¿La carga rápida en los coches eléctricos perjudica a las baterías?

Para la mayoría de los usuarios de vehículos eléctricos puros, la carga lenta se puede utilizar para el uso diario, pero el tiempo de carga suele ser largo, generalmente alrededor de 6 a 8 horas. Si se usa carga rápida para cargar, se puede cargar para 80% en 30 a 40 minutos, lo cual es relativamente conveniente. Si se conduce por carreteras, las estaciones de carga en las áreas de servicio de alta velocidad son casi todas pilas de carga rápida, que solo se pueden reponer mediante carga rápida. Al comprar un automóvil, creo que la mayoría de las ventas le recordarán, intente usar Carga lenta, menos use carga rápida, la carga rápida puede causar pérdidas a la batería. A continuación, Lao Wang le dará una ciencia popular sobre el problema de la batería de carga rápida.

Antes de eso, un recordatorio rápido: una carga rápida no daña la batería, pero las cargas rápidas frecuentes dañan la batería en lugar de cargas lentas.
Hay dos modos de carga principales para vehículos eléctricos: rápido (CC) y lento (CA). En todo el proceso de carga, hay diferente corriente de carga estándar para diferentes baterías, por ejemplo, para 3C (C es capacidad de la batería AH, como la batería 50ah 3C carga corriente es 3*50 = 150A) estándar de la batería del producto generalmente elegir 0.1c ~ 0.5C; Para las baterías de alta potencia, la carga estándar es 1C. Por lo general, dicha carga lenta es para cargar con corriente de carga estándar, y la carga rápida se refiere a la carga con varias veces más alta que la corriente de carga estándar a docenas de veces.

Carga rápida o carga lenta es el proceso de transferencia de iones de litio desde el electrodo positivo al electrodo negativo de la celda bajo la acción de la energía eléctrica externa. La diferencia entre la carga rápida y la carga lenta radica en la velocidad de transferencia de iones de litio Li + en el proceso de carga. Podemos comparar el proceso de carga de iones de litio a verter cerveza. Cuanto más rápido vierta la cerveza, más rápido se llena el vaso, pero más espuma hay en el vaso. Por otro lado, cuando se llena hasta el borde, el vaso se llena hasta el borde con menos espuma y más cerveza. La mayor ventaja de la carga rápida es ahorrar tiempo de carga, pero la carga rápida frecuente causará ciertos daños a la celda, no solo afectará la vida útil de la batería, sino que también afectará la seguridad.

1. La carga rápida frecuente acelera la polarización de la célula de la batería

En general, en el proceso de carga de las baterías de iones de litio, la tasa de migración de Li + difusión dentro del electrodo es muy pequeña en comparación con el electrolito, que es el paso de control de la tasa de difusión de Li +. Dado que la tasa de migración de Li + dentro de las partículas del electrodo es mucho menor que la velocidad de reacción electroquímica en la superficie, se produce el fenómeno de polarización de concentración del electrodo. La diferencia de potencial entre los electrodos positivos y negativos se desviará aún más del potencial de equilibrio. Cuando la corriente de carga continua es grande, la concentración de iones en el electrodo aumenta y la polarización se intensifica, y el voltaje del terminal de la batería no puede ser directamente proporcional a la potencia/energía cargada. Al mismo tiempo, el aumento de la resistencia interna conducirá al aumento del efecto de calentamiento de Joule y reacciones secundarias, como la descomposición de la reacción del electrolito, la producción de gas y una serie de problemas, el factor de riesgo aumenta repentinamente, lo que afecta la seguridad de la batería, Y la vida útil de la batería no eléctrica se acortará considerablemente.

2. La carga rápida y frecuente puede provocar la cristalización de las celdas

Durante el proceso de carga, nuestro control sobre los iones de litio es realmente débil. Solo podemos garantizar que los iones de litio migrarán a la superficie negativa, pero no podemos garantizar que los iones de litio se distribuyan uniformemente en la superficie negativa. Y en la carga rápida de la batería de litio significa que los iones de litio salen rápidamente y "nadan" hacia el ánodo, en este momento el material del ánodo necesita tener una capacidad de incrustación rápida de litio. Los materiales del ánodo utilizados para la carga rápida de la batería de litio incluyen material de carbono, titanato de litio y algunos otros materiales nuevos. Para los materiales de carbono, los iones de litio se incrustan preferentemente en el grafito en condiciones de carga convencionales, porque el potencial de incrustación de litio es similar al de la precipitación de litio. Sin embargo, bajo la condición de carga rápida o baja temperatura, los iones de litio pueden precipitar en la superficie y formar dendrita de litio (también conocido como cristalización). El Litio de dendrita puede perforar el diafragma (SEI), causando una pérdida secundaria de Li y reduciendo la capacidad de la batería. Cuando el cristal de litio alcanza unCierta cantidad, crecerá desde el electrodo negativo hasta el diafragma, causando el riesgo de cortocircuito de la batería.

3. Resumir

Por lo tanto, si está cargando constantemente la batería con una carga rápida, realmente está dañando la batería. Sin embargo, debido a la diferencia de la densidad de la celda, el material, la temperatura ambiente y el sistema de gestión de la batería, el grado de daño de las baterías en el proceso de carga rápida también es diferente. En la actualidad, la mayoría de las baterías diseñan estrategias de carga razonables de acuerdo con la potencia restante de la batería, el rendimiento de la batería y otros factores. Al ajustar la potencia de carga, se puede minimizar el daño a la batería causado por la carga rápida. Por lo tanto, los usuarios ocasionalmente usan la carga rápida, ¡no está demasiado preocupado por el daño de la batería!