Những yếu tố nào sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ của pin lithium?

Tuổi thọ của pin lithium là một chỉ số cần được chú ý khi sử dụng pin lithium ion. Nhìn chung, tuổi thọ của pin lithium ion chủ yếu bị ảnh hưởng bởi hai yếu tố:

1) Thời gian phục vụ;
2) Số chu kỳ.

Theo tốc độ phân rã của pin lithium ion, tốc độ phân rã của pin có thể được chia thành tốc độ phân rã tuyến tính sớm và tốc độ phân rã phi tuyến muộn. Đặc điểm điển hình của quá trình suy giảm phi tuyến tính là dung lượng của pin giảm đáng kể trong thời gian ngắn, thường được gọi là lặn dung lượng, rất bất lợi cho việc sử dụng pin và sử dụng các bậc thang.

Trong thử nghiệm, Simon F. Schuster đã sử dụng pin IHR20250A của E-One Moli Energy. Vật liệu cực âm là vật liệu NMC, vật liệu cực dương là than chì và công suất danh định là 1,95Ah. Ảnh hưởng của cửa sổ điện áp, tốc độ sạc, tốc độ phóng điện và nhiệt độ đến độ suy giảm phi tuyến của pin đã được phân tích. Việc bố trí thí nghiệm cụ thể được thể hiện trong bảng sau.

Các kết quả chính như sau:

1. Ảnh hưởng của cửa sổ điện áp hoạt động đến sự phát triển của màng SEI âm là do cửa sổ điện hóa rộng, độ hòa tan của các nguyên tố kim loại chuyển tiếp dương được tăng cường và các nguyên tố kim loại chuyển tiếp hòa tan di chuyển đến bề mặt điện cực âm, làm tăng tốc sự phát triển của màng kim loại chuyển tiếp điện cực âm. Kết quả cho thấy các điều kiện động học của điện cực âm đẩy nhanh quá trình phân rã của lithium, do đó sự kết tủa của lithium trong điện cực âm dẫn đến sự phân rã phi tuyến sớm hơn.
2. Ảnh hưởng của tỷ lệ phóng điện

Do sự suy giảm phi tuyến của pin lithium ion chủ yếu là do sự kết tủa của kim loại lithium trên bề mặt điện cực âm, nên dòng phóng điện có liên quan chặt chẽ đến sự xuất hiện sự suy giảm phi tuyến của pin lithium ion. Yếu tố ảnh hưởng nhất là dòng sạc pin. Pin được sạc ở tốc độ 1C gần như có xu hướng suy giảm phi tuyến ngay từ đầu, nhưng nếu chúng ta giảm dòng sạc xuống 0,5C, thì nút thời gian của pin sẽ phân rã phi tuyến, sẽ bị trễ rất nhiều. Hầu như có thể bỏ qua ảnh hưởng của dòng phóng điện đến độ suy giảm phi tuyến của pin. Điều này chủ yếu là do độ phân cực của điện cực âm tăng lên đáng kể khi dòng điện tăng lên, dẫn đến nguy cơ giải phóng lithium từ điện cực âm tăng đáng kể. Kim loại kim loại xốp kết tủa thúc đẩy quá trình phân hủy chất điện phân và tăng tốc. Sự suy giảm hiệu suất động của điện cực âm dẫn đến sự phân rã phi tuyến xuất hiện sớm.

3. Ảnh hưởng của nhiệt độ

Nhiệt độ có ảnh hưởng rất quan trọng đến đặc tính động học của điện cực âm, do đó nhiệt độ cũng có ảnh hưởng quan trọng đến thời gian xuất hiện sự suy giảm phi tuyến của bột
Pin ở chu kỳ 35 ° C có sự suy giảm phi tuyến tính muộn nhất. Nếu chúng ta giảm cửa sổ điện áp của pin xuống 3,17-4,11v, tốc độ phân hủy của pin ở 35 ° C và 50 ° C trong thời kỳ đầu là tương đối ổn định, nhưng khi hết tuổi thọ, pin ở 35 ° C bắt đầu cho thấy sự suy giảm phi tuyến tính. Điều này chủ yếu là do sự suy giảm các điều kiện động học của pin ở nhiệt độ thấp, khiến cực âm dễ được phân tích thành lithium hơn, do đó đẩy nhanh sự phát triển của màng sei, dẫn đến sự suy giảm thêm các điều kiện động học của cực âm, dẫn đến sự suy giảm phi tuyến tính của pin lithium ion đời đầu.