هل يضر الشحن السريع في السيارات الكهربائية بالبطاريات ؟

بالنسبة لمعظم مستخدمي السيارات الكهربائية النقية ، يمكن استخدام الشحن البطئ للاستخدام اليومي ، ولكن وقت الشحن عادة ما يكون طويلًا ، عمومًا حوالي 6 إلى 8 ساعات. إذا تم استخدام الشحن السريع للشحن ، فيمكن شحنه خلال 30 إلى 40 دقيقة ، وهو أمر مريح نسبيًا. إذا كانت القيادة على الطرق السريعة ، فإن محطات الشحن في مناطق الخدمة عالية السرعة كلها تقريبًا أكوام شحن سريعة ، والتي لا يمكن تجديدها إلا عن طريق الشحن السريع. عند شراء سيارة ، أعتقد أن معظم المبيعات ستذكرك ، حاول استخدام شحن بطيء ، استخدام شحن سريع أقل ، قد يسبب الشحن السريع خسائر للبطارية. بعد ذلك ، سيعطيك Lao Wang علمًا شائعًا حول مشكلة بطارية الشحن السريع.

قبل ذلك ، تذكير سريع: الشحن السريع لا يضر البطارية ، ولكن الشحن السريع المتكرر يضر بالبطارية بدلاً من الشحنات البطيئة.
هناك وضعان رئيسيان للشحن للمركبات الكهربائية: السرعة (التيار المستمر) والبطيء (التيار المتردد). في عملية الشحن بأكملها ، هناك تيار شحن قياسي مختلف للبطاريات المختلفة ، على سبيل المثال ، لـ 3C (C هي سعة البطارية آه ، مثل بطارية شحن 50ah 3C يتم شحن التيار 3*50 = 150A) معيار بطارية المنتج عموما اختيار 0.1c ~ 0.5C ؛ للبطاريات عالية الطاقة ، الشحن القياسي هو 1C. عادة ما يقال إن الشحن البطيئ هو الشحن مع تيار الشحن القياسي ، ويشير الشحن السريع إلى الشحن بعدة مرات أعلى من تيار الشحن القياسي لعشرات المرات.

الشحن السريع أو الشحن البطئ هو عملية نقل أيونات الليثيوم من القطب الموجب إلى القطب السالب للخلية تحت تأثير الطاقة الكهربائية الخارجية. يكمن الفرق بين الشحن السريع والشحن البطيئ في سرعة نقل ليثيوم أيون Li + في عملية الشحن. يمكننا مقارنة عملية شحن أيون الليثيوم بصب البيرة. كلما صب البيرة بشكل أسرع ، كلما امتلأ الزجاج بشكل أسرع ، ولكن كلما زادت الرغوة في الزجاج. من ناحية أخرى ، عندما يتم ملؤه حتى الحافة ، يتم ملء الزجاج حتى الحافة مع رغوة أقل والمزيد من البيرة. أكبر ميزة للشحن السريع هي توفير وقت الشحن ، ولكن الشحن السريع المتكرر سيسبب تلفًا معينًا للخلية ، ولا يؤثر فقط على عمر البطارية ، ولكن يؤثر أيضًا على السلامة.

1. الشحن السريع المتكرر يسرع استقطاب خلية البطارية

بشكل عام ، في عملية شحن بطاريات أيون الليثيوم ، يكون معدل هجرة انتشار Li + داخل القطب صغيرًا جدًا مقارنة بالإلكتروليت ، وهي خطوة التحكم في معدل انتشار Li +. نظرًا لأن معدل هجرة ليثيوم + داخل جزيئات القطب أقل بكثير من معدل التفاعل الكهروكيميائي على السطح ، فإن ظاهرة استقطاب تركيز القطب ناتجة. الفرق المحتمل بين الأقطاب الكهربائية الإيجابية والسلبية سوف ينحرف أكثر عن احتمال التوازن. عندما يكون تيار الشحن المستمر كبيرًا ، يزداد تركيز الأيونات في القطب ويكثف الاستقطاب ، ولا يمكن أن يتناسب الجهد الطرفي للبطارية بشكل مباشر مع الطاقة/الطاقة المشحونة. في الوقت نفسه ، ستؤدي زيادة المقاومة الداخلية إلى زيادة تأثير تسخين الجول والتفاعلات الجانبية ، مثل تحلل تفاعل المنحل بالكهرباء وإنتاج الغاز وسلسلة من المشاكل ، يزداد عامل الخطر فجأة ، مما يؤثر على سلامة البطارية ، وسيتم تقصير عمر البطارية غير الكهربائية إلى حد كبير.

2. قد يؤدي الشحن المتكرر والسريع إلى تبلور الخلايا

خلال عملية الشحن ، فإن سيطرتنا على أيونات الليثيوم ضعيفة بالفعل. يمكننا فقط ضمان أن أيونات الليثيوم سوف تنتقل إلى السطح السلبي ، ولكن لا يمكننا ضمان توزيع أيونات الليثيوم بالتساوي على السطح السلبي. وفي شحن بطارية الليثيوم بسرعة يعني أن أيونات الليثيوم بسرعة و "تسبح" إلى الأنود ، في هذا الوقت تحتاج مادة الأنود إلى قدرة تضمين الليثيوم بسرعة. تشمل مواد الأنود المستخدمة للشحن السريع لبطارية الليثيوم مادة الكربون وتيتانات الليثيوم وبعض المواد الجديدة الأخرى. بالنسبة للمواد الكربونية ، يتم تضمين أيونات الليثيوم بشكل تفضيلي في الجرافيت في ظل ظروف الشحن التقليدية ، لأن إمكانية تضمين الليثيوم مماثلة لقدرة ترسب الليثيوم. ومع ذلك ، في حالة الشحن السريع أو درجة الحرارة المنخفضة ، قد تترسب أيونات الليثيوم على السطح وتشكل ليثيوم dendrite (المعروف أيضًا باسم التبلور). يمكن أن يخترق الليثيوم الدندريتي الحجاب الحاجز (SEI) ، مما يسبب خسارة ثانوية Li + وتقليل سعة البطارية. عندما يصل الكريستال الليثيومكمية معينة ، سوف تنمو من القطب السلبي إلى الحجاب الحاجز ، مما تسبب في خطر حدوث دائرة قصر البطارية.

3. تلخيص

لذلك ، إذا كنت تشحن بطاريتك باستمرار بشحن سريع ، فأنت تؤذي البطارية حقًا. ومع ذلك ، نظرًا لاختلاف كثافة الخلايا والمواد ودرجة الحرارة المحيطة ونظام إدارة البطارية ، تختلف درجة تلف البطاريات في عملية الشحن السريع أيضًا. في الوقت الحالي ، تصمم معظم البطاريات استراتيجيات شحن معقولة وفقًا للطاقة المتبقية للبطارية وأداء البطارية وعوامل أخرى. عن طريق ضبط طاقة الشحن ، يمكن تقليل تلف البطارية الناجم عن الشحن السريع. لذلك ، يستخدم المستخدمون أحيانًا الشحن السريع ، ولا يقلقون جدًا من تلف البطارية!