ניסוי ההזדקנות וגילוי ההזדקנות שלסוללות ליתיום-יוןנועדו להעריך את חיי הסוללה ואת הירידה בביצועיה. ניסויים וגילויים אלה יכולים לעזור למדענים ומהנדסים להבין טוב יותר את השינויים בסוללות במהלך השימוש ולקבוע את אמינותן ויציבותן.
הנה כמה מהסיבות העיקריות:
1. הערכת אורך חיים: על ידי סימולציית תהליך הטעינה והפריקה של הסוללה בתנאי עבודה שונים, ניתן להסיק את אורך החיים וחיי השירות של הסוללה. על ידי ביצוע ניסויי הזדקנות ארוכי טווח, ניתן לדמות את אורך החיים של הסוללה בשימוש בפועל, ולזהות מראש את הביצועים והדעיכה של הסוללה.
2. ניתוח ירידה בביצועים: ניסויי הזדקנות יכולים לסייע בקביעת ירידה בביצועי הסוללה במהלך תהליך הטעינה והפריקה, כגון ירידה בקיבולת, עלייה בהתנגדות פנימית וכו'. ירידות אלו ישפיעו על יעילות הטעינה והפריקה של הסוללה ועל קיבולת אחסון האנרגיה שלה.
3. הערכת בטיחות: ניסויי הזדקנות וגילוי הזדקנות מסייעים בזיהוי סכנות בטיחות ותקלות פוטנציאליות שעלולות להתרחש במהלך השימוש בסוללה. לדוגמה, ניסויי הזדקנות יכולים לסייע בגילוי ביצועי בטיחות בתנאים כמו טעינת יתר, פריקת יתר וטמפרטורה גבוהה, ולשפר עוד יותר את תכנון הסוללה ומערכות ההגנה.
4. תכנון אופטימלי: על ידי ביצוע ניסויי הזדקנות וגילוי הזדקנות בסוללות, מדענים ומהנדסים יכולים לעזור למדענים ומהנדסים להבין את המאפיינים ודפוסי השינוי של סוללות, ובכך לשפר את תהליך התכנון והייצור של סוללות ולשפר את ביצועי הסוללות ואת תוחלת החיים שלהן.
לסיכום, ניסויי הזדקנות וגילוי הזדקנות חשובים מאוד כדי להבין ולהעריך את הביצועים ואת אורך החיים של סוללות ליתיום-יון, מה שיכול לעזור לנו לתכנן ולהשתמש טוב יותר בסוללות ולקדם פיתוח של טכנולוגיות קשורות.
מהם נהלי ניסויי הזדקנות סוללות ליתיום ובדיקות הפרויקט?
באמצעות בדיקות וניטור מתמיד של הביצועים הבאים, נוכל להבין טוב יותר את השינויים והדעיכה של הסוללה במהלך השימוש, כמו גם את האמינות, אורך החיים ומאפייני הביצועים של הסוללה בתנאי עבודה ספציפיים.
1. דעיכת קיבולת: דעיכת קיבולת היא אחד המדדים העיקריים לירידה בחיי סוללה. בניסוי ההזדקנות יבצעו מעת לעת מחזורי טעינה ופריקה כדי לדמות את תהליך הטעינה והפריקה המחזורי של הסוללה בשימוש בפועל. יש להעריך את הירידה בקיבולת הסוללה על ידי מדידת השינוי בקיבולת הסוללה לאחר כל מחזור.
2. מחזור חיי: מחזור חיי מתייחס למספר מחזורי הטעינה והפריקה המלאים שסוללה יכולה לעבור. ניסויי הזדקנות מבצעים מספר רב של מחזורי טעינה ופריקה כדי להעריך את מחזור חיי הסוללה. בדרך כלל, סוללה נחשבת כמגיעה לסוף מחזור חייה כאשר הקיבולת שלה יורדת לאחוז מסוים מהקיבולת ההתחלתית שלה (למשל, 80%).
3. עלייה בהתנגדות הפנימית: התנגדות פנימית היא מדד חשוב של הסוללה, המשפיע ישירות על יעילות הטעינה והפריקה של הסוללה ועל יעילות המרת האנרגיה שלה. ניסוי ההזדקנות מעריך את העלייה בהתנגדות הפנימית של הסוללה על ידי מדידת השינוי בהתנגדות הפנימית של הסוללה במהלך טעינה ופריקה.
4. ביצועי בטיחות: ניסוי ההזדקנות כולל גם הערכת ביצועי הבטיחות של הסוללה. זה עשוי לכלול סימולציה של התגובה וההתנהגות של הסוללה בתנאים חריגים כגון טמפרטורה גבוהה, טעינת יתר ופריקה יתר כדי לזהות את בטיחותה ויציבותה של הסוללה בתנאים אלה.
5. מאפייני טמפרטורה: לטמפרטורה יש השפעה חשובה על ביצועי הסוללה וחיי הסוללה. ניסויי הזדקנות יכולים לדמות את פעולתן של סוללות בתנאי טמפרטורה שונים כדי להעריך את תגובת הסוללה וביצועיה לשינויי טמפרטורה.
מדוע ההתנגדות הפנימית של סוללה עולה לאחר שימוש למשך זמן מה? מה תהיה ההשפעה?
לאחר שימוש ממושך בסוללה, ההתנגדות הפנימית עולה עקב הזדקנות חומרי הסוללה ומבנהה. התנגדות פנימית היא ההתנגדות הנתקלת בה כאשר זרם זורם דרך הסוללה. היא נקבעת על ידי המאפיינים המורכבים של נתיב המוליך הפנימי של הסוללה, המורכב מאלקטרוליטים, חומרי אלקטרודה, קולטי זרם, אלקטרוליטים וכו'. להלן השפעת ההתנגדות הפנימית המוגברת על יעילות הפריקה:
1. ירידת מתח: התנגדות פנימית תגרום לסוללה לייצר ירידת מתח במהלך תהליך הפריקה. משמעות הדבר היא שמתח המוצא בפועל יהיה נמוך ממתח המעגל הפתוח של הסוללה, ובכך יפחית את ההספק הזמין של הסוללה.
2. אובדן אנרגיה: התנגדות פנימית תגרום לסוללה לייצר חום נוסף במהלך הפריקה, וחום זה מייצג אובדן אנרגיה. אובדן אנרגיה מפחית את יעילות המרת האנרגיה של הסוללה, וגורם לסוללה לספק חשמל פחות יעיל באותם תנאי פריקה.
3. תפוקת הספק מופחתת: עקב העלייה בהתנגדות הפנימית, לסוללה תהיה ירידת מתח ואובדן הספק גדולים יותר בעת פלט זרם גבוה, מה שיגרום לסוללה לא להיות מסוגלת לספק תפוקת הספק גבוהה ביעילות. לכן, יעילות הפריקה פוחתת ויכולת תפוקת ההספק של הסוללה פוחתת.
בקיצור, התנגדות פנימית מוגברת תגרום לירידה ביעילות הפריקה של הסוללה, ובכך תשפיע על האנרגיה הזמינה שלה, על תפוקת ההספק ועל הביצועים הכוללים שלה. לכן, הפחתת ההתנגדות הפנימית של הסוללה יכולה לשפר את יעילות הפריקה והביצועים שלה.
זמן פרסום: 18 בנובמבר 2023
