Leave Your Message
Paljasta elektrolyytin avainrooli akkujen nopean latauskyvyn parantamisessa.

Yrityksen blogi

Paljasta elektrolyytin avainrooli akkujen nopean latauskyvyn parantamisessa.

30.8.2024
Nykyään uusien energiaajoneuvojen kasvavan suosion myötä kantama ja latausnopeus ovat tulleet kuluttajien suurimmaksi huolenaiheeksi. Uusien energiaajoneuvojen "sydännä" litiumioniakut määräävät suoraan ajoneuvon kantaman ja lataustehokkuuden. Litiumioniakkujen ydinrakenteiden joukossa elektrolyytillä on ratkaiseva rooli.

1.jpg

I. Litiumioniakkujen toimintaperiaate ja elektrolyytin merkitys

2.jpg

Litiumioniakkujen toimintaperiaate on kuin "keinutuoli". Ladattaessa litiumioneja vapautuu positiivisesta elektrodista, ne kulkevat erottimen läpi, siirtyvät elektrolyytin negatiiviselle elektrodille ja lopulta upotetaan negatiiviseen elektrodiin. Tällä hetkellä negatiivinen elektrodi varastoi energiaa. Purkaessaan litiumioneja vapautuu negatiivisesta elektrodista, palaavat positiiviselle elektrodille elektrolyytin kautta ja vapauttavat energiaa. Voidaan sanoa, että elektrolyytti on kantaja litiumionien palautuvalle siirtymiselle elektrodien välillä, ja sen suorituskyky vaikuttaa suoraan akun lataus- ja purkautumisaikaan.

 

II. Kuinka elektrolyytit vaikuttavat akun nopeaan lataukseen

3.jpg

Elektrolyytti on elektrolyytin avainkomponentti ja sillä on tärkeä rooli akun nopeassa latauksessa. Ensinnäkin elektrolyytin ioninjohtavuus vaikuttaa suoraan litiumionien kulkeutumisnopeuteen elektrolyytissä. Korkean ioninjohtavuuden omaavat elektrolyytit voivat saada litiumionit liikkumaan nopeammin positiivisen ja negatiivisen elektrodin välillä, mikä lyhentää latausaikaa. Esimerkiksi joillakin uusilla elektrolyyteillä on suurempi ioniliikkuvuus ja ne voivat tarjota tehokkaamman ioninsiirtokanavan pikalatauksen aikana.

 

Toiseksi elektrolyytin vakaus on myös ratkaisevan tärkeää nopean latauksen kannalta. Pikalatauksen aikana akun sisällä syntyy korkeampi lämpötila ja jännite. Jos elektrolyytti on epävakaa, voi tapahtua hajoamista tai sivureaktioita, jotka vaikuttavat akun suorituskykyyn ja käyttöikään. Siksi hyvän stabiilisuuden omaavan elektrolyytin valitseminen on välttämätöntä nopean latauksen saavuttamiseksi.

 

III. Tekijät, jotka vaikuttavat elektrolyytin nopeaan lataukseen

4.jpg

  1. Liuotintyypit
  2. Tällä hetkellä yleisesti käytettyjä elektrolyyttiliuottimia ovat karbonaatit ja karboksylaatit, joilla on ketju- ja syklinen rakenne. Näiden liuottimien sulamispiste ja viskositeetti vaikuttavat litiumionien diffuusionopeuteen. Mitä matalampi liuottimen sulamispiste ja viskositeetti huoneenlämmössä, sitä vahvempi ionijohtavuus ja sitä korkeampi litiumionien itsediffuusiokerroin, mikä parantaa akun nopeaa latauskykyä.
  3. Esimerkiksi jotkin liuottimet, joilla on alhainen sulamispiste ja alhainen viskositeetti, voivat tarjota litiumioneille tasaisemman kulkeutumiskanavan, aivan kuten leveä ja tasainen tie kaupungissa, jolloin ajoneuvot (litiumionit) voivat kulkea nopeammin.
  4. Elektrolyyttipitoisuus
  5. Elektrolyytin pitoisuuden lisääminen voi merkittävästi lisätä litiumionien itsediffuusiokerrointa. Tämä on kuin kanavan leveyden lisääminen, jolloin litiumionien läpi kulkee nopeammin, mikä parantaa litiumioniakkujen nopeaa latauskykyä.
  6. Kuvittele, että korkeampi elektrolyyttipitoisuus on kuin leveämpi valtatie, johon mahtuu enemmän litiumioneja ohittamaan nopeasti.
  7. Ionien migraationumero
  8. Elektrolyytit, joilla on suuri ionien migraatioluku, kestävät korkeamman latausnopeuden samassa lataustilassa. Tämä on kuin tehokkaampi liikenteenohjaus varmistaa, että ajoneuvot ohittavat nopeasti ruuhka-aikoina.
  9. Elektrolyytit, joilla on korkea ionien migraatioluku, voivat ohjata tehokkaammin litiumionien kulkeutumista ja parantaa lataustehokkuutta.
  10. Liuottimen koostumus ja johtavuus
  11. Myös litiumionien johtavuus eri liuotinkoostumuksilla olevissa elektrolyyteissä on erilainen, ja sillä on erilainen vaikutus akun nopeaan lataussuoritukseen.
  12. Optimoimalla liuotinkoostumusta voidaan löytää sopivin yhdistelmä litiumionien kulkeutumiseen johtavuuden parantamiseksi ja nopeamman latausnopeuden saavuttamiseksi.
  13. Pitkän aikavälin syklin vakaus
  14. Jotkut elektrolyyttikoostumukset voivat parantaa akun syklin vakautta ja purkauskapasiteettia ja samalla tukahduttaa litiumpinnoitusilmiön akun negatiivisessa elektrodissa, mikä parantaa edelleen nopean latauksen suorituskykyä.
  15. Aivan kuten vakaan työympäristön tarjoaminen akulle varmistaen, että litiumionit voivat aina liikkua tehokkaasti pitkäaikaisen käytön aikana.

 

IV. Kuinka parantaa elektrolyyttien johtavuutta

5.jpg

Elektrolyytin johtavuuden parantamiseksi voidaan aloittaa seuraavat seikat:

 

  1. Optimoi elektrolyyttivalinta: Valitse elektrolyytit, joilla on korkea ionijohtavuus, kuten jotkin uudet litiumsuolat tai sekaelektrolyyttijärjestelmät. Nämä elektrolyytit voivat tarjota enemmän vapaita ioneja ja parantaa ioninkuljetuskapasiteettia.
  2. Säädä liuottimen koostumusta: Optimoi liuottimien tyypit ja suhteet, vähennä elektrolyytin viskositeettia ja lisää ionien diffuusionopeutta. Esimerkiksi alhaisen viskositeetin omaavien liuottimien tai sekoitettujen liuotinjärjestelmien käyttö voi parantaa elektrolyytin johtavuutta.
  3. Lisäaineiden käyttö: Sopivan määrän johtavia lisäaineita lisäämällä voidaan parantaa elektrolyytin johtavuutta. Nämä lisäaineet voivat lisätä ionien migraatiolukua ja parantaa elektrodin ja elektrolyytin välistä rajapintakykyä, mikä parantaa akun nopeaa latauskykyä.
  4. Lämpötilan säätö: Tietyllä alueella akun käyttölämpötilan nostaminen voi vähentää elektrolyytin viskositeettia ja lisätä ioninjohtavuutta. Liian korkea lämpötila voi kuitenkin vaikuttaa akun vakauteen ja käyttöikään, joten sitä on säädettävä sopivalla lämpötila-alueella.

 

V. Elektrolyytin suorituskyvyn optimoinnin merkitys

6.jpg

Liuotintyyppejä parantamalla, elektrolyytin pitoisuutta säätämällä, ionien migraatiolukua lisäämällä ja liuottimen formulaatiota optimoimalla voidaan litiumionien migraationopeutta elektrolyytissä lisätä tehokkaasti, mikä lyhentää latausaikaa. Tämä ei ainoastaan ​​paranna kuluttajien käyttökokemusta, tarjoaa paremman kantaman ja latauskokemuksen sähköajoneuvojen pitkän matkan matkoille, vaan edistää myös uuden energiaajoneuvoteollisuuden kehitystä.

 

Tulevaisuudessa tekniikan jatkuvan kehityksen myötä uskotaan, että elektrolyytin suorituskykyä optimoidaan entisestään, mikä tuo tehokkaampaa tehoa ja kätevämpiä käyttötapoja uusiin energiaajoneuvoihin. Odotetaan innolla uusia läpimurtoja uusien energiaajoneuvojen pikalataussuorituskyvyssä ja panostetaan enemmän vihreän matkustamisen tulevaisuuteen.