----ΜΗΧΑΝΗ SENKURY
Η επίδραση της θερμοκρασίας στις μπαταρίες είναι πολύ περίπλοκη και η θερμοκρασία έχει επίσης σημαντικό αντίκτυπο στη διάρκεια ζωής της μπαταρίας. Αλλάζοντας τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος δοκιμής, μπορεί να επιταχυνθεί η υποβάθμιση της διάρκειας ζωής της μπαταρίας. Αυτή η προσέγγιση είναι ένας αποτελεσματικός τρόπος για την επιτάχυνση των πειραμάτων και τη μείωση του χρόνου δοκιμής. Ωστόσο, ο μηχανισμός με τον οποίο η θερμοκρασία επηρεάζει τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας δεν είναι σαφής, πράγμα που σημαίνει ότι τα αποτελέσματα των επιταχυνόμενων πειραμάτων δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την πρόβλεψη των αποτελεσμάτων συμβατικών πειραμάτων. Ακολουθεί μια εισαγωγή στην επίδραση της θερμοκρασίας στη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.
Υπάρχουν πολλές εισαγωγές στους διαφορετικούς ρυθμούς υποβάθμισης των μπαταριών σε διαφορετικές θερμοκρασίες, όπως η υποβάθμιση της χωρητικότητας των πολυεπίπεδων οξειδίων, του LFP και άλλων συστημάτων μπαταριών.
Οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν την υποβάθμιση της μπαταρίας είναι διαφορετικοί σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Σε χαμηλές θερμοκρασίες, η καθίζηση μετάλλου λιθίου καταναλώνει ενεργό λίθιο και η παράπλευρη αντίδραση μεταξύ του κατακρημνισμένου μετάλλου λιθίου και του ηλεκτρολύτη καταναλώνει ενεργό λίθιο και σχηματίζει μια διεπαφή στερεού-υγρού χαμηλής ποιότητας, αυξάνοντας την αντίσταση της μπαταρίας.
Η εναπόθεση λιθίου σε χαμηλή θερμοκρασία είναι ένα κοινό φαινόμενο στο NCM111/Graphite, όπως φαίνεται στην εικόνα SEM του αρνητικού ηλεκτροδίου γραφίτη πριν και μετά την ανακύκλωση σε -20 βαθμό . Οι δενδρίτες λιθίου είναι σαφώς ορατοί στον ηλεκτρολύτη LP40
Το φαινόμενο της εναπόθεσης λιθίου σε χαμηλή θερμοκρασία μπορεί να μετριαστεί με την αλλαγή του ηλεκτρολύτη. Για παράδειγμα, στο παραπάνω σχήμα, δεν υπάρχει εμφανές μεταλλικό λίθιο στην επιφάνεια του αρνητικού ηλεκτροδίου της μπαταρίας που κυκλοφορεί στον ηλεκτρολύτη M9F1. Η αποσυναρμολόγηση της μπαταρίας για την παρατήρηση της επιφάνειας του αρνητικού ηλεκτροδίου είναι ένα σχετικά δυσκίνητο πείραμα. Η απόδοση Coulomb κατά τη φόρτιση και την αποφόρτιση της μπαταρίας μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως απλός δείκτης για τον προσδιορισμό της εναπόθεσης λιθίου. Στο παρακάτω σχήμα, η ενδιάμεση κουλομβική απόδοση της μπαταρίας που υφίσταται εναπόθεση λιθίου αποκλίνει σημαντικά από το 100%.
Οι παρενέργειες που προκαλούνται από την καθίζηση του ενεργού λιθίου εντείνονται, καθιστώντας την ανίχνευση αυτού του φαινομένου πιο περίπλοκη. Επιπλέον, υπάρχουν ήδη παράπλευρες αντιδράσεις στη διεπιφάνεια στερεού-υγρού. Ελλείψει άμεσης παρατήρησης της αντίδρασης μεταξύ εναποτιθέμενου λιθίου και ηλεκτρολύτη, κρίνοντας απλώς από τα προϊόντα της τελικής παράπλευρης αντίδρασης που εναπόθεση λιθίου επιτάχυνε την πλευρική αντίδραση διεπαφής είναι επίσης ένα λογικά αναξιόπιστο συμπέρασμα.
Σε υψηλές θερμοκρασίες, οι κύριοι παράγοντες που προκαλούν υποβάθμιση της μπαταρίας είναι η έκπλυση των μετάλλων μετάπτωσης από το θετικό ηλεκτρόδιο και η αποσύνθεση του ηλεκτρολύτη σε υψηλή θερμοκρασία. Το LiPF6 θα αποσυντεθεί ακόμη και χωρίς ηλεκτρικό πεδίο σε υψηλές θερμοκρασίες. Αυτό οδηγεί σε μείωση τόσο της διάρκειας αδράνειας όσο και της διάρκειας κύκλου ζωής της μπαταρίας.
Αντιμετωπίζοντας τις ανησυχίες σχετικά με την απώλεια ενέργειας κατά τη φόρτιση, η Ένωση Επαγγελματιών Στόλου (AFP) διερευνά αποκλίσεις, οι οποίες πιθανώς συνδέονται με την απόδοση των καλωδίων και τις μεθόδους φόρτισης. Παράγοντες όπως η βαθμονόμηση φορτιστή και η ακρίβεια της τηλεματικής του οχήματος επηρεάζουν τη χρήση ενέργειας, επηρεάζοντας τις αποφάσεις διαχείρισης του στόλου.
Επιπλέον, το μέταλλο θα διαλυθεί επίσης από την άνοδο κατά τη διάρκεια του κύκλου υψηλής θερμοκρασίας, γεγονός που όχι μόνο θα οδηγήσει στην επιδείνωση της δομής του υλικού της καθόδου, αλλά θα οδηγήσει επίσης στην εναπόθεση διαλυμένων μεταλλικών ιόντων στην επιφάνεια της ανόδου, γεγονός που θα βλάψει το πρόσωπο μάσκα της διεπαφής στερεού-υγρού ανόδου. Το φαινόμενο της έκπλυσης μετάλλων από το θετικό ηλεκτρόδιο μπορεί να παρατηρηθεί τόσο σε συστήματα στρωματοποιημένων οξειδίων όσο και σε συστήματα φωσφορικού σιδήρου λιθίου. Ωστόσο, η έκπλυση του Fe σε φωσφορικό σίδηρο λιθίου έχει λάβει λιγότερη προσοχή, κυρίως λόγω της μικρής ποσότητας έκπλυσης σιδήρου που έχει μικρή επίδραση στη δομή του φωσφορικού σιδήρου λιθίου και έχει μικρή επίδραση στη διάρκεια ζωής της μπαταρίας. Η έκπλυση των μετάλλων μετάπτωσης από στρωματοποιημένα οξείδια μπορεί να φέρει μια σειρά προβλημάτων στις μπαταρίες.
Λόγω των διαφορετικών βασικών πλευρικών αντιδράσεων των μπαταριών σε διαφορετικές θερμοκρασίες, οι τάσεις εξασθένησής τους ποικίλλουν φυσικά. Αυτό οδηγεί στην αδυναμία απλής μετάβασης των κυκλικών δοκιμών σε διαφορετικές θερμοκρασίες, καθιστώντας δύσκολη την επίτευξη επιταχυνόμενων πειραμάτων. Ωστόσο, με την εξασθένιση της ενέργειας ενεργοποίησης κατά τη διάρκεια του κύκλου της μπαταρίας, αφενός, μπορούν να προσδιοριστούν οι κύριοι παράγοντες που προκαλούν υποβάθμιση της μπαταρίας και, αφετέρου, η δυνατότητα μεταφοράς των επιταχυνόμενων πειραματικών αποτελεσμάτων μπορεί να εξεταστεί από αυτή την άποψη.