Servisni uvjeti za litijum-jonske baterije

Mora se napomenuti da okruženje i uslovi korišćenja litijum-jonskih baterija oštećuju njihov kapacitet.
(1) Zloupotreba litijum-jonske baterije
OUYANG [3] je proučavao uticaj prekomernog punjenja na kapacitet mekih baterija i nije našao jasan gubitak kapaciteta kada je SOC bio ispod 120%; Kada je SOC veći od 120%, taloženje litijuma počinje da se javlja na negativnoj elektrodi, a zbog stvaranja debljeg SEI filma, impedancija se povećava i dovodi do gubitka aktivnog litija. Ako se prekomjerno punjenje nastavi, to može uzrokovati termički bijeg litijum-jonske baterije. Pri visokom SOC-u, brzina analize elektrolita će postati brža, formirajući debeli sloj taloženja na grafitnoj negativnoj elektrodi, koja sadrži litijum za precipitaciju.
(CH2OCO2Li) 2 i Li2CO3 ne mogu učestvovati u reverzibilnim reakcijama nakon taloženja.
Osim toga, punjenje i pražnjenje velikom brzinom također može uzrokovati gubitak kapaciteta litijum-jonskih baterija. To je zato što pozitivne i negativne elektrode prolaze kroz kontrakciju i širenje volumena tokom procesa punjenja i pražnjenja. Što je struja punjenja i pražnjenja veća, to je kontrakcija i širenje intenzivnija, a naprezanje je veće. Kao rezultat toga, vjerojatnije je da će se čestice pozitivne i negativne elektrode slomiti ili odvojiti od kolektora tokom brzih promjena volumena, što dovodi do slabljenja ciklusa
(2) Faktor temperature
Temperatura je definitivno jedan od ključnih faktora koji utječu na životni vijek litijum-jonskih baterija, a visoke ili niske temperature mogu uzrokovati smanjenje aktivnog sadržaja litijum jona, čime se skraćuje životni vek litijum-jonskih baterija.
U uslovima visoke temperature, odnos različitih metalnih elemenata u ternarnom materijalu i performanse elektrolita imaju presudan uticaj na kapacitet baterije. Prije malog broja ciklusa, kapacitet pražnjenja baterije na visokoj temperaturi je veći od njenog nazivnog kapaciteta i kapaciteta na sobnoj temperaturi (kao što je prikazano na donjoj slici). To je zato što je viskoznost elektrolita pri visokoj temperaturi niska, prijenos mase iona brz, a reakciona aktivnost elektrode visoka, zbog čega baterija pokazuje visok kapacitet pražnjenja. Međutim, kako se broj ciklusa povećava na visokim temperaturama, elektrolit unutar baterije će biti podvrgnut brzoj analizi, stvarajući debele i neujednačene pasivacijske filmove na površini elektrode [4]. Struktura materijala elektrode će biti oštećena, a ioni metala će se rastvoriti, što će dovesti do ozbiljne degradacije kapaciteta.
U uslovima niske temperature (kao što je -10 stepen), viskoznost elektrolita se povećava, brzina provođenja jona se usporava i ne odgovara brzini migracije elektrona vanjskog kola. Baterija pokazuje jaku polarizaciju, a kapacitet punjenja i pražnjenja naglo opada. Posebno u slučaju niskotemperaturnog punjenja, Li+ koji migrira iz pozitivne elektrode možda neće moći na vrijeme da se ugradi u rešetku ugljičnog sloja negativne elektrode, formirajući kristale litij metala na negativnom ekstremu, što dovodi do smanjenja kapacitet baterije. Dugotrajno punjenje pri niskim temperaturama može uzrokovati prodiranje litijskih dendrita u separator i uzrokovati kratke spojeve.