Leave Your Message
Onthul de sleutelrol van elektrolyt bij het verbeteren van de snellaadprestaties van batterijen.

Bedrijfsblog

Onthul de sleutelrol van elektrolyt bij het verbeteren van de snellaadprestaties van batterijen.

30-08-2024
Tegenwoordig zijn, met de toenemende populariteit van nieuwe energievoertuigen, de actieradius en de laadsnelheid de grootste zorgen van de consument geworden. Als ‘hart’ van nieuwe energievoertuigen bepalen lithium-ionbatterijen rechtstreeks de actieradius en de laadefficiëntie van het voertuig. Onder de kernstructuren van lithium-ionbatterijen speelt de elektrolyt een cruciale rol.

1.jpg

I. Werkingsprincipe van lithium-ionbatterijen en het belang van elektrolyt

2.jpg

Het werkingsprincipe van lithium-ionbatterijen is als een "schommelstoel". Tijdens het opladen komen lithiumionen vrij van de positieve elektrode, passeren de separator, bewegen naar de negatieve elektrode in de elektrolyt en worden uiteindelijk ingebed in de negatieve elektrode. Op dit moment slaat de negatieve elektrode energie op. Bij het ontladen komen lithiumionen vrij van de negatieve elektrode, keren via de elektrolyt terug naar de positieve elektrode en geven energie vrij. Er kan worden gezegd dat de elektrolyt de drager is voor de omkeerbare migratie van lithiumionen tussen elektroden, en dat de prestaties ervan rechtstreeks van invloed zijn op de laad- en ontlaadtijd van de batterij.

 

II. Hoe elektrolyten de snelle laadprestaties van de batterij beïnvloeden

3.jpg

De elektrolyt is een sleutelcomponent in de elektrolyt en speelt een belangrijke rol bij het snel opladen van de batterij. Allereerst heeft de ionische geleidbaarheid van de elektrolyt rechtstreeks invloed op de migratiesnelheid van lithiumionen in de elektrolyt. Elektrolyten met een hoge ionische geleidbaarheid kunnen ervoor zorgen dat lithiumionen sneller tussen de positieve en negatieve elektroden bewegen, waardoor de oplaadtijd wordt verkort. Sommige nieuwe elektrolyten hebben bijvoorbeeld een hogere ionenmobiliteit en kunnen tijdens snel opladen zorgen voor een efficiënter ionentransportkanaal.

 

Ten tweede is de stabiliteit van de elektrolyt ook cruciaal voor snelle oplaadprestaties. Tijdens het snelladen wordt er in de accu een hogere temperatuur en spanning gegenereerd. Als de elektrolyt instabiel is, kunnen er ontleding of nevenreacties optreden, die de prestaties en levensduur van de batterij beïnvloeden. Daarom is het kiezen van een elektrolyt met goede stabiliteit essentieel voor het bereiken van snel opladen.

 

III. Factoren die de snelle oplaadprestaties van elektrolyt beïnvloeden

4.jpg

  1. Soorten oplosmiddelen
  2. Tegenwoordig omvatten algemeen gebruikte elektrolytoplosmiddelen carbonaten en carboxylaten met keten- en cyclische structuren. Het smeltpunt en de viscositeit van deze oplosmiddelen zullen de diffusiesnelheid van lithiumionen beïnvloeden. Hoe lager het smeltpunt en de viscositeit van het oplosmiddel bij kamertemperatuur, hoe sterker de ionische geleidbaarheid en hoe hoger de zelfdiffusiecoëfficiënt van lithiumionen, waardoor de snelle oplaadprestaties van de batterij worden verbeterd.
  3. Sommige oplosmiddelen met een laag smeltpunt en een lage viscositeit kunnen bijvoorbeeld zorgen voor een soepeler migratiekanaal voor lithiumionen, net als een brede en vlakke weg in een stad, waardoor voertuigen (lithiumionen) sneller kunnen reizen.
  4. Elektrolytconcentratie
  5. Het verhogen van de concentratie van de elektrolyt kan de zelfdiffusiecoëfficiënt van lithiumionen aanzienlijk verhogen. Dit is hetzelfde als het vergroten van de breedte van het kanaal, waardoor lithiumionen sneller kunnen passeren, waardoor de snelle oplaadprestaties van lithium-ionbatterijen worden verbeterd.
  6. Stel je voor dat een hogere concentratie elektrolyt lijkt op een bredere snelweg waar meer lithiumionen snel kunnen passeren.
  7. Ionenmigratienummer
  8. Elektrolyten met een groot ionenmigratiegetal zijn onder dezelfde laadtoestand bestand tegen een hogere oplaadsnelheid. Dit lijkt op een efficiëntere verkeerscontrole die ervoor zorgt dat voertuigen tijdens de spits snel passeren.
  9. Elektrolyten met een hoog ionenmigratiegetal kunnen de migratie van lithiumionen effectiever begeleiden en de laadefficiëntie verbeteren.
  10. Oplosmiddelformulering en geleidbaarheid
  11. De geleidbaarheid van lithiumionen in elektrolyten met verschillende oplosmiddelformuleringen is ook verschillend en heeft verschillende effecten op de snelle oplaadprestaties van de batterij.
  12. Door de oplosmiddelformulering te optimaliseren, kan de meest geschikte combinatie voor lithiumionmigratie worden gevonden om de geleidbaarheid te verbeteren en een hogere laadsnelheid te bereiken.
  13. Cyclusstabiliteit op lange termijn
  14. Sommige elektrolytformuleringen kunnen de cyclusstabiliteit en de ontladingscapaciteit van de batterij verbeteren en tegelijkertijd het fenomeen van lithiumplating op de negatieve elektrode van de batterij onderdrukken, waardoor de snelle oplaadprestaties verder worden verbeterd.
  15. Net zoals het bieden van een stabiele werkomgeving voor de batterij, zodat lithiumionen bij langdurig gebruik altijd efficiënt kunnen migreren.

 

IV. Hoe de geleidbaarheid van elektrolyten te verbeteren

5.jpg

Om de geleidbaarheid van het elektrolyt te verbeteren, kunnen de volgende aspecten worden gestart:

 

  1. Optimaliseer de elektrolytselectie: Selecteer elektrolyten met een hoge ionische geleidbaarheid, zoals sommige nieuwe lithiumzouten of gemengde elektrolytsystemen. Deze elektrolyten kunnen meer vrije ionen leveren en de ionentransportcapaciteit vergroten.
  2. Pas de samenstelling van het oplosmiddel aan: Door de typen en verhoudingen van de oplosmiddelen te optimaliseren, verlaagt u de viscositeit van de elektrolyt en verhoogt u de ionendiffusiesnelheid. Het gebruik van oplosmiddelen met een lage viscositeit of gemengde oplosmiddelsystemen kan bijvoorbeeld de geleidbaarheid van de elektrolyt verbeteren.
  3. Toepassing van additieven: Het toevoegen van een geschikte hoeveelheid geleidende additieven kan de geleidbaarheid van de elektrolyt verbeteren. Deze additieven kunnen het ionenmigratiegetal verhogen en de interfaceprestaties tussen de elektrode en de elektrolyt verbeteren, waardoor de snelle oplaadprestaties van de batterij worden verbeterd.
  4. Temperatuurregeling: Binnen een bepaald bereik kan het verhogen van de bedrijfstemperatuur van de batterij de viscositeit van de elektrolyt verminderen en de ionische geleidbaarheid verhogen. Een te hoge temperatuur kan echter de stabiliteit en levensduur van de batterij beïnvloeden, dus deze moet binnen een geschikt temperatuurbereik worden geregeld.

 

V. Betekenis van optimalisatie van elektrolytprestaties

6.jpg

Door de oplosmiddeltypen te verbeteren, de elektrolytconcentratie aan te passen, het aantal ionenmigraties te verhogen en de oplosmiddelformulering te optimaliseren, kan de migratiesnelheid van lithiumionen in de elektrolyt effectief worden verhoogd, waardoor de oplaadtijd wordt verkort. Dit verbetert niet alleen de gebruikerservaring van consumenten, zorgt voor een beter bereik en een betere oplaadervaring voor langeafstandsreizen van elektrische voertuigen, maar bevordert ook de ontwikkeling van de nieuwe energievoertuigindustrie.

 

Er wordt aangenomen dat in de toekomst, met de voortdurende vooruitgang van de technologie, de prestaties van de elektrolyt verder zullen worden geoptimaliseerd, waardoor krachtiger vermogen en handiger gebruiksmethoden voor nieuwe energievoertuigen zullen ontstaan. Laten we uitkijken naar nieuwe doorbraken in de snellaadprestaties van nieuwe energievoertuigen en meer bijdragen aan de toekomst van groen reizen.