聚合貓化工小知識:快速充電會損壞電動汽車電池嗎?

加利福尼亞大學河濱分校的工程師在《能源儲存》上發表的一項新研究中寫道,商業快速充電站會使電動汽車電池經受高溫和高電阻,這可能導致它們破裂,洩漏並失去其儲存能力。

為了解決這個問題,研究人員開發了一種在較低溫度下充電的方法,該方法可降低災難性損壞和儲存容量損失的風險。

聚合貓化工小知識:快速充電會損壞電動汽車電池嗎?

經過工業標準快速充電後會破裂的鋰離子電動汽車電池。

Marlan和Rosemary Bourns工學院的電氣和計算機工程教授Mihri Ozkan和機械工程教授Cengiz Ozkan領導的小組為特斯拉發現的一組已放電的Panasonic NCR 18650B圓柱形鋰離子電池充電汽車,使用與高速公路上的快速充電器相同的行業快速充電方法。

他們還根據電池的內阻,使用新的快速充電演算法為一組電池充電,這會干擾電子的流動。電池的內阻會根據溫度,充電狀態,電池壽命和其他因素而波動。高內阻會在充電過程中引起問題。

UC Riverside電池組充電方法是一種自適應系統,可透過在充電過程中檢查電池的內阻來從電池中學習。當內部電阻開始起作用時,它將停止工作,以消除充電容量的損失。

在最初的13個充電週期中,兩種充電技術的電池儲存容量保持相似。但是,此後,行業快速充電技術使容量下降得更快,在40個充電週期後,電池僅保留了其儲存容量的 60%。在第40個迴圈後,使用內部電阻充電方法充電的電池可保持80%以上的容量。

可充電鋰離子電池在80%的容量下已達到大多數用途的使用壽命。使用工業快速充電方法充電的電池在經過25個充電週期後達到了這一點,而內部電阻方法的電池則可以連續使用36次。

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工業用充電容量與內部電阻充電的電動汽車電池之間的差異。

博士生和合著者Tanner Zerrin表示:“由於電池的內阻增加,工業快速充電會對鋰離子電池的壽命產生不利影響。”

更糟糕的是,經過60個充電週期後,工業用電池盒破裂,電極和電解質暴露在空氣中,增加了著火或爆炸的危險。60攝氏度/ 140華氏度的高溫加速了損害和風險。

Mihri Ozkan表示:“容量損失,內部化學和機械損壞以及每個電池的高熱量是主要的安全問題,尤其是考慮到Tesla Model S中有7,104個鋰離子電池,Tesla Model 3中有4,416個鋰電池,”內部電阻充電導致溫度低得多,並且沒有損壞。

Cengiz Ozkan說:“我們的替代性自適應快速充電演算法可減少容量衰減,並消除商用電池單元中的破裂和成分變化。”

博士生和論文的共同作者博東說:“擬議的自適應快速充電為電動汽車的快速充電技術的設計提供了新穎的視角,具有更好的安全效能和更長的電池壽命。”

研究人員已經申請了自適應內阻快速充電演算法的專利,該專利可以由電池和汽車製造商授權。同時,UCR電池組建議儘量減少使用商用快速充電器,在電池完全耗盡之前進行充電,並防止過度充電。

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