Factores que influyen en el ciclo de vida de las baterías de iones de litio

1.Envejecimiento y deterioro del material de la batería

Los materiales dentro de las baterías de litio incluyen principalmente: materiales activos de electrodos positivos y negativos, aglutinantes, agentes conductores, colectores de corriente, separadores y electrolitos. Durante el uso de baterías de litio, estos materiales sufren cierto grado de descomposición y envejecimiento. Tang Zhiyuan et al. Se cree que los factores que causan la disminución de la capacidad en las baterías de litio y ácido de manganeso incluyen la disolución del material del electrodo positivo, los cambios de fase en el material del electrodo, la descomposición del electrolito, la formación de una película interfacial y la corrosión del colector de corriente. Vetter et al. analizó sistemática y profundamente los cambios en el electrodo positivo, el electrodo negativo y el electrolito de la batería durante el ciclo. El autor creía que la formación y posterior crecimiento de la película SEI en el electrodo negativo iría acompañada de una pérdida irreversible de litio activo, y que la película SEI no poseía una verdadera funcionalidad de electrolito sólido. La difusión y migración de sustancias distintas de los iones de litio provocaría la generación de gas y la ruptura de partículas. Además, los cambios en el volumen del material durante el ciclo y la precipitación del litio metálico también provocarían una pérdida de capacidad.

2. Sistema de carga y descarga 

El sistema de carga y descarga incluye principalmente tres aspectos: método de carga y descarga, tasa y condiciones de corte. En cuanto al método de carga, el científico estadounidense Mas propuso el concepto de curva de carga óptima. Creía que la corriente de carga óptima de una batería disminuye gradualmente a medida que aumenta el tiempo de carga, lo que puede expresarse mediante la fórmula I=I0e-αt. En esta fórmula, I representa la corriente de carga a recibir; I0 representa la corriente inicial máxima en el momento t=0; t representa el tiempo de carga; y α representa la constante de caída. La curva de relación entre I y t se muestra en la siguiente figura.

3.Temperatura

Los diferentes tipos de baterías de litio tienen diferentes temperaturas de funcionamiento óptimas, y tanto las temperaturas excesivamente altas como bajas pueden afectar la vida útil de las baterías.

4.Consistencia celular

Los paquetes de baterías suelen constar de cientos o incluso miles de celdas individuales conectadas en serie o en paralelo. Además de los factores antes mencionados que influyen en su ciclo de vida, la consistencia celular es otro factor crucial. Debido a las diferencias en los materiales y los procesos de fabricación, resulta complicado garantizar la consistencia de las celdas de las baterías de iones de litio. En términos de materiales, la uniformidad de los materiales y electrolitos de los electrodos positivos y negativos es crucial. Las baterías de litio producidas con los mismos materiales y en el mismo lote suelen presentar una consistencia relativamente mejor.

En términos de fabricación, el proceso de producción de baterías de litio es complejo e implica múltiples parámetros de proceso en cada paso. Un control deficiente puede provocar inconsistencias en parámetros como el voltaje, la capacidad y la resistencia interna de la batería.

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