Leave Your Message
Odhaľte kľúčovú úlohu elektrolytu pri zlepšovaní výkonu rýchleho nabíjania batérií.

Firemný blog

Odhaľte kľúčovú úlohu elektrolytu pri zlepšovaní výkonu rýchleho nabíjania batérií.

2024-08-30
Dnes, s rastúcou popularitou nových energetických vozidiel, sa dojazd a rýchlosť nabíjania stali stredobodom záujmu spotrebiteľov. Lítium-iónové batérie, ktoré sú „srdcom“ nových energetických vozidiel, priamo určujú dojazd vozidla a účinnosť nabíjania. Medzi základnými štruktúrami lítium-iónových batérií hrá zásadnú úlohu elektrolyt.

1.jpg

I. Princíp činnosti lítium-iónových batérií a význam elektrolytu

2.jpg

Princíp činnosti lítium-iónových batérií je ako „hojdacie kreslo“. Pri nabíjaní sa lítiové ióny uvoľňujú z kladnej elektródy, prechádzajú cez separátor, presúvajú sa na zápornú elektródu v elektrolyte a nakoniec sú vložené do zápornej elektródy. V tomto čase záporná elektróda ukladá energiu. Pri vybíjaní sa lítiové ióny uvoľňujú zo zápornej elektródy, vracajú sa späť do kladnej elektródy cez elektrolyt a uvoľňujú energiu. Dá sa povedať, že elektrolyt je nositeľom reverzibilnej migrácie lítiových iónov medzi elektródami a jeho výkon priamo ovplyvňuje čas nabíjania a vybíjania batérie.

 

II. Ako elektrolyty ovplyvňujú výkon rýchleho nabíjania batérie

3.jpg

Elektrolyt je kľúčovou zložkou elektrolytu a zohráva dôležitú úlohu pri rýchlom nabíjaní batérie. Po prvé, iónová vodivosť elektrolytu priamo ovplyvňuje rýchlosť migrácie lítiových iónov v elektrolyte. Elektrolyty s vysokou iónovou vodivosťou môžu urýchliť pohyb lítiových iónov medzi kladnými a zápornými elektródami, čím sa skráti čas nabíjania. Napríklad niektoré nové elektrolyty majú vyššiu iónovú mobilitu a môžu poskytnúť efektívnejší kanál na transport iónov počas rýchleho nabíjania.

 

Po druhé, pre výkon rýchleho nabíjania je rozhodujúca aj stabilita elektrolytu. Počas rýchleho nabíjania sa vo vnútri batérie vytvorí vyššia teplota a napätie. Ak je elektrolyt nestabilný, môže dôjsť k rozkladu alebo vedľajším reakciám, ktoré ovplyvňujú výkon a životnosť batérie. Preto je pre dosiahnutie rýchleho nabíjania nevyhnutný výber elektrolytu s dobrou stabilitou.

 

III. Faktory ovplyvňujúce výkon rýchleho nabíjania elektrolytu

4.jpg

  1. Typy rozpúšťadiel
  2. V súčasnosti bežne používané elektrolytické rozpúšťadlá zahŕňajú uhličitany a karboxyláty s reťazovými a cyklickými štruktúrami. Teplota topenia a viskozita týchto rozpúšťadiel ovplyvní rýchlosť difúzie lítiových iónov. Čím nižšia je teplota topenia a viskozita rozpúšťadla pri izbovej teplote, tým silnejšia je iónová vodivosť a tým vyšší je koeficient samodifúzie lítiových iónov, čím sa zlepšuje výkon rýchleho nabíjania batérie.
  3. Napríklad niektoré rozpúšťadlá s nízkou teplotou topenia a nízkou viskozitou môžu poskytnúť hladší migračný kanál pre lítiové ióny, rovnako ako široká a rovná cesta v meste, čo umožňuje vozidlám (lítiové ióny) cestovať rýchlejšie.
  4. Koncentrácia elektrolytov
  5. Zvýšenie koncentrácie elektrolytu môže výrazne zvýšiť koeficient samodifúzie lítiových iónov. Je to ako zväčšenie šírky kanála, čím sa umožní rýchlejší prechod lítiových iónov, čím sa zlepší výkon rýchleho nabíjania lítium-iónových batérií.
  6. Predstavte si, že vyššia koncentrácia elektrolytu je ako širšia diaľnica, ktorá pojme viac lítiových iónov, aby rýchlo prešli.
  7. Číslo migrácie iónov
  8. Elektrolyty s veľkým číslom migrácie iónov znesú vyššiu rýchlosť nabíjania pri rovnakom stave nabitia. Je to ako efektívnejšie riadenie premávky, ktoré zabezpečuje rýchly prejazd vozidiel počas dopravnej špičky.
  9. Elektrolyty s vysokým číslom migrácie iónov môžu efektívnejšie riadiť migráciu lítiových iónov a zlepšiť účinnosť nabíjania.
  10. Zloženie rozpúšťadla a vodivosť
  11. Lítium-iónová vodivosť v elektrolytoch s rôznymi zloženiami rozpúšťadiel je tiež odlišná a má rôzne účinky na výkon rýchleho nabíjania batérie.
  12. Optimalizáciou zloženia rozpúšťadla možno nájsť najvhodnejšiu kombináciu pre migráciu lítnych iónov na zlepšenie vodivosti a dosiahnutie vyššej rýchlosti nabíjania.
  13. Dlhodobá stabilita cyklu
  14. Niektoré formulácie elektrolytov môžu zlepšiť stabilitu cyklu a vybíjaciu kapacitu batérie a súčasne potlačiť jav pokovovania lítiom na zápornej elektróde batérie, čím sa ďalej zlepší výkon rýchleho nabíjania.
  15. Rovnako ako zabezpečenie stabilného pracovného prostredia pre batériu, zabezpečenie toho, že lítiové ióny môžu vždy efektívne migrovať počas dlhodobého používania.

 

IV. Ako zlepšiť vodivosť elektrolytu

5.jpg

Na zlepšenie vodivosti elektrolytu je možné začať s nasledujúcimi aspektmi:

 

  1. Optimalizujte výber elektrolytu: Vyberte elektrolyty s vysokou iónovou vodivosťou, ako sú niektoré nové lítiové soli alebo systémy zmiešaných elektrolytov. Tieto elektrolyty môžu poskytnúť viac voľných iónov a zvýšiť kapacitu transportu iónov.
  2. Úprava zloženia rozpúšťadla: Optimalizáciou typov a pomerov rozpúšťadiel znížte viskozitu elektrolytu a zvýšte rýchlosť difúzie iónov. Napríklad použitie rozpúšťadiel s nízkou viskozitou alebo zmesných rozpúšťadlových systémov môže zlepšiť vodivosť elektrolytu.
  3. Aplikácia prísad: Pridanie vhodného množstva vodivých prísad môže zlepšiť vodivosť elektrolytu. Tieto prísady môžu zvýšiť číslo migrácie iónov a zlepšiť výkon rozhrania medzi elektródou a elektrolytom, čím sa zlepší výkon rýchleho nabíjania batérie.
  4. Regulácia teploty: V určitom rozsahu môže zvýšenie prevádzkovej teploty batérie znížiť viskozitu elektrolytu a zvýšiť iónovú vodivosť. Príliš vysoká teplota však môže ovplyvniť stabilitu a životnosť batérie, preto je potrebné ju kontrolovať v rámci vhodného teplotného rozsahu.

 

V. Význam optimalizácie výkonu elektrolytu

6.jpg

Zlepšením typov rozpúšťadiel, úpravou koncentrácie elektrolytu, zvýšením počtu migrácií iónov a optimalizáciou formulácie rozpúšťadla je možné efektívne zvýšiť rýchlosť migrácie lítiových iónov v elektrolyte, čím sa skráti čas nabíjania. To nielen zlepšuje používateľskú skúsenosť spotrebiteľov, poskytuje lepší dojazd a nabíjanie pri cestovaní elektrických vozidiel na dlhé vzdialenosti, ale podporuje aj rozvoj odvetvia nových energetických vozidiel.

 

V budúcnosti, s neustálym pokrokom technológie, sa predpokladá, že výkon elektrolytu sa bude ďalej optimalizovať, čo prinesie silnejší výkon a pohodlnejšie spôsoby použitia pre nové energetické vozidlá. Tešme sa na nové objavy v rýchlom nabíjaní nových energetických vozidiel a prispejme viac k budúcnosti ekologického cestovania.