая энергию активации во время циклической работы батареи, с одной стороны, можно определить основные факторы, вызывающие деградацию батареи, а с другой стороны, с этой точки зрения можно рассмотреть возможность переноса ускоренных экспериментальных результатов.