Karga azkarra potentzia handiko korronte zuzeneko kargarako, ordu erdi bete daiteke potentziaren % 80arekin, karga azkarraren korronte zuzeneko karga-tentsioa normalean bateriaren tentsioa baino handiagoa da. Beraz, zeintzuk dira litiozko bateriaren karga azkarraren arriskuak litiozko bateriaren karga azkarraren arazo teknikoei dagokienez?
Zeintzuk dira litiozko baterien kargatze azkarrarekin lotutako arriskuak?
Karga azkarra lortzeko hiru oinarrizko moduak hauek dira: tentsioa konstante mantendu eta korrontea handitu; korrontea konstante mantendu eta tentsioa handitu; eta korrontea eta tentsioa aldi berean handitu. Hala ere, karga azkarra benetan lortzeko, ez da soilik korrontea eta tentsioa hobetu behar, karga azkarraren teknologia sistema multzo oso bat da, karga azkarraren egokitzailea eta energia kudeatzeko sistema adimenduna barne.
Karga azkarrak epe luzera litiozko baterien iraupenean eragiten du. Litiozko baterien karga azkarrak bateriaren iraupenean eragiten du, bateria erreakzio elektrokimikoen bidez elektrizitatea sortzen duen gailua baita, karga alderantzizko erreakzio kimiko baten gertatzea da, eta karga azkarra korronte handiaren sarrera berehalakoa izango da bateriara. Karga azkarraren modua maiz erabiltzeak bateriaren murrizketa-ahalmena murriztuko du, eta bateriaren kargatze- eta deskargatze-zikloen kopurua murriztuko du.
Litiozko bateriaren karga azkarrak hiru efektu dakartza: efektu termikoa, litioaren prezipitazioa eta efektu mekanikoa
1. Maiz kargatzeak bateria-zelularen polarizazioa bizkortzen du
Karga-korronte jarraitua handia denean, elektrodoko ioien kontzentrazioa igotzen da, polarizazioa handitzen da, eta bateriaren terminaleko tentsioa ezin da zuzenean eta linealki bat etorri kargatutako elektrizitate-kantitatearekin. Aldi berean, korronte handiko kargatzean, barne-erresistentziaren igoerak Joule berotze-efektua handituko du, albo-ondorioen ondorioz, hala nola elektrolitoen erreakzio-deskonposizioa, gas-ekoizpena eta arazo-sorta bat. Arrisku-faktorea bat-batean handitzen da, eta horrek bateriaren segurtasunean duen eragina dakar, eta bateria ez-elektrikoak irauten du nabarmen laburtzen dela.
2. Maiz kargatzeak bateriaren nukleoa kristalizatzea eragin dezake.
Litio bateriaren karga azkarrak esan nahi du litio ioiak azkar deskargatzen direla eta anodorantz "igeri egiten" dutela, eta horrek anodo materialak litioa azkar txertatzeko ahalmena izatea eskatzen du, txertatutako litio potentziala eta litioaren prezipitazio potentziala ia berdinak direlako. Karga azkarrean edo tenperatura baxuko baldintzetan, litio ioiak gainazalean prezipitatu daitezke litio dendritikoa eratzeko. Litio dendritikoak diafragma zulatuko du eta bigarren mailako galerak eragingo ditu, bateriaren edukiera murriztuz. Litio kristala kopuru jakin batera iristen denean, elektrodo negatibotik diafragmara haziko da, bateriaren zirkuitulaburra izateko arriskua sortuz.
3. Maiz kargatzeak bateriaren iraupena laburtzen du
Maiz kargatzeak bateriaren iraupena agortzea bizkortzen du, eta arazoak ere sor ditzake, hala nola bateriaren jarduera murriztea eta iraupen laburragoa. Batez ere kargatze azkarraren teknologia gehitu ondoren, hasierako fasean kargatzeko abiadura oso azkarra izan arren, ez zen % 100era kargatzen deskonektatzean, eta horrek kargatze anitzak eragiten ditu, bateriaren ziklo kopurua handituz. Modu hori denbora luzez erabiltzeak bateriaren jarduera murriztuko du, eta horrela bateriaren zahartzea bizkortuko du.
Tenperatura altua da litiozko bateriaren zahartzearen eragile nagusia. Potentzia handiko karga azkarrak bateria denbora gutxian berotuko du. Karga ez-azkarrak, potentzia baxua izan arren, denbora-unitateko bero gutxi sortzen du, baina denbora luzeagoa behar du. Horrela, bateriaren beroa ere metatuko da denborarekin, eta kargatzean sortutako bero-aldea ez da nahikoa bateriaren zahartze-tasan aldea eragiteko.
Goikoa laburbilduz, ondoriozta dezakegu karga azkarrak kalitate-eskakizun handiak dituela bateriarentzat, bateriaren iraupen-galera handiagoa duela eta segurtasun-faktorea nabarmen murriztuko dela, beraz, saiatu ahalik eta gutxien egiten beharrezkoa ez denean. Bateria maiz kargatzeak kalteak eragingo dizkio bateriari, baina bateriaren zelulen dentsitatearen, materialen, giro-tenperaturaren eta bateriaren kudeaketa-sistemaren arteko desberdintasunengatik, bateriak kalte-maila desberdinak jasaten ditu karga azkarraren zehar.
Argitaratze data: 2023ko urriaren 26a