Všeobecné rýchle nabíjanie pre vysokovýkonné jednosmerné nabíjanie, pol hodiny dokáže nabiť 80 % výkonu, nabíjacie napätie jednosmerného prúdu je vo všeobecnosti vyššie ako napätie batérie. Aké sú teda riziká rýchleho nabíjania lítiových batérií, pokiaľ ide o technické problémy s rýchlym nabíjaním lítiových batérií?
Aké sú riziká spojené s rýchlym nabíjaním lítiových batérií?
Tri základné spôsoby, ako dosiahnuť rýchle nabíjanie, sú: udržiavať konštantné napätie a zvyšovať prúd; udržiavať konštantný prúd a zvyšovať napätie; a súčasne zvyšovať prúd a napätie. Na dosiahnutie skutočného rýchleho nabíjania je však možné nielen zlepšiť prúd a napätie, ale aj využiť technológiu rýchleho nabíjania v kompletnom súbore systémov vrátane adaptéra na rýchle nabíjanie a inteligentného systému riadenia napájania.
Dlhodobé rýchle nabíjanie ovplyvňuje životnosť lítiových batérií. Rýchle nabíjanie lítiových batérií je na úkor životnosti batérie, pretože batéria je zariadenie, ktoré generuje elektrinu prostredníctvom elektrochemických reakcií. Nabíjanie je výskyt spätnej chemickej reakcie a rýchle nabíjanie spočíva v okamžitom dodávaní vysokého prúdu do batérie. Časté používanie režimu rýchleho nabíjania znižuje redukčnú kapacitu batérie a znižuje počet cyklov nabíjania a vybíjania batérie.
Rýchle nabíjanie lítiovej batérie prináša tri efekty: tepelný efekt, zrážanie lítia a mechanický efekt
1. Časté rýchle nabíjanie urýchľuje polarizáciu batériového článku
Keď je nepretržitý nabíjací prúd vysoký, koncentrácia iónov na elektróde stúpa, polarizácia sa zvyšuje a napätie na svorkách batérie nemôže priamo a lineárne zodpovedať množstvu nabitej elektriny. Zároveň pri nabíjaní vysokým prúdom vedie zvýšenie vnútorného odporu k zvýšenému Jouleovmu tepelnému efektu, čo má za následok vedľajšie účinky, ako je rozklad elektrolytu, tvorba plynu a množstvo problémov. Náhle sa zvyšuje rizikový faktor, čo má vplyv na bezpečnosť batérie a životnosť nenapájaných batérií sa nevyhnutne výrazne skracuje.
2. Časté rýchle nabíjanie môže viesť ku kryštalizácii jadra batérie
Rýchle nabíjanie lítiových batérií znamená, že lítiové ióny sa rýchlo vybíjajú a „plávajú“ k anóde, čo vyžaduje, aby materiál anódy mal rýchlu kapacitu na uloženie lítia. V dôsledku takmer rovnakého potenciálu uložené lítium a potenciálu zrážania lítia sa pri rýchlom nabíjaní alebo pri nízkych teplotách môžu lítiové ióny vyzrážať na povrchu a tvoriť dendritické lítium. Dendritické lítium prepichne membránu a spôsobí sekundárne straty, čím sa zníži kapacita batérie. Keď lítiové kryštály dosiahnu určité množstvo, prerastú od zápornej elektródy k membráne, čo predstavuje nebezpečenstvo skratu batérie.
3. Časté rýchle nabíjanie skracuje výdrž batérie
Časté nabíjanie má tiež tendenciu urýchľovať vybíjanie batérie a dokonca viesť k problémom, ako je znížená aktivita batérie a kratšia výdrž batérie. Najmä po pridaní technológie rýchleho nabíjania, hoci je rýchlosť nabíjania v počiatočnej fáze veľmi vysoká, po odpojení sa batéria nenabije na 100 %, čo vedie k viacnásobnému nabíjaniu a zvyšovaniu počtu cyklov nabíjania a dlhodobému používaniu znižuje aktivitu batérie, čím sa urýchľuje jej starnutie.
Vysoká teplota je najväčšou príčinou starnutia lítiových batérií. Rýchle nabíjanie s vysokým výkonom spôsobí, že sa batéria za krátky čas zahreje. Nerýchle nabíjanie síce poskytuje nízky výkon, ale za jednotku času sa teplo vyžaruje dlhšie. Týmto spôsobom sa teplo v batérii časom akumuluje a rozdiel v teple generovanom počas nabíjania nestačí na to, aby spôsobil rozdiel v rýchlosti starnutia batérie.
Zhrnutím vyššie uvedeného môžeme konštatovať, že rýchle nabíjanie má vysoké požiadavky na kvalitu batérie, má väčšiu stratu životnosti batérie a výrazne sa znižuje bezpečnostný faktor, preto sa snažte robiť to čo najmenej, keď to nie je potrebné. Časté rýchle nabíjanie batérie ju poškodí, ale kvôli rozdielom v hustote článkov batérie, materiáloch, okolitej teplote a systéme správy batérie utrpí batéria počas rýchleho nabíjania rôzne stupne poškodenia.
Čas uverejnenia: 26. októbra 2023