Abstract
Nrog kev nce ntawm cov tsheb hluav taws xob thiab cov tsheb sib txuas sib txuas, lub hom phiaj kev pab cuam lub neej ntawm cov roj teeb thib ob yog tsawg kawg 10 xyoo, thiab cov tsheb zoo li no yuav tsum tau nthuav dav rau yav tom ntej. Cov roj teeb uas tsis yog siv tau kuj muaj qhov xav tau rau lub neej ua haujlwm ntev, uas ua rau kev ntsuas nrawm ntawm cov roj teeb theem ob xav tau heev. Kab lus no sib piv cov kev ntsuas nrawm ntawm cov khoom siv hluav taws xob, cov khoom siv hluav taws xob, thiab cov khoom siv hluav taws xob, thiab piav qhia txog cov xwm txheej tam sim no thiab cov teeb meem ntawm kev ntsuas nrawm rau cov roj teeb lithium-ion thib ob.
1. Taw qhia
Kev tshawb fawb thiab kev tsim cov roj teeb lithium-ion thib ob tau ua tiav sai hauv kev txhim kho kev ua haujlwm. Txawm hais tias kev ruaj ntseg yog qhov teeb meem tseem ceeb tshaj plaws rau cov roj teeb lithium-ion thib ob, lub hom phiaj lifespan rau lithium-ion thib ob roj teeb siv nyob rau hauv hluav taws xob tsheb thiab plug-in hybrid tsheb (kev lag luam loj hlob thiab xav tau heev) yog 10 mus rau 15 xyoo. Rau cov roj teeb uas tsis yog siv tau, yuav tsum muaj lub neej ua haujlwm tsawg kawg ntawm 6 xyoo. Cov kev xav tau no yuav ua rau muaj kev cia siab ntau ntxiv ntawm kev sim nrawm dua nyob rau xyoo tom ntej. Nyob rau hauv sib piv, nyob rau hauv lub tshav pob ntawm kev soj ntsuam ceev ntawm cov khoom siv hluav taws xob thiab cov khoom siv, elucidating degradation mechanisms thiab acceleration yam tsis xws li semiconductor / solder bonding thiab luam Circuit Court board rwb thaiv tsev tuaj yeem pab ua ntej lub neej kwv yees technology. Tsis zoo li cov khoom siv hluav taws xob thiab cov khoom siv, cov roj teeb theem nrab tsis muaj cov piv txwv txaus thiab cov txheej txheem thev naus laus zis rau kev txo qis / kev kwv yees lub neej thiab kev ntsuas nrawm. Tsab ntawv xov xwm no piav qhia txog qhov xwm txheej tam sim no thiab cov teeb meem ntawm kev sim nrawm ntawm cov roj teeb lithium-ion thib ob los ntawm kev sib piv nrog kev ntsuas nrawm ntawm cov khoom siv hluav taws xob, cov khoom siv hluav taws xob, thiab cov khoom siv hluav taws xob.
2. Txhais kev degradation
JIS C 8711 (them cov roj teeb lithium thib ob rau cov khoom siv nqa tau) muab piv txwv ntawm kev ntsuas roj teeb nruab nrab ntawm lub neej, qhov twg lub roj teeb lub neej txiav tawm yog txhais raws li lub sijhawm thaum lub peev xwm poob mus rau 60% ntawm qhov pib lub peev xwm thaum lub sij hawm them thiab tawm mus. Rau qhov degradation ntawm cov roj teeb uas khaws cia ntawm qhov ntsuas kub tsis tu ncua tom qab raug them los ntawm txoj kev npaj ua ntej, qhov tseem ceeb ntawm 70% rau tib lub hlwb thiab 60% rau cov pob roj teeb kuj tau txhais. Cov neeg tsim khoom 'degradation cov qauv ntsuas feem ntau yog nruj dua li cov txiaj ntsig no, xws li siv cov txiaj ntsig zoo li 80%. Vim lub fact tias cov degradation tus nqi ntawm cov roj teeb nyob rau hauv lub sij hawm ntev cia yog proportional rau lawv lub xeev ntawm tus nqi (SOC), cov roj teeb theem ob yog tsim los kom haum rau kev siv ib puag ncig, ua rau lawv tswj tsis tau SOC thiab siv mus ntev. Tsuav tus nqi degradation ntawm lub roj teeb ua tau raws li cov qauv txheej txheem, nws raug txiav txim siab ua haujlwm li qub. Qhov kev pom dav dav yog tias cov roj teeb yog cov khoom siv tau thiab lawv lub peev xwm inevitably txo qis. Daim duab 1 qhia ib qho piv txwv tawm nkhaus ntawm lub roj teeb lithium-ion thib ob.
3. Degradation yam thiab mechanisms
Txhua feem ntawm lithium-ion roj teeb theem ob muaj ntau yam degradation, thiab nws nyuaj rau cais lawv yooj yim. Qhov laj thawj ntawm qhov teeb meem no yog tias muaj qee qhov kev soj ntsuam yuam kev, vim tias nws nyuaj rau disassemble lub roj teeb yam tsis muaj kev cuam tshuam rau nws lub xeev sab hauv, thiab kev sib raug zoo ntawm cov txheej txheem degradation tshwj xeeb thiab lub roj teeb lub neej tsis yog ib txwm pom tseeb. Hauv qhov sib piv, qhov xwm txheej nrog cov khoom siv hluav taws xob sib txawv heev. Muaj ntau qhov kev ntsuam xyuas txhaum cai rau cov khoom siv hluav taws xob, thiab nrog kev txhim kho ntawm kev tsom xam tshuab, kev ntseeg siab thiab kev kwv yees lub neej thev naus laus zis kuj tau tsim.
Daim duab 2 qhia txog cov qauv ntawm cov roj teeb lithium-ion thib ob. Raws li cov lus ceeb toom, qhov nce hauv kev tiv thaiv sab hauv los ntawm kev loj hlob ntawm daim nyias nyias ntawm lub electrode nto yog ib qho kev puas tsuaj ntawm cov roj ntsha lithium-ion thib ob. Lwm qhov tshwm sim muaj xws li kev hloov pauv hauv cov qauv siv lead ua ntawm cov khoom siv, nrog rau kev delamination ntawm cov khoom siv hluav taws xob lossis cov khoom siv tam sim no. Vim muaj qee qhov degradation tshwm sim los ntawm electrolytes los yog daim nyias nyias, nws yog ib qho tsim nyog yuav tsum kwv yees cov laj thawj no los ntawm kev ntsuam xyuas tus yam ntxwv lossis cov khoom siv. Cov hom kev degradation no tuaj yeem sib koom ua ke thaum lub sij hawm xa tawm mus. Cov txheej txheem rau kev ntsuas qhov nce hauv kev tiv thaiv sab hauv suav nrog txoj kev ncaj nraim tam sim no (DC-IR) thiab alternating tam sim no impedance txoj kev. Vim muaj tsawg tus lej ntawm qhov kev soj ntsuam yuam kev, qhov kev sib raug zoo ntawm cov phenomena degradation thiab qhov chaw degradation tseem tsis meej. Txawm li cas los xij, AC impedance txoj kev yog ib qho kev cog lus rau kev ntsuas cov teeb meem hauv cov roj teeb uas muaj feem xyuam nrog cov ntsiab lus hais saum toj no.
4. Qhov cuam tshuam ntawm lithium-ion thib ob roj teeb siv ib puag ncig ntawm roj teeb lub neej
Cia kub cuam tshuam:Cia kub yog qhov tseem ceeb degradation rau lithium-ion roj teeb theem nrab. Kev siv sab hauv tsev kub ib puag ncig yuav tsum ncav cuag qhov siab tshaj plaws ntawm 40 ° C, thaum cov roj teeb nyob rau sab nraum zoov lossis cov khoom siv txawb tau ntsib qhov chaw hnyav dua. Cov yam ntxwv mus sij hawm ntev ntawm cov roj teeb lithium-ion thib ob tam sim no degrade sai ntawm 40-60 degree C. Yog li, cov qauv ntsuas xws li JIS 8711 thiab IEC 62660-1 (siv rau kev ntsuas kev ua tau zoo ntawm ib lub roj teeb hauv tsheb hluav taws xob) qhia tias qhov ntsuas kub ntawm lub neej mus ntev yuav tsum nyob nruab nrab ntawm 40-45 degree C. Txhawm rau kom ntev roj teeb lub neej, cov roj teeb tsheb tau tsim nrog lub tshuab ua kom txias kom tswj tau roj teeb kub. ntawm qhov kub tsis tshaj 45 ° C. Lub tsheb roj teeb tseem yuav tsum tau hloov mus rau qhov kub thiab txias ntawm -20 ° C thiab qis dua, vim tias cov roj teeb sab hauv nruab nrab feem ntau nce thiab lub peev xwm txo qis ntawm qhov kub thiab txias. Txawm li cas los xij, tam sim no peb tab tom tsim cov roj teeb uas muaj cov yam ntxwv ntawm qhov kub thiab txias.
Qhov cuam tshuam ntawm kev them nqi thiab tso tawm tus nqi:Lub tsheb roj teeb muaj qhov sib txawv ntawm kev them nqi thiab kev tso tawm thaum siv, thiab qhov sib txawv ntawm kev them nqi thiab kev tso tawm tuaj yeem cuam tshuam cov txheej txheem degradation. IEC 62660-1 qhia txog hom kev them nqi thiab tso tawm tus nqi rau lub tsheb roj teeb thaum siv. Hauv qhov sib piv, cov khoom siv roj teeb hauv tsev feem ntau siv nyob rau hauv lub xeev tsis tu ncua, thiab kev tswj hwm SOC siab kuj yog ib qho tseem ceeb uas ua rau cov txheej txheem degradation. Vim muaj kev cuam tshuam tseem ceeb ntawm kev ua lag luam ntawm cov roj teeb lub neej, nws yog ib qho tsim nyog yuav tsum tau kawm kom ceev cov kev sim ntsuas uas tuaj yeem cia siab tias yuav ua rau cov kev lag luam no.
5. Secondary roj teeb lub neej sim thiab acceleration qauv
Txheej txheem cej luam ntawm Kev Ntsuas Cov yam ntxwv thiab cov qauv nrawm:Kev sim roj teeb theem ob feem ntau yog tsom rau ob yam yam ntxwv tseem ceeb: lub neej cia (lub neej daim ntawv qhia hnub) thiab them lub voj voog lub neej. Lub neej cia muaj feem cuam tshuam txog qhov kub thiab txias ntsig txog degradation. Tus qauv Arrhenius yog siv los ua tus qauv acceleration. Nws ntseeg tau tias lub neej cia yog txiav txim siab los ntawm kev nce ntxiv ntawm kev tiv thaiv sab hauv los ntawm kev loj hlob ntawm lub ntsej muag lub ntsej muag ntawm lub ntsej muag electrode. Cov yeeb yaj kiab loj hlob yog tshwm sim los ntawm cov tshuaj tiv thaiv tshuaj. Qhov ntsuas kub ceev yog siab dua qhov kev pabcuam kub, tab sis qhov siab tshaj plaws ntawm lithium ion roj teeb nruab nrab feem ntau yog txwv rau 55-60 degree C, dhau qhov uas cov nyhuv nrawm yuav tsis raug tsim vim qhov kev nce qib ntawm cov tshuaj sib txawv. . Cov txheej txheem extrapolation raws li cov kab kev laus degradation yog siv rau kev kwv yees lub neej ntev (xws li rooj plaub nrog kev sib raug zoo nrog lub hauv paus square ntawm lub sijhawm laus). Txawm li cas los xij, hauv kev siv tswv yim, tus nqi them lub voj voog lub neej yuav tsum tau xav txog, thiab tus qauv Arrhenius ib leeg tsis tuaj yeem qhia qhov tseeb, xws li cov xwm txheej uas qhov sib piv ntawm lub neej cia kom them lub voj voog lub neej yog 9: 1, thiab cov xwm txheej uas. khaws cia kub muaj qhov cuam tshuam loj. Ntxiv nrog rau cov qauv Arrhenius, muaj ntau yam qauv acceleration rau cov khoom siv hluav taws xob, thiab lawv cov kev siv thiab kev sib xyaw ua ke yog txiav txim siab los ntawm degradation yam. Nws yog ib qho tseem ceeb los txheeb xyuas qhov degradation yam xws li cov av noo thiab rov ua dua txhua yam kev ntxhov siab thaum tsim cov qauv acceleration.
Cov kev txwv ntawm cov qauv acceleration thiab cov teeb meem hauv kev kwv yees lub roj teeb:Thaum siv cov qauv acceleration rau kev kwv yees lub neej, yam tseem ceeb tau yooj yim raws li qhov tseem ceeb, uas ua rau muaj qhov yuam kev tseem ceeb hauv kev suav cov txiaj ntsig. Cov khoom siv hluav taws xob qee zaum siv peb npaug ntawm cov txiaj ntsig suav nrog kev ntsuas kev nyab xeeb. Txawm li cas los xij, qhov kev ua tau zoo ntawm cov khoom siv roj teeb kuj yog me me piv rau cov roj teeb lub neej uas yuav tsum tau ua, thiab xav tau kev kwv yees kom raug. Tam sim no, nws yog qhov nyuaj heev los tsim txoj kev kwv yees uas txiav txim siab txog 10- xyoo kev pab cuam lub neej. Txawm li cas los xij, raws li cov neeg tsim khoom siv zog los xyuas kom meej tias lub neej ua haujlwm tau zoo tshaj qhov kev xav tau ntawm kev lag luam, roj teeb kev ua tau zoo yuav tsum tau txhim kho ntxiv.
6. Cov ntsiab lus
Yog vim li cas rau qhov nyuaj nyob rau hauv Accelerated Test ntawm Secondary Battery
Piv nrog rau cov kev sim zoo sib xws ntawm cov khoom siv hluav taws xob lossis cov khoom siv, kev sim mus sij hawm ntev ntawm cov roj teeb theem nrab tam sim no nyuaj dua, feem ntau yog vim muaj cov hauv qab no:
- Kev kwv yees lub roj teeb lub neej feem ntau tsis yog raws li simulating ib puag ncig hnyav lossis ntau yam kev nyab xeeb xws li cov khoom siv hluav taws xob thiab cov khoom siv, tejzaum nws yog vim tsis muaj cov npoo txaus rau kev ua haujlwm ntawm lub roj teeb tam sim no ntsig txog kev lag luam.
- Tseem muaj ntau yam tsis paub meej txog kev sib raug zoo ntawm cov phenomena degradation thiab degradation yam, uas tej zaum yuav yog vim muaj teeb meem nyob rau hauv kev soj ntsuam txhaum ntawm degraded roj teeb thiab cov tsawg tus neeg mob.
- Vim muaj kev txhim kho ceev ceev ntawm cov roj teeb, kev hloov pauv ntawm cov khoom siv, thiab cov teeb meem hauv kev soj ntsuam yuam kev tau hais ua ntej, kev ua pov thawj tsis txaus tau ua tiav ntawm kev sib raug zoo ntawm cov ntaub ntawv kev lag luam degradation.