Condiciones de servicio para baterías de iones de litio

Cabe mencionar que el entorno de uso y las condiciones de las baterías de iones de litio dañan su capacidad.
(1) Abuso de baterías de iones de litio
OUYANG [3] estudió el impacto de la sobrecarga en la capacidad de las baterías blandas y no encontró una pérdida clara de capacidad cuando el SOC estaba por debajo del 120%; Cuando el SOC es superior al 120%, comienza a producirse deposición de litio en el electrodo negativo y, debido a la formación de una película SEI más gruesa, la impedancia aumenta y conduce a la pérdida de litio activo. Si la sobrecarga continúa, puede provocar un descontrol térmico de la batería de iones de litio. Con un COS alto, la velocidad de análisis del electrolito será más rápida, formando una gruesa capa de deposición en el electrodo negativo de grafito, que contiene litio para la precipitación.
(CH2OCO2Li) 2 y Li2CO3 no pueden participar en reacciones reversibles después de la deposición.
Además, las altas velocidades de carga y descarga también pueden provocar una pérdida de capacidad en las baterías de iones de litio. Esto se debe a que los electrodos positivo y negativo experimentan una contracción y expansión de volumen durante el proceso de carga y descarga. Cuanto mayor sea la corriente de carga y descarga, más intensa será la contracción y expansión y mayor será la tensión. Como resultado, es más probable que las partículas de los electrodos positivo y negativo se rompan o se desprendan del colector durante cambios rápidos de volumen, lo que lleva a una atenuación del ciclo.
(2) Factor de temperatura
La temperatura es definitivamente uno de los factores clave que afectan la vida útil de las baterías de iones de litio, y las temperaturas altas o bajas pueden causar una disminución en el contenido activo de iones de litio, reduciendo así la vida útil de las baterías de iones de litio.
En condiciones de alta temperatura, la proporción de diversos elementos metálicos en el material ternario y el rendimiento del electrolito tienen un impacto crucial en la capacidad de la batería. Antes de una pequeña cantidad de ciclos, la capacidad de descarga de la batería a alta temperatura es mayor que su capacidad nominal y su capacidad a temperatura ambiente (como se muestra en la siguiente figura). Esto se debe a que la viscosidad del electrolito a alta temperatura es baja, la transferencia de masa de iones es rápida y la actividad de reacción del electrodo es alta, razón por la cual la batería exhibe una alta capacidad de descarga de carga. Sin embargo, a medida que aumenta el número de ciclos a altas temperaturas, el electrolito dentro de la batería se someterá a un análisis rápido, generando películas de pasivación gruesas y desiguales en la superficie del electrodo [4]. La estructura del material del electrodo se dañará y los iones metálicos se disolverán, lo que provocará una grave degradación de la capacidad.
En condiciones de baja temperatura (como -10 grados), la viscosidad del electrolito aumenta, la velocidad de conducción de iones disminuye y no coincide con la velocidad de migración de electrones del circuito externo. La batería presenta una polarización severa y la capacidad de carga y descarga disminuye drásticamente. Especialmente en el caso de carga a baja temperatura, el Li+ que migra desde el electrodo positivo puede no ser capaz de incrustarse en la red de la capa de carbono del electrodo negativo a tiempo, formando cristales de litio metálico en el extremo negativo, lo que lleva a una disminución en capacidad de la batería. La carga prolongada a baja temperatura puede hacer que las dendritas de litio penetren en el separador y provoquen cortocircuitos.