Cikla ilgums norāda, cik uzlādes{0}}izlādes ciklu akumulators veic, pirms tas pazeminās līdz noteiktam jaudas līmenim. Parasti tas ir 80%, lai gan esmu redzējis specifikācijas visās vietās — 70% dažiem automobiļu lietojumiem, 85% citiem. Pats slieksnis ir sava veida patvaļīgs, un tas ir vairāk saistīts ar garantijas aprēķiniem, nevis ar jebkuru akumulatora ķīmijas pamatīpašību.
Kāpēc baterijas sabojājas
SEI slānis uz grafīta anodiem, iespējams, ir visvairāk pētītais litija{0}}jonu akumulatoru noārdīšanās mehānisms. Kad pirmo reizi uzlādējat elementu, elektrolīts sadalās uz anoda virsmas un veido šo cieto plēvi-galvenokārt litija karbonāts, nedaudz litija fluorīda, ja izmantojat LiPF6 sāli, dažādas organiskas vielas. Šim slānim vajadzētu stabilizēties pēc dažiem cikliem. Tā nav. Tas turpina lēnām augt, patērējot litiju, kam vajadzētu būt riteņbraukšanai. Pirms dažiem gadiem es strādāju pie projekta, mēģinot stabilizēt SEI ar elektrolītu piedevām. FEC (fluoretilēna karbonāts) palīdz, VC (vinilēna karbonāts) palīdz vairāk. Neviens to pilnībā neatrisina.
Augsti{0}}niķeļa katodi plaisā. NMC811, kas sastāv no 80% niķeļa, 10% mangāna, 10% kobalta, riteņbraukšanas laikā tiek pakļauts ievērojamām tilpuma izmaiņām -vairāk nekā vecākās NMC111 vai NMC523 kompozīcijas. Daļiņas burtiski sadalās. To var redzēt zem SEM pēc dažiem simtiem ciklu. CATL ap 2019. gadu atklāja, ka, ja jūs sintezējat atsevišķas kristāla daļiņas, nevis polikristāliskos pildvielas, ko visi ražoja, jūs novēršat lielāko daļu plaisāšanas, jo nav graudu robežu. Tagad izklausās pašsaprotami, taču sintēzes parametru pareiza iegūšana mērogā prasīja vairākus gadus. Es domāju, ka BYD dara kaut ko līdzīgu ar savu Blade akumulatoru, taču viņi neko daudz nepublicē par katoda apstrādi.
Godīgi sakot, temperatūrai ir lielāka nozīme. Par katru 10 grādu pieaugumu jūs aptuveni divkāršojat novecošanas ātrumu. Tas nav precīzi,-dažādiem mehānismiem ir atšķirīga aktivizācijas enerģija-, taču tas ir pietiekami tuvs inženiertehniskiem aprēķiniem. Iepakojums, kas darbojas vidēji 35 grādu temperatūrā, kalpos ilgāk nekā 45 grādu temperatūrā. Tesla to uzzināja agri, izmantojot Roadster. Viņu jaunākajām automašīnām ir diezgan agresīva siltuma pārvaldība, un tās atdzesēs pat tad, ja tās ir novietotas stāvvietā, ja iepakojums kļūst pārāk karsts.
Aukstums ir dīvains. Degradācijas ķīmija palēninās, kas ir labi. Bet jūs saņemat daudz lielāku pretestību, un, ja mēģināt uzlādēt pārāk ātri, jūs uz anoda pārklājat litiju, kas ir ļoti slikti. Litija nogulsnes ir neatgriezenisks jaudas zudums, un, ja tās pāraug dendritos, var rasties iekšējs īssavienojums. Šī iemesla dēļ lielākā daļa EV neļaus jums ātri uzlādēt līdzstrāvu, ja temperatūra ir zemāka par 0 grādiem.
Izplūdes dziļums
Ir šis labi zināmais efekts,{0}}kurā sekla riteņbraukšana pagarina dzīves ilgumu. Ja izmantojat tikai 40% no akumulatora jaudas, nevis 100%, jūs varat trīskāršot cikla kalpošanas laiku. Varbūt vairāk. Mehānismi nav pilnīgi skaidri. Iespējams, palīdz mazākas tilpuma izmaiņas elektrodos. Izvairīšanās no ārkārtējiem elektrodu potenciāliem, kur blakusreakcijas paātrinās, noteikti palīdz. Bet neviens īsti nav noteicis katra faktora precīzu ieguldījumu.
Katrs EV slēpj no jums zināmu jaudu. Ja jūsu informācijas panelī ir norādīts 0%, iespējams, jūs sasniedzat 5% reālo SOC. Kad tas saka 100%, jūs esat 95% vai varbūt 90%. Ražotāji šos numurus nepublicē. Es mēģināju to mainīt-, izmantojot savu veco Bolt, apskatot BMS datus, izmantojot CAN kopni, taču kalibrēšanas tabulas ir šifrētas.
Laika skalas problēmu pārbaude
Neviens nevēlas gaidīt 3-4 gadus, lai apstiprinātu akumulatora dizainu. Tāpēc mēs veicam paātrinātu testēšanu — augstāku temperatūru, ātrāku riteņbraukšanas ātrumu. Problēma ir tā, ka ne visi degradācijas mehānismi paātrina vienādi. Daži dara, daži nē. Temperatūras paātrinājums darbojas diezgan labi lielākajā daļā ķīmisko procesu. Ātruma paātrinājums ir īss. Ir arī kļūmes režīmi, kas parādās tikai pēc pagarināta kalendārā laika, kuru jūs vienkārši nevarat paātrināt.
Nesenās ML prognožu lietas ir interesantas. Jūs ievadāt agrīnā cikla datus modelī, un tas prognozē ilgtermiņa jaudas samazināšanos. Stenfords publicēja dažus darbus par to 2019. gadā, un Kārnegijs Melons ir paveicis līdzīgas lietas. Tas pārsteidzoši labi darbojas šūnās, kurās viņi trenējās. Vispārināšana ir problēma. Mainiet katoda sastāvu vai elektrolīta sastāvu, un jums ir jāpārmācas ar jauniem datiem, kas neatbilst mērķim, ja mēģināt paredzēt jauna dizaina kalpošanas laiku.
Dažādas ķīmijas
LFP ir labāks cikla ilgums nekā NMC, punkts. Jūs varat viegli veikt 3000{3}}5000 ciklus, dažreiz vairāk. Enerģijas blīvuma sods ir nežēlīgs, lai gan-jūs atsakāties par 30–40%, salīdzinot ar NMC ar augstu niķeļa saturu. Ķīnas ražotāji nolēma, ka šis kompromiss ir lietderīgs lētākiem EV, kur cilvēkiem nav nepieciešams 300+ jūdzes attālums. BYD, CATL, visi tur veic LFP standarta transportlīdzekļiem. Rietumu oriģinālo iekārtu ražotāji to pieņem lēnāk. Kultūras atšķirības vai tirgus atšķirības, vai abi, es neesmu pārliecināts.
Paredzams, ka nātrija -jona cikla ilgums ir līdzīgs LFP, pamatojoties uz CATL un Natron apgalvojumiem, taču tas ir ražots tikai gadu, tāpēc, kas zina, kas notiek pēc 5+ gadiem šajā jomā.
Cietvielu{0}}turpina solīt labāku cikla kalpošanas laiku, jo šķidrā elektrolīta neesamība nozīmē stabilākas saskarnes. Bet tie joprojām nav pieejami komerciāli. QuantumScape ir bijis "divu gadu attālumā" jau apmēram sešus gadus. Interfeisa pretestība, kontaktu zudums riteņbraukšanas laikā, litija dendriti dažos veidos-šīs problēmas ir grūtākas, nekā kāds domāja. Varbūt sulfīdu elektrolīti darbosies labāk nekā oksīdi. Dati, kas nāk no Japānas, liecina, ka varbūt.
Kalendāra novecošana
Tas tiek bieži ignorēts, taču tas ir ļoti svarīgi transportlīdzekļiem, ar kuriem netiek daudz braukts. Jūsu akumulators pasliktinās, vienkārši sēžot. Uzglabāšanas temperatūrai un SOC ir nozīme. Sliktākajā gadījumā ir 100% uzlāde augstā temperatūrā-jūs zaudēsit vairākus procentu punktus gadā, neko nedarot. 40% SOC istabas temperatūrā ir optimāla uzglabāšana, taču acīmredzot tas nav praktiski izmantojams automašīnai.
Režģa uzglabāšana ir pavisam cits dzīvnieks. Ja katru dienu veicat vairākus ciklus, jums ir nepieciešams 20+ gads, kas nozīmē vismaz 7000+ ciklu, iespējams, 10,000+. Taču jūs varat paciest zemāku enerģijas blīvumu, un jums ir vairāk vietas siltuma pārvaldībai. Ekonomika darbojas citādi-KAPEX ir lielāka nozīme salīdzinājumā ar OPEX, ja amortizējat gadu desmitiem.
Es nezinu pietiekami daudz par jaunajiem akumulatoru veidiem, lai pateiktu daudz noderīga. Litija -sēra cikla ilgums joprojām ir drausmīgs polisulfīda atspoles dēļ, lai gan daži uzņēmumi apgalvo, ka ir to atrisinājuši. Litija-metāla anodi, kas savienoti pārī ar cietajiem elektrolītiem, varētu būt ceļš uz priekšu, taču dendrīta problēma nav pazudusi. Un pat tad, ja materiāli darbojas, visa jauna ražošanas palielināšana prasa vismaz 5-10 gadus. Tātad, lai kas arī notiktu, mēs esam iestrēguši ar litija jonu variācijām vēl vismaz desmit gadus.
Es nezinu pietiekami daudz par jaunajiem akumulatoru veidiem, lai pateiktu daudz noderīga. Litija -sēra cikla ilgums joprojām ir drausmīgs polisulfīda atspoles dēļ, lai gan daži uzņēmumi apgalvo, ka ir to atrisinājuši. Litija-metāla anodi, kas savienoti pārī ar cietajiem elektrolītiem, varētu būt ceļš uz priekšu, taču dendrīta problēma nav pazudusi. Un pat tad, ja materiāli darbojas, visa jauna ražošanas palielināšana prasa vismaz 5-10 gadus. Tātad, lai kas arī notiktu, mēs esam iestrēguši ar litija jonu variācijām vēl vismaz desmit gadus.
Litija polimēru baterijasnovietojiet kaut kur pa vidu-labāka iesaiņojuma elastība nekā cilindriskās šūnas, ciklu kalpošanas laiks ir salīdzināms ar standarta litija{1}}jonu, ja saglabājat saprātīgu temperatūru. Pienācīgs risinājums ierobežotām telpām, taču nekas revolucionārs.
