Bạn đã biết cách sử dụng pin lithium đúng cách chưa? Ngay cả khi pin lithium của xe điện có thể được sử dụng trong 2 đến 3 ngày với một lần sạc, bạn vẫn nên sạc pin hàng ngày. Pin lithium nên được sạc càng sớm càng tốt sau khi sử dụng và nguồn pin phải càng đầy càng tốt. Việc xả pin sâu thường xuyên cũng có lợi cho việc "kích hoạt" pin, điều này có thể làm tăng một chút dung lượng của pin. Giải thích pin lithium có thể được sử dụng trong bao nhiêu năm? Tại sao xả sâu làm giảm tuổi thọ của pin lithium?
Giới hạn A --------------- mạch bảo vệ bảo vệ quá tải điện áp (4.35V)
Vùng cảnh báo áp suất cao
Giới hạn b --------------- Điện áp giới hạn sạc pin Li-ion 4.20V
Diện tích sử dụng bình thường
Giới hạn C --------------- Điện áp kết thúc xả pin Li-ion (2,75V)
Vùng cảnh báo điện áp thấp
Giới hạn D --------------- mạch bảo vệ bảo vệ quá xả điện áp (2.3V)
Vùng nguy hiểm điện áp thấp
Nói một cách chính xác, sạc pin lithium-ion đến điện áp cao hơn giới hạn b (4,20V) là sạc quá mức. Tuy nhiên, quá tải cũng có một mức độ lớn. Nói chung, nó không được coi là sạc quá mức nếu nó dưới 4,24V. Chấp nhận quá tải vi mô.
Thông số kỹ thuật pin của các nhà sản xuất pin lithium-ion thường chỉ ra rằng điện áp giới hạn sạc là 4,20V+/-0,04V.
Khu vực giữa ranh giới A và ranh giới b (trên 4,24V, thấp hơn 4,35V) có thể được gọi là quá tải trung bình.
Pin lithium-ion trong dải điện áp này sẽ có khả năng phóng điện cao hơn pin lithium-ion thông thường.
Vui lòng xem dữ liệu thử nghiệm về quá tải
Điều kiện thí nghiệm là
Di động: JL383450.
Dung lượng danh định: 550mAh.
Điện áp giới hạn sạc danh nghĩa 4.20V
Hệ thống sạc: sạc ở 1C (550mA) khi điện áp thấp hơn điện áp giới hạn sạc. Sau khi điện áp đạt đến điện áp giới hạn sạc, điện áp không thay đổi và dòng điện giảm dần xuống 20mA và sau đó quá trình sạc kết thúc. Đây là chế độ sạc CC/CV thông thường.
Hệ thống phóng điện: 1C (550mA), điện áp kết thúc phóng điện 2,75V
Hệ thống trên được thực hiện đầy đủ với tham chiếu đến tiêu chuẩn quốc gia.
Chúng ta có thể thử thay đổi điện áp giới hạn sạc và cố tình sạc quá mức cho sản phẩm thử nghiệm này. Bảng thí nghiệm được liệt kê như sau:
Số chu kỳ Điện áp giới hạn sạc V Dung lượng sạc mAh Dung lượng xả mAh và tỷ lệ dung lượng định mức %
Lần đầu 4.20V570565 đây là công suất định mức
Lần thứ hai 4.30V610608108%
Lần thứ ba 4.20V569564100%
Lần thứ tư 4,35V633627112%
Lần thứ ba là để so sánh, cho thấy dung lượng định mức của pin hầu như không thay đổi sau một lần sạc quá mức.
Từ đó có thể rút ra kết luận, việc sạc quá mức có thể làm tăng dung lượng của pin.
Nhưng xu hướng này không nhất quán. Khi tôi tiếp tục sạc quá mức cho viên pin lithium-ion này với điện áp giới hạn sạc là 4,35V, kết quả không được lạc quan cho lắm.
Sau lần thứ 50, dung lượng pin là 480mAh. Nó đã là 85% công suất định mức. Khi tôi sử dụng loại pin này trong một thử nghiệm chu kỳ bình thường, dung lượng của nó vẫn còn hơn 88% dung lượng định mức sau 150 chu kỳ. Có thể thấy rằng việc sạc pin đã rút ngắn đáng kể tuổi thọ của pin. Ngoài ra, cần phải đề cập rằng pin sạc quá mức đã hơi phồng lên, độ dày ban đầu là 3,84mm và độ dày của nó là 4,25mm sau 50 chu kỳ.
Bởi vì điện áp trên 4,35V sẽ không đến được pin lithium-ion được bảo vệ (Có thể chọn bánh răng hydro và lithium ion) là thủ phạm của quá tải.
Vậy sạc quá mức cao hơn 4,35V sẽ như thế nào?
Khi tôi thực hiện thí nghiệm an toàn khi sạc, tôi đã tháo mạch bảo vệ pin, sau đó sạc pin lithium-ion với điện áp 5,0V.
Kết quả là sau 3 đến 4 tiếng, pin bị phồng lên nghiêm trọng.
Và một số pin không đủ tiêu chuẩn phát nổ.
Dưới kính hiển vi điện tử, điện cực âm của pin lithium có cấu trúc phân lớp và điện cực dương là một chồng các tinh thể góc cạnh, hình dạng của chúng thay đổi theo vật liệu cực dương.
Hậu quả nghiêm trọng của việc phóng điện quá mức là sự sụp đổ thành lớp của tấm âm. Khi sạc lại, số lượng và sự thuận tiện của các ion lithium được nhúng trong tấm âm bị hạn chế.
Công suất giảm, nội trở tăng, tuổi thọ giảm không thể phục hồi.
Quá tải thậm chí còn khủng khiếp hơn!
Pin đạt trạng thái tràn đầy. Điện cực âm thay đổi từ phản ứng xen kẽ của các ion lithium thành sự lắng đọng của kim loại lithium trên bề mặt của điện cực âm và dung môi bị oxy hóa. Khi nhiệt độ của pin tăng lên, các phản ứng giữa lithium kim loại và dung môi, giữa carbon xen kẽ lithium và dung môi lần lượt xảy ra, khiến pin bắt lửa và phát nổ. Với việc phân tích chất điện phân, tác nhân liên kết cũng có thể phản ứng với kim loại lithium.
Sau khi sạc quá mức, các tinh thể kim loại lithium giống như kim có ở khắp mọi nơi trên miếng cực và sẽ xảy ra hiện tượng đoản mạch vi mô khi màng ngăn bị xuyên thủng. Trong trường hợp xấu nhất, tình trạng tự phóng điện trở nên trầm trọng hơn; trong trường hợp xấu nhất, dòng điện ngắn mạch nhánh tinh thể làm cho nhiệt độ của pin tăng mạnh và chất điện phân được phân tích và hóa hơi. Trong trường hợp này, bất kể nhiệt độ quá cao, vật liệu sẽ cháy và phát nổ. Lớp vỏ bên ngoài bị vỡ trước, khiến không khí tràn vào và oxy hóa mạnh kim loại liti, tất cả dẫn đến một vụ nổ do đốt cháy.