Tsikl muddati - bu batareyaning oldindan belgilangan quvvat darajasiga tushishidan oldin qancha zaryad{0}}ajallash davrlarini o'tkazishi. Odatda bu 80% ni tashkil qiladi, garchi men hamma joyda texnik xususiyatlarni ko'rganman - ba'zi avtomobil ilovalari uchun 70%, boshqalar uchun 85%. Eshikning o'zi o'zboshimchalikdir va batareya kimyosining har qanday asosiy xususiyatidan ko'ra kafolat hisob-kitoblari bilan ko'proq bog'liq.
Nima uchun batareyalar yomonlashadi
Grafit anodlaridagi SEI qatlami, ehtimol, litiy{0}}ionli batareyalarda eng ko‘p o‘rganilgan buzilish mexanizmidir. Hujayrani birinchi marta zaryad qilganingizda, elektrolit anod yuzasida parchalanadi va bu qattiq plyonkani-asosan litiy karbonat, agar siz LiPF6 tuzidan foydalansangiz, bir oz litiy ftorid, turli xil organik turlarni hosil qiladi. Ushbu qatlam bir necha tsikldan keyin barqarorlashishi kerak. Unday emas. U asta-sekin o'sib boradi, velosipedda yurishi kerak bo'lgan litiyni iste'mol qiladi. Men bir necha yil oldin SEIni elektrolitlar qo'shimchalari bilan barqarorlashtirishga harakat qilgan loyiha ustida ishladim. FEC (ftoretilen karbonat) yordam beradi, VC (vinilen karbonat) ko'proq yordam beradi. Hech kim uni to'liq hal qilmaydi.
Yuqori-nikelli katodlar yorilib ketadi. 80% nikel, 10% marganets, 10% kobalt boʻlgan NMC811 velosiped haydash vaqtida -eski NMC111 yoki NMC523 kompozitsiyalariga qaraganda ancha katta hajmdagi oʻzgarishlarga uchraydi. Zarrachalar tom ma'noda parchalanadi. Siz uni bir necha yuz tsikldan keyin SEM ostida ko'rishingiz mumkin. Taxminan 2019-yilda CATL shuni aniqladiki, agar siz hamma yaratadigan polikristal agregatlar oʻrniga bitta kristall zarrachalarni sintez qilsangiz, yorilishning katta qismini bartaraf qilasiz, chunki don chegaralari yoʻq. Hozir aniq ko'rinadi, lekin sintez parametrlarini to'g'ri miqyosda olish yillar talab qildi. Menimcha, BYD o'zlarining Blade batareyasi bilan shunga o'xshash narsani qilmoqda, ammo ular katodni qayta ishlash haqida ko'p nashr etmaydilar.
Rostini aytsam, harorat hamma narsadan muhimroqdir. Har 10 daraja o'sish uchun siz qarish tezligini taxminan ikki baravar oshirasiz. Bu aniq emas-turli mexanizmlar turli xil faollashtirish energiyalariga ega-lekin muhandislik hisob-kitoblari uchun yetarlicha yaqin. O'rtacha 35 gradusda ishlaydigan paket 45 darajaga qaraganda uzoqroq davom etadi. Tesla buni Roadster bilan erta bilib oldi. Ularning keyingi avtomobillari juda agressiv issiqlik boshqaruviga ega, agar paket juda qizib ketgan bo'lsa ham, ular to'xtab turganda ham soviydi.
Sovuq g'alati. Degradatsiya kimyosi sekinlashadi, bu yaxshi. Ammo siz ancha yuqori qarshilikka ega bo'lasiz va agar siz juda tez zaryad qilmoqchi bo'lsangiz, anodga lityum qo'yasiz, bu juda yomon. Litiy konlari qaytarib bo'lmaydigan quvvatni yo'qotadi va ular dendritlarga aylansa, siz ichki qisqarishni olishingiz mumkin. Ko'pgina EV'lar shu sababli 0 darajadan past to'g'ridan-to'g'ri to'g'ridan-to'g'ri tez zaryadlash imkonini bermaydi.
Bo'shatish chuqurligi
Sayoz velosiped haydashning umrini uzaytiradigan-ma'lum effekt bor. Agar siz batareya quvvatining 100% o'rniga atigi 40% ishlatsangiz, aylanish muddatini uch baravar oshirishingiz mumkin. Balki ko'proq. Mexanizmlar to'liq aniq emas. Elektrodlardagi kichik hajmdagi o'zgarishlar, ehtimol, yordam beradi. Yon reaktsiyalar tezlashadigan ekstremal elektrod potentsiallaridan qochish, albatta, yordam beradi. Ammo hech kim har bir omilning aniq hissasini aniqlay olmadi.
Har bir EV sizdan ba'zi imkoniyatlarni yashiradi. Boshqaruv paneli 0% deganda, ehtimol siz 5% real SOC darajasida bo'lasiz. 100% deganda, siz 95% yoki balki 90% dasiz. Ishlab chiqaruvchilar bu raqamlarni e'lon qilmaydi. Men CAN avtobusi orqali BMS maʼlumotlarini koʻrib, eski Boltimda uni oʻzgartirmoqchi boʻldim, ammo kalibrlash jadvallari shifrlangan.
Sinov vaqt jadvalidagi muammolar
Batareya dizaynini tasdiqlash uchun hech kim 3{2}}4 yil kutishni xohlamaydi. Shunday qilib, biz tezlashtirilgan sinovlarni o'tkazamiz - yuqori haroratlar, tezroq velosiped tezligi. Muammo shundaki, barcha buzilish mexanizmlari bir xil tarzda tezlashmaydi. Ba'zilar qiladi, ba'zilari yo'q. Ko'pgina kimyoviy jarayonlar uchun haroratni tezlashtirish juda yaxshi ishlaydi. Tezlashuv tezligi noaniq. Va faqat kengaytirilgan kalendar vaqtidan keyin paydo bo'ladigan muvaffaqiyatsiz rejimlar mavjud, ularni siz umuman tezlashtira olmaysiz.
So'nggi ML bashorati qiziqarli. Siz dastlabki tsikl maʼlumotlarini modelga joylashtirasiz va u uzoq muddatli-majburiyatning pasayishini bashorat qiladi. Stenford 2019 yilda bu borada ba'zi ishlarni nashr etdi, Karnegi Mellon shunga o'xshash ishlarni qildi. Bu ular o'qigan hujayralarda hayratlanarli darajada yaxshi ishlaydi. Umumlashtirish muammodir. Katod tarkibini yoki elektrolitlar formulasini o'zgartiring va siz yangi dizaynning ishlash muddatini taxmin qilmoqchi bo'lsangiz, maqsadni buzadigan yangi ma'lumotlar bilan qayta o'qitishingiz kerak.
Turli xil kimyolar
LFP NMC davriga qaraganda yaxshiroq aylanish muddatiga ega. Siz 3000-5000 tsiklni osongina olishingiz mumkin, ba'zan esa ko'proq. Energiya zichligi uchun jazo shafqatsiz, ammo{5}}yuqori nikelli NMC bilan solishtirganda 30-40% dan voz kechasiz. Xitoylik ishlab chiqaruvchilar bu kelishuv odamlarga 300+ mil masofani talab qilmaydigan arzonroq EVlar uchun mantiqiy deb qaror qilishdi. BYD, CATL, u erda hamma standart avtomashinalar uchun LFP bilan shug'ullanadi. G'arbiy OEMlar uni qabul qilishda sekinroq. Madaniy farq yoki bozor farqi yoki ikkalasi, men ishonchim komil emas.
Natriy{0}}ioni CATL va Natron da'volariga ko'ra, LFPga o'xshash aylanish muddatiga ega bo'lishi kerak, lekin u bir yildan beri ishlab chiqarilgan, shuning uchun dalada 5+ yildan keyin nima bo'lishini kim biladi.
Qattiq{0}}holat yaxshi aylanish muddatini va'da qilmoqda, chunki suyuq elektrolitlar barqarorroq interfeyslarni anglatmaydi. Ammo ular tijoratda mavjud emas. QuantumScape taxminan olti yil davomida "ikki yil uzoqda". Interfeysga qarshilik, velosiped haydash paytida kontaktni yo'qotish, ba'zi dizaynlarda lityum dendritlar-bu muammolar har kim o'ylagandan ham qiyinroq. Ehtimol, sulfid elektrolitlari oksidlarga qaraganda yaxshiroq ishlaydi. Yaponiyadan olingan ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, ehtimol.
Kalendarning qarishi
Bu juda ko'p e'tiborga olinmaydi, lekin ko'p haydamaydigan transport vositalari uchun bu juda katta. Batareyangiz u yerda o‘tirganda yomonlashadi. Saqlash harorati va SOC ikkalasi ham muhimdir. Eng yomoni, yuqori haroratda 100% zaryad-hech narsa qilmasangiz, yiliga bir necha foiz punktlarini yo‘qotasiz. 40% SOC xona haroratida saqlash uchun eng maqbul hisoblanadi, lekin siz foydalanadigan mashina uchun amaliy emasligi aniq.
Grid saqlash butunlay boshqa hayvondir. Sizga 20+ yillik xizmat muddati kerak boʻladi, yaʼni agar siz har kuni bir nechta tsiklni bajarayotgan boʻlsangiz, kamida 7000+ tsikl, ehtimol 10,000+. Ammo siz pastroq energiya zichligiga toqat qila olasiz va sizda termal boshqaruv uchun ko'proq joy mavjud. Iqtisodiyot boshqacha ishlaydi-CAPEX, o'nlab yillar davomida amortizatsiya qilinganingizda, OPEXga nisbatan ko'proq ahamiyatga ega.
Men yangi batareya turlari haqida juda foydali deb aytish uchun etarli ma'lumotga ega emasman. Litiy{1}}oltingugurt polisulfid tashuvchisi tufayli haligacha dahshatli aylanish muddatiga ega, ammo ba'zi kompaniyalar buni hal qilganliklarini da'vo qilishadi. Qattiq elektrolitlar bilan bog'langan lityum{3}}metall anodlar oldinga yo'l bo'lishi mumkin, ammo dendrit muammosi hal bo'lgani yo'q. Materiallar ishlayotgan bo'lsa ham, yangi narsalarni ishlab chiqarishni kengaytirish kamida 5-10 yil davom etadi. Shunday qilib, keyin nima bo'lishidan qat'iy nazar, biz kamida yana o'n yil davomida litiy-ion o'zgarishlariga duchor bo'lamiz.
Men yangi batareya turlari haqida juda foydali deb aytish uchun etarli ma'lumotga ega emasman. Litiy{1}}oltingugurt polisulfid tashuvchisi tufayli haligacha dahshatli aylanish muddatiga ega, ammo ba'zi kompaniyalar buni hal qilganliklarini da'vo qilishadi. Qattiq elektrolitlar bilan bog'langan lityum{3}}metall anodlar oldinga yo'l bo'lishi mumkin, ammo dendrit muammosi hal bo'lgani yo'q. Materiallar ishlayotgan bo'lsa ham, yangi narsalarni ishlab chiqarishni kengaytirish kamida 5-10 yil davom etadi. Shunday qilib, keyin nima bo'lishidan qat'iy nazar, biz kamida yana o'n yil davomida litiy-ion o'zgarishlariga duchor bo'lamiz.
Lityum polimer batareyalarAgar haroratni maqbul darajada ushlab tursangiz,-silindrsimon hujayralarga qaraganda yaxshiroq qadoqlash moslashuvchanligi, sikl muddati standart litiy-ioniga teng bo‘lgan joyda o‘tiring. Cheklangan joylar uchun munosib variant, lekin hech qanday inqilobiy emas.
