Ricarica rapida generica per la ricarica CC ad alta potenza: in mezz'ora si può raggiungere l'80% della potenza; la tensione di carica CC per la ricarica rapida è generalmente superiore a quella della batteria. Quali sono quindi i rischi della ricarica rapida delle batterie al litio in relazione ai problemi tecnici?
Quali sono i rischi associati alle batterie al litio a ricarica rapida?
I tre metodi principali per realizzare una ricarica rapida sono: mantenere la tensione costante e aumentare la corrente; mantenere la corrente costante e aumentare la tensione; e aumentare contemporaneamente corrente e tensione. Tuttavia, per realizzare una ricarica rapida completa, non basta solo migliorare corrente e tensione: la tecnologia di ricarica rapida richiede un set completo di sistemi, tra cui un adattatore di ricarica rapida e un sistema di gestione intelligente dell'alimentazione.
La ricarica rapida a lungo termine influisce sulla durata delle batterie al litio. La ricarica rapida delle batterie al litio avviene a scapito del ciclo di vita della batteria, perché la batteria è un dispositivo che genera elettricità attraverso reazioni elettrochimiche, la ricarica è il verificarsi di una reazione chimica inversa e la ricarica rapida consisterà nell'immissione istantanea di corrente elevata nella batteria. L'uso frequente della modalità di ricarica rapida ridurrà la capacità di riduzione della batteria e il numero di cicli di carica e scarica della batteria.
La ricarica rapida della batteria al litio porta tre effetti: effetto termico, precipitazione del litio ed effetto meccanico
1. La ricarica rapida frequente accelera la polarizzazione della cella della batteria
Quando la corrente di carica continua è elevata, la concentrazione di ioni all'elettrodo aumenta, la polarizzazione aumenta e la tensione al terminale della batteria non può corrispondere direttamente e linearmente alla quantità di elettricità caricata. Allo stesso tempo, la carica ad alta corrente, l'aumento della resistenza interna porterà a un aumento dell'effetto Joule, causato da effetti collaterali come la decomposizione della reazione elettrolitica, la produzione di gas e una serie di problemi. Il fattore di rischio aumenta improvvisamente, con un impatto sulla sicurezza della batteria e una conseguente significativa riduzione della durata delle batterie non alimentate.
2. La ricarica rapida frequente può portare alla cristallizzazione del nucleo della batteria
La ricarica rapida delle batterie al litio implica che gli ioni di litio si scarichino rapidamente e "nuotino" verso l'anodo, il che richiede che il materiale dell'anodo abbia una rapida capacità di incorporamento del litio. Poiché il potenziale di litio incorporato e il potenziale di precipitazione del litio sono pressoché identici, in condizioni di ricarica rapida o a bassa temperatura, gli ioni di litio possono precipitare sulla superficie formando litio dendritico. Il litio dendritico perforerà il diaframma e causerà perdite secondarie, riducendo la capacità della batteria. Quando il cristallo di litio raggiunge una certa quantità, crescerà dall'elettrodo negativo al diaframma, causando il rischio di cortocircuito della batteria.
3. La ricarica rapida frequente riduce la durata della batteria
Anche le ricariche frequenti tendono ad accelerare l'esaurimento della batteria e persino a causare problemi come la riduzione dell'attività e della durata della batteria. Soprattutto dopo l'introduzione della tecnologia di ricarica rapida, sebbene la velocità di ricarica iniziale sia molto elevata, la batteria non raggiunge il 100% scollegandola dalla presa, causando ricariche multiple e un aumento del numero di cicli di ricarica. L'uso prolungato di questo metodo riduce l'attività della batteria, accelerandone l'invecchiamento.
Le alte temperature sono la causa principale dell'invecchiamento delle batterie al litio. La ricarica rapida ad alta potenza provoca il surriscaldamento della batteria in un breve periodo di tempo, mentre la ricarica non rapida, sebbene a bassa potenza, genera poco calore per unità di tempo, ma richiede un tempo di accensione più lungo. In questo modo, il calore della batteria si accumula nel tempo e la differenza di calore generata durante la ricarica non è sufficiente a causare una differenza nel tasso di invecchiamento della batteria.
Riassumendo quanto sopra, possiamo concludere che la ricarica rapida richiede elevati requisiti di qualità per la batteria, comporta una maggiore perdita di durata della batteria e riduce significativamente il fattore di sicurezza, quindi cercate di utilizzarla il meno possibile quando non è necessaria. La ricarica rapida frequente della batteria può danneggiarla, ma a causa delle differenze nella densità delle celle, nei materiali, nella temperatura ambiente e nel sistema di gestione della batteria, la batteria subisce diversi gradi di danno durante la ricarica rapida.
Data di pubblicazione: 26 ottobre 2023