Analyse des facteurs limitant la vitesse de charge des batteries au lithium de puissance
Quelle est la limite de la vitesse à laquelle la batterie peut être chargée ?
Lorsque l'on parle de vitesse de charge, l'endurance de la batterie elle-même est certainement le facteur le plus incontournable. Quelle que soit la puissance de l'équipement de charge périphérique, la puissance de l'alimentation et la puissance de la capacité de charge, si la batterie elle-même présente des lacunes dans la capacité de charge acceptable, la vitesse de charge ne sera certainement pas plus rapide. Si la capacité de la batterie est relativement grande, le temps de charge naturel sera plus long.
Si vous avez étudié l'électrochimie au lycée, vous comprendrez le processus de charge et de décharge de la batterie. L'essentiel est qu'une série de réactions redox sont effectuées à l'intérieur de la batterie pour réaliser le transfert directionnel d'électrons entre l'électrode positive et l'électrode négative. Prenant l'exemple de la batterie au lithium grand public actuelle, bien qu'il existe différents types, la structure générale n'est rien de plus qu'un matériau d'électrode positive, un matériau d'électrode négative, un diaphragme, un électrolyte, etc. Le processus de charge consiste essentiellement en ce que les ions lithium sont extrait de l'électrode négative, en passant par le diaphragme et la pile. Électrolyte, le processus de diffusion vers l'électrode positive - la vitesse de diffusion devient naturellement la clé de la vitesse de charge.
En théorie, il est en effet possible d'augmenter la vitesse de charge en augmentant le courant. Cependant, si le courant est trop important, le taux de diffusion des ions lithium dans la batterie ne peut pas suivre le taux de diffusion des électrons, ce qui entraînera une déconnexion du transport des électrons-ions, ce qui affectera les performances de la batterie et la capacité de charge réalisable sera réduite en conséquence. , il existe même un risque d'incendie et d'explosion.
Par conséquent, de manière générale, nous recommandons d'utiliser au maximum la charge lente lorsque vous n'êtes pas pressé, ce qui est bénéfique pour prolonger la durée de vie de la batterie.
La vitesse de diffusion des ions lithium est étroitement liée à la température, au matériau et à la structure de la cathode.
Le premier est la température. De manière générale, plus la température est élevée, plus la vitesse de diffusion est rapide. Cependant, si la température est trop élevée, cela entraînera également des problèmes tels qu'une durée de vie réduite de la batterie et une sécurité de charge réduite. Si la température est trop basse, cela ne fonctionnera pas. Lorsque la température est trop basse, le lithium métallique de la batterie se dépose, entraînant un court-circuit interne de la batterie, en particulier de la batterie au lithium fer phosphate. Généralement, la capacité de la batterie au lithium fer phosphate n'est que d'environ 60-70 % à 0 degré, et il ne reste que 20 à 40 % à -20 degré. Par conséquent, pendant l'hiver froid du nord, les véhicules électriques doivent avoir pour fonction de chauffer le module de batterie, de sorte que la consommation d'énergie est naturellement plus rapide.
The second is the material. The diffusivity of different materials is very different. Lithium cobaltate, lithium manganate, lithium iron phosphate, NCM, NCA, etc. are all cathode materials with very good performance. The two materials are relatively high. This is also an important reason why today's lithium batteries are named after cathode materials.
Dans le domaine de l'industrie des batteries, le taux de charge-décharge est généralement utilisé pour décrire la relation entre la vitesse de charge et le courant. Par exemple, le taux lorsque la batterie est complètement chargée en 1 heure est appelé 1C, et le taux lorsque cela ne prend que 30 minutes est appelé 2C, et ainsi de suite. 1C peut être appelé charge rapide. De nos jours, le taux de charge des batteries lithium-ion peut généralement être de 1C à 3C, et le plus élevé peut aller jusqu'à 5C, mais il est naturellement bien pire que le taux de décharge de 10C au démarrage.
Courbe caractéristique typique de charge d'une batterie Li-
Outre le goulot d'étranglement du taux de charge maximal, le taux de charge que la batterie peut supporter sous différents SOC (état de charge, c'est-à-dire l'état de charge, c'est-à-dire la puissance restante) est également différent. D'une manière générale, les caractéristiques de la batterie pendant le processus de charge sont à peu près similaires à l'image ci-dessus, et le taux de charge suivra un rythme lent-rapide-lent. Généralement, lorsque le SOC atteint plus de 90 %, la résistance interne de la batterie augmente considérablement, ce qui ralentit le taux de charge. Si vous faites attention à la plupart des véhicules électriques actuellement en vente, vous constaterez qu'ils annonceront qu'ils peuvent charger complètement une grosse batterie dans un laps de temps relativement court, comme 1 heure ou même 30 minutes dans une certaine charge rapide. Etat. La proportion d'électricité est généralement d'environ 80 à 90 %, c'est ce que cela signifie.
So if you are an electric vehicle user and want to save as much time as possible for charging, try not to use the power less than 10 percent at every turn, and you don't have to be fully charged when charging, reaching more than 90 percent , or it can meet your needs The mileage required for one trip is sufficient.
Quelles sont les limites de la vitesse de charge du chargeur ?
In addition to the bottleneck of the battery itself, peripheral charging devices also have their own limitations. Simply put, the greater the output power of the charging pile, the shorter the charging time. But the charging pile is not able to increase the charging power indefinitely. First, let's talk about the process of charging an electric vehicle.
When it comes to car charging, the first thing everyone thinks of is the charging pile. In simple terms, the larger the output power of the charging pile, the smaller the battery capacity, and the shorter the charging time. This is the same as filling a pool with water. The larger the water pipe, the smaller the pool, the shorter the time. However, as an electric vehicle user, of course, I hope that my battery capacity is large enough, so it is naturally more necessary to increase the power of the charging pile. Vehicle charging piles are generally divided into two types: AC charging piles and DC charging piles. Let's separate the two cases.
Let's talk about the more universal AC charging piles first. It mostly uses 220V AC charging with the same voltage as the household voltage. The general current is only 16A or 32A, and the charging speed is relatively slow. When the battery capacity is about 20kwh, it takes about 6-8 hours to fully charge.
