Das Alterungsexperiment und die Alterungserkennung vonLithium-Ionen-BatterienZiel dieser Untersuchungen ist die Bewertung der Batterielebensdauer und des Leistungsabfalls. Mithilfe dieser Experimente und Messungen können Wissenschaftler und Ingenieure die Veränderungen von Batterien während des Gebrauchs besser verstehen und die Zuverlässigkeit und Stabilität von Batterien bestimmen.
Hier einige der Hauptgründe:
1. Lebensdauerbewertung: Durch die Simulation des Lade- und Entladezyklus der Batterie unter verschiedenen Betriebsbedingungen lassen sich Lebensdauer und Nutzungsdauer abschätzen. Langzeit-Alterungsversuche ermöglichen die Simulation der Batterielebensdauer im realen Einsatz und die frühzeitige Erkennung von Leistungs- und Kapazitätsverlusten.
2. Analyse der Leistungsverschlechterung: Alterungsexperimente können helfen, die Leistungsverschlechterung der Batterie während des Lade- und Entladezyklus zu bestimmen, wie z. B. Kapazitätsverlust, Anstieg des Innenwiderstands usw. Diese Beeinträchtigungen wirken sich auf die Lade- und Entladeeffizienz sowie die Energiespeicherkapazität der Batterie aus.
3. Sicherheitsbewertung: Alterungsversuche und Alterungserkennung helfen, potenzielle Sicherheitsrisiken und Fehlfunktionen während des Batteriebetriebs zu erkennen. Beispielsweise können Alterungsversuche Aufschluss über das Sicherheitsverhalten unter Bedingungen wie Überladung, Tiefentladung und hohen Temperaturen geben und so die Batteriekonstruktion und Schutzsysteme weiter verbessern.
4. Optimiertes Design: Durch die Durchführung von Alterungsexperimenten und die Erkennung der Alterung von Batterien können Wissenschaftler und Ingenieure die Eigenschaften und Veränderungsmuster von Batterien besser verstehen und dadurch den Konstruktions- und Herstellungsprozess von Batterien verbessern sowie die Batterieleistung und Lebensdauer erhöhen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Alterungsexperimente und die Alterungserkennung von großer Bedeutung sind, um die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien zu verstehen und zu bewerten. Dies kann uns helfen, Batterien besser zu konstruieren und einzusetzen und die Entwicklung verwandter Technologien zu fördern.
Welche Verfahren und Tests werden bei Alterungsexperimenten mit Lithiumbatterien durchgeführt?
Durch die Prüfung und kontinuierliche Überwachung der folgenden Leistungsmerkmale können wir die Veränderungen und die Leistungsabnahme der Batterie während des Gebrauchs sowie die Zuverlässigkeit, Lebensdauer und Leistungsmerkmale der Batterie unter bestimmten Arbeitsbedingungen besser verstehen.
1. Kapazitätsverlust: Der Kapazitätsverlust ist einer der Hauptindikatoren für die abnehmende Lebensdauer einer Batterie. Im Alterungsexperiment werden regelmäßig Lade- und Entladezyklen durchgeführt, um den zyklischen Lade- und Entladevorgang der Batterie im realen Gebrauch zu simulieren. Die Abnahme der Batteriekapazität wird durch Messung der Kapazitätsänderung nach jedem Zyklus bewertet.
2. Zyklenlebensdauer: Die Zyklenlebensdauer gibt an, wie viele vollständige Lade- und Entladezyklen eine Batterie durchlaufen kann. Alterungstests führen eine große Anzahl von Lade- und Entladezyklen durch, um die Zyklenlebensdauer der Batterie zu ermitteln. Typischerweise gilt eine Batterie als am Ende ihrer Zyklenlebensdauer angelangt, wenn ihre Kapazität auf einen bestimmten Prozentsatz ihrer Anfangskapazität (z. B. 80 %) gesunken ist.
3. Zunahme des Innenwiderstands: Der Innenwiderstand ist ein wichtiger Indikator für die Batteriequalität und beeinflusst direkt die Lade- und Entladeeffizienz sowie den Energieumwandlungswirkungsgrad. Im Alterungsexperiment wird die Zunahme des Batterieinnenwiderstands durch Messung der Änderung des Innenwiderstands während des Lade- und Entladevorgangs ermittelt.
4. Sicherheitsverhalten: Das Alterungsexperiment umfasst auch die Bewertung des Sicherheitsverhaltens der Batterie. Dies kann die Simulation der Reaktion und des Verhaltens der Batterie unter anormalen Bedingungen wie hoher Temperatur, Überladung und Tiefentladung beinhalten, um die Sicherheit und Stabilität der Batterie unter diesen Bedingungen zu überprüfen.
5. Temperaturverhalten: Die Temperatur hat einen wesentlichen Einfluss auf die Leistung und Lebensdauer von Batterien. Alterungsversuche können den Betrieb von Batterien unter verschiedenen Temperaturbedingungen simulieren, um die Reaktion und Leistung der Batterie auf Temperaturänderungen zu bewerten.
Warum steigt der Innenwiderstand einer Batterie nach einer gewissen Nutzungsdauer? Welche Auswirkungen hat das?
Nach längerer Nutzung der Batterie steigt der Innenwiderstand aufgrund der Alterung der Batteriematerialien und -struktur. Der Innenwiderstand ist der Widerstand, der beim Stromfluss durch die Batterie auftritt. Er wird durch die komplexen Eigenschaften der internen Leitungsbahnen der Batterie bestimmt, die aus Elektrolyten, Elektrodenmaterialien, Stromabnehmern usw. bestehen. Im Folgenden werden die Auswirkungen des erhöhten Innenwiderstands auf die Entladeeffizienz erläutert:
1. Spannungsabfall: Der Innenwiderstand führt während des Entladevorgangs zu einem Spannungsabfall der Batterie. Das bedeutet, dass die tatsächliche Ausgangsspannung niedriger ist als die Leerlaufspannung der Batterie, wodurch die verfügbare Leistung der Batterie reduziert wird.
2. Energieverlust: Der Innenwiderstand führt dazu, dass die Batterie während der Entladung zusätzliche Wärme erzeugt. Diese Wärme stellt einen Energieverlust dar. Energieverluste verringern den Wirkungsgrad der Batterie, wodurch die Batterie unter gleichen Entladebedingungen weniger Leistung liefert.
3. Reduzierte Ausgangsleistung: Aufgrund des erhöhten Innenwiderstands kommt es bei hohen Stromabgaben zu einem größeren Spannungsabfall und Leistungsverlust der Batterie. Dadurch kann die Batterie keine hohe Ausgangsleistung mehr effektiv liefern. Folglich sinkt der Entladewirkungsgrad und die Ausgangsleistung der Batterie nimmt ab.
Kurz gesagt, ein erhöhter Innenwiderstand verringert die Entladeeffizienz der Batterie und beeinträchtigt dadurch die verfügbare Energie, die Ausgangsleistung und die Gesamtleistung. Daher kann eine Reduzierung des Innenwiderstands die Entladeeffizienz und die Leistung der Batterie verbessern.
Veröffentlichungsdatum: 18. November 2023
