Co wpływa na jakość baterii?

Co wpływa na jakość baterii? PZL Sędziszów

Wysoka jakość komponentów użytych do wyprodukowania akumulatora litowo-jonowego pozwala na osiągnięcie jego większej długowieczności. Zacząć tutaj można od samej wysokiej czystości związków chemicznych używanych do produkcji ogniw, a skończyć na wysokiej jakości systemie zarządzania baterią – BMS, który zabezpiecza przed nadmiernym rozładowaniem lub przeładowaniem. ​Battery Guru wskazuje na główne czynniki decydujące o jakości akumulatorów litowo-jonowych.

Na jakość baterii litowo-jonowych składa się wiele czynników. Zacząć można na doborze samych ogniw, a skończyć na sposobie ich łączenia czy rodzaju użytego kontrolera BMS. Te czynniki powodują, że jedne baterie są bardziej podatne na uszkodzenia, a inne – mniej.

Niebagatelna jest także jakość montażu – Battery Guru korzysta z maszynowej selekcji ogniw, które następnie montowane są w obudowie i zabezpieczone przed wpływem drgań. Połączenia elektryczne ogniw wykonywane są w standardowy dla tego typu połączeń sposób – przez zgrzewanie – z tą różnicą, że dokładnie kontrolowane są wszystkie zgrzeiny, aby zapewnić równomierne warunki przepływu prądu i zminimalizować miejsca, w których lokalnie podwyższona będzie oporność.

Powiązane firmy

Suma tych wszystkich operacji powoduje, że oferowane przez Battery Guru akumulatory są najwyższej spotykanej jakości na rynku. Używane przez Battery Guru komponenty baterii litowo-jonowych pochodzą od największych – sprawdzonych producentów, co gwarantuje wysoką powtarzalność produkcji oraz zapewnia, że w jednym akumulatorze znajdują się ogniwa o identycznych parametrach. Nasze układy BMS są zabezpieczone przed działaniem czynników atmosferycznych takich, jak wilgoć, a ponadto zapewniają dobre odprowadzanie ciepła, co dodatkowo zabezpiecza układ i baterię.

– Patryk Grendysa, PZL Sędziszów.

Typowe przyczyny uszkodzeń akumulatorów litowo-jonowych:

1. Niewłaściwe użycie elektryczne. 

Niewłaściwe użycie elektryczne jest najczęstszym sposobem uszkodzenia baterii litowo-jonowych. Wiąże się to z nadmiernym poborem energii elektrycznej, jak i nadmiernym dostarczaniem jej w trakcie ładowania. Zarówno przeładowanie, jak i nadmierne rozładowanie są szkodliwe.

Przeładowanie, powiedzmy powyżej napięcia około 4,2 V (zależnego od technologii wykonania ogniwa), spowoduje nadmierny prąd płynący przez ogniwo. Wynikające z tego przetężenie prowadzi do zjawiska zwanego platerowaniem. Wysokie tempo przemieszczania się jonów litu do anody węglowej nie może być uwzględnione przez warstwy interkalacyjne anody, a lit metaliczny ma tendencję do osadzania się jako powłoka litowa na powierzchni anody.

Ma to dwa szkodliwe skutki:

  • Maleje liczba wolnych jonów litu, co skutkuje szybkim zmniejszaniem się pojemności elektrycznej ogniwa.
  • Grubość warstwy metalicznego litu osadzającego się na elektrodach nie jest stała – lit odkłada się w przypadkowych miejscach tworząc struktury dendrytyczne, które mogą prowadzić do zwarć wewnątrz ogniwa.

Nadmierne rozładowanie/działanie podnapięciowe. Podobnie praca przy niskim poziomie napięcia również uszkadza akumulator. Wydłużona praca poniżej około 2V powoduje stopniowe niszczenie struktur elektrod.

2. Zbyt niskie napięcie / nadmierne rozładowanie

Ładowalne ogniwa litowe są narażone zarówno na zbyt niskie, jak i nadmierne napięcie. Spadek napięcia ogniwa poniżej około 2 woltów w wyniku nadmiernego rozładowania lub przechowywania przez dłuższy czas powoduje stopniowe niszczenie materiałów elektrody.

  • Anody – miedziany kolektor prądu w anodzie powoli rozpuszcza się w elektrolicie, zwiększając szybkość samorozładowania. Gdy później napięcie wzrośnie powyżej 2 V, jony te mogą nie dotrzeć do kolektora prądu. Osadzają się one w postaci miedzianej powłoki metalicznej na powierzchni anody. W sposób podobny do galwanizacji w przypadku przeładowania, dendryty mogą się rozwinąć i spowodować zwarcie.
  • Katody – mogą zawierać tlenek litowo-kobaltowy, tlenek litowo-manganowy i fosforan litowo-żelazowy. Przy zmianach napięcia poniżej i powyżej 2 V struktura katody stopniowo się rozpada, związki te uwalniają tlen. To znowu prowadzi do trwałej utraty pojemności.

3. Wpływ temperatury

Praca w wyższych i niższych niż pożądane temperaturach także ma negatywne skutki. Niska temperatura niezmiennie utrudnia reakcję chemiczną. Powoduje to zwiększoną rezystancję źródła i powlekanie anody metalicznym litem.

Wysoka temperatura także jest problemem. Zachodzące w niej przyspieszone działanie chemiczne wytwarza wyższe prądy, co prowadzi do przegrzania i rozpadu warstwy międzyfazowej stałego elektrolitu (SEI). Może to prowadzić do niekontrolowanego wzrostu temperatury i zniszczenia baterii.

4. Uszkodzenia mechaniczne

Innym sposobem uszkodzenia baterii jest bezpośrednie uszkodzenie fizyczne; mocne uderzanie, rzucanie, przebijanie itp. - to proste sposoby uszkodzenia baterii.

Źródło: PZL Sędziszów

Tagi artykułu

Zobacz również

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę