Quels facteurs affecteront la durée de vie de la batterie au lithium ?

La durée de vie de la batterie au lithium est un indice auquel il faut prêter attention lors de l’utilisation d’une batterie lithium-ion. En général, la durée de vie des batteries lithium-ion est principalement affectée par deux facteurs :

1) Temps de service ;
2) Nombre de cycles.

Selon le taux de décroissance de la batterie lithium-ion, le taux de décroissance de la batterie peut être divisé en taux de décroissance linéaire précoce et taux de décroissance non linéaire tardif. La caractéristique typique du processus de déclin non linéaire est que la capacité de la batterie diminue considérablement en peu de temps, ce que l'on appelle communément la plongée en capacité, ce qui est très défavorable à l'utilisation de la batterie et à l'utilisation des marches.

Dans l'expérience, Simon F. Schuster a utilisé la batterie IHR20250A de E-One Moli Energy. Le matériau de la cathode est un matériau NMC, le matériau de l'anode est du graphite et la capacité nominale est de 1,95 Ah. Les effets de la fenêtre de tension, du taux de charge, du taux de décharge et de la température sur l'atténuation non linéaire de la batterie ont été analysés. La disposition expérimentale spécifique est présentée dans le tableau suivant.

Les principaux résultats sont les suivants :

1. L'influence de la fenêtre de tension de fonctionnement sur la croissance des films SEI négatifs est qu'en raison de la large fenêtre électrochimique, la dissolution des éléments métalliques de transition positifs est améliorée et les éléments métalliques de transition dissous migrent vers la surface de l'électrode négative, ce qui accélère la croissance de films de métaux de transition d’électrodes négatives. Les résultats montrent que les conditions cinétiques de l’électrode négative accélèrent la désintégration du lithium, de sorte que la précipitation anticipée du lithium dans l’électrode négative conduit à une désintégration non linéaire plus précoce.
2. Influence du taux de décharge de charge

Étant donné que l'atténuation non linéaire de la batterie lithium-ion est principalement causée par la précipitation du lithium métallique sur la surface de l'électrode négative, le courant de décharge de charge est étroitement lié à l'apparition de l'atténuation non linéaire de la batterie lithium-ion. Le facteur le plus déterminant est le courant de charge de la batterie. La batterie chargée au taux de 1C montre une tendance d'atténuation non linéaire presque depuis le début, mais si nous réduisons le courant de charge à 0,5C, alors le nœud temporel de la batterie est une décroissance non linéaire, qui sera considérablement retardée. L’influence du courant de décharge sur l’atténuation non linéaire de la batterie peut être presque ignorée. Cela est principalement dû au fait que la polarisation de l’électrode négative augmente considérablement avec l’augmentation du courant de charge, ce qui entraîne une augmentation significative du risque de libération de lithium par l’électrode négative. Le métal métallique poreux précipité favorise la décomposition de l'électrolyte et accélère. La dégradation des performances dynamiques de l’électrode négative conduit à l’apparition précoce d’une désintégration non linéaire.

3. Effet de la température

La température a une influence très importante sur les caractéristiques dynamiques de l'électrode négative, donc la température a également une influence importante sur le temps d'apparition de l'atténuation non linéaire de la pâte.
La batterie à 35°C de cycle présente au plus tard une décroissance non linéaire. Si nous réduisons la fenêtre de tension de la batterie à 3,17-4,11 V, le taux de décomposition de la batterie à 35 °C et 50 °C au début est relativement constant, mais à la fin de sa durée de vie, la batterie à 35 °C C commence à montrer un déclin non linéaire. Ceci est principalement dû à la détérioration des conditions cinétiques de la batterie à basse température, ce qui rend la cathode plus facile à analyser comme lithium, accélérant ainsi la croissance du film sei, conduisant à une détérioration supplémentaire des conditions cinétiques de la cathode, conduisant au déclin non linéaire des premières batteries lithium-ion.