ما هي آلية الشيخوخة والتدهور لبطاريات Lifepo4/الجرافيت الخاصة بك؟

تُستخدم بطارية الليثيوم أيون على نطاق واسع في الأجهزة المحمولة والسيارات الكهربائية، وتعتبر مصدر الطاقة الواعد لاستبدال الوقود الأحفوري.

يرتبط تلاشي سعة بطاريات الليثيوم أيون ارتباطًا وثيقًا بظروف الاستخدام، مثل معدل الشحن والتفريغ، وجهد القطع، وعمق التفريغ (DOD)، وحالة الشحن (SOC) ودرجة الحرارة المحيطة، والتي جميعها لها تأثيرات على أداء وعمر بطاريات الليثيوم أيون.

تم دراسة تأثير معدلات التفريغ المختلفة على شيخوخة الخلايا الكاملة LiFePO4/الجرافيت. يتم تسريع معدل الاضمحلال لسعة الخلية الكاملة عن طريق زيادة معدل التفريغ. ومع ذلك، عندما يكون معدل التفريغ أعلى من 3.0C، يتم تغيير آلية التحلل للخلية الكاملة.

من خلال تفكيك الخلايا الكاملة الطازجة والمسنة، تم التوصل إلى أن السعة الجوهرية لأنود الجرافيت ترتبط بشكل أساسي بفيلم SEI الموجود على سطحه.

يعد الاستهلاك الذي لا رجعة فيه للليثيوم النشط بسبب تكوين فيلم SEI وتطويره هو السبب الرئيسي لتلاشي قدرة الخلية الكاملة التي تتراوح أعمارهم بين معدل تفريغ منخفض نسبيًا. عندما تكون معدلات التفريغ 4.0C و5.0C، يحافظ معدل تلاشي السعة على مستوى عالٍ نسبيًا، بالنسبة لفيلم SEI الموجود على الأنود يكون عرضة للكسر وغير مستقر بعد الاستخلاص السريع لأيونات الليثيوم بمعدلات عالية. علاوة على ذلك، فإن معدل اضمحلال السعة يزداد في الفترة اللاحقة للدورة، وهو ما يعزى إلى تحلل المواد النشطة. يشير تدهور أداء قطب LiFePO4 وفيلم SEI غير المستقر إلى أن آلية التحلل تتغير عندما تتقدم الخلايا الكاملة في العمر بمعدلات تفريغ عالية. علاوة على ذلك، فإن معدل التفريغ المرتفع له آثار ضارة على أداء أنودات الجرافيت ويمكن أن يزيد أيضًا من المقاومة الداخلية للخلية الكاملة، مما يضر بقدرة التفريغ ذات المعدل العالي.

في الختام، يمكن أن تؤدي معدلات التفريغ المرتفعة إلى التلاشي السريع لقدرة الخلية الكاملة وتغيير آلية التحلل. لذلك، عندما يكون معدل التفريغ أكبر من أو يساوي 4.0C، فهو غير مناسب للاستخدام لتسريع شيخوخة الخلايا الكاملة LiFePO4/الجرافيت.