អាគុយលីចូមអ៊ីយ៉ុងពិតជាមិន "បង្កើត" ថាមពលតាមរបៀបដែលមនុស្សភាគច្រើនគិតអំពីវានោះទេ។ អ្វីដែលគេធ្វើគឺរក្សាទុកថាមពលអគ្គិសនីតាមរយៈប្រតិកម្មគីមីដែលអាចបញ្ច្រាសបាន បន្ទាប់មកបញ្ចេញវានៅពេលដែលសៀគ្វីខាងក្រៅទាមទារចរន្ត។ ភាពច្របូកច្របល់អំពីបញ្ហានេះកើតឡើងច្រើននៅក្នុងកិច្ចប្រជុំរចនា ជាពិសេសនៅពេលដែលនរណាម្នាក់កំពុងព្យាយាមទំហំកញ្ចប់ថ្មជាលើកដំបូង។
មានរឿងពីរកើតឡើងក្នុងពេលបញ្ចេញ។ ទីមួយ អ៊ីយ៉ុងលីចូមធ្វើចំណាកស្រុកពីអេឡិចត្រូតអវិជ្ជមាន (អាណូត) តាមរយៈអេឡិចត្រូលីត និងឧបករណ៍បំបែកទៅអេឡិចត្រូតវិជ្ជមាន ( cathode) ។ ទីពីរអេឡិចត្រុងហូរតាមសៀគ្វីខាងក្រៅពី anode ទៅ cathode ធ្វើការងារមានប្រយោជន៍។ ក្នុងអំឡុងពេលសាកថ្ម អ្នកបញ្ច្រាសដំណើរការដោយអនុវត្តវ៉ុលខាងក្រៅដែលបង្ខំអ៊ីយ៉ុង និងអេឡិចត្រុងឱ្យផ្លាស់ទីក្នុងទិសដៅផ្ទុយ។
វ៉ុលដែលកោសិកាផលិតគឺអាស្រ័យទាំងស្រុងលើវត្ថុធាតុអេឡិចត្រូតដែលអ្នកជ្រើសរើស និងសក្តានុពលអេឡិចត្រូតរៀងៗខ្លួន។ ក្រឡាស្រស់ដែលអង្គុយនៅលើធ្នើដោយគ្មានបន្ទុកនឹងបង្ហាញ-វ៉ុលសៀគ្វី-បើកចំហរបស់វាជាធម្មតាប្រហែលពី 3.6 ទៅ 3.7V សម្រាប់គីមីវិទ្យាលីចូមអ៊ីយ៉ុងភាគច្រើន ទោះបីជាចំនួននេះផ្លាស់ទីដោយអាស្រ័យលើស្ថានភាពនៃបន្ទុក និងសីតុណ្ហភាពក៏ដោយ។ នៅពេលដែលអ្នកភ្ជាប់បន្ទុកមួយហើយចាប់ផ្តើមគូរចរន្ត វ៉ុលនឹងធ្លាក់ចុះដោយសារតែភាពធន់ខាងក្នុង។ តើវាធ្លាក់ចុះប៉ុន្មានប្រាប់អ្នកច្រើនអំពីសុខភាពរបស់កោសិកា។
មូលដ្ឋានគ្រឹះគីមីវិទ្យាកោសិកា
កោសិកាលីចូមអ៊ីយ៉ុងទាំងអស់មានគោលការណ៍ប្រតិបត្តិការជាមូលដ្ឋានដូចគ្នា ប៉ុន្តែគីមីសាស្ត្រប្រែប្រួលយ៉ាងទូលំទូលាយ។ សម្ភារៈ cathode ភាគច្រើនកំណត់លក្ខណៈដំណើរការរបស់កោសិកា-ដង់ស៊ីតេថាមពល សមត្ថភាពថាមពល អាយុកាលវដ្ត ស្ថេរភាពកម្ដៅ និងតម្លៃ។
ស្រទាប់អុកស៊ីដ cathodes គឺជាគីមីវិទ្យាពាណិជ្ជកម្មដំបូងគេ។ ក្រុមហ៊ុន Sony បានណែនាំពួកវាត្រឡប់មកវិញក្នុងឆ្នាំ 1991 ជាមួយនឹង LiCoO₂ (លីចូម កូបាតអុកស៊ីត) ដែលនៅតែត្រូវបានប្រើប្រាស់នៅក្នុងគ្រឿងអេឡិចត្រូនិក ដែលដង់ស៊ីតេថាមពលសំខាន់ជាងតម្លៃ ឬរឹមសុវត្ថិភាព។ កោសិកាទាំងនេះខ្ចប់ប្រហែល 150-200 Wh/kg នៅកម្រិតកោសិកា។ Cobalt មានតម្លៃថ្លៃ ហើយគីមីវិទ្យាមិនស្ថិតស្ថេរលើសពី 150 ដឺក្រេ។ យើងបានឃើញការរត់ចេញដោយកម្ដៅចាប់ផ្តើមនៅសីតុណ្ហភាពទាបរហូតដល់ 130 ដឺក្រេនៅក្នុងកោសិកាដែលបំពាន។
ការបើកបរសម្រាប់សុវត្ថិភាពប្រសើរជាងមុន និងតម្លៃទាបបាននាំឱ្យមាន LiMn₂O₄ (លីចូមម៉ង់ហ្គាណែសអុកស៊ីដ) នៅពាក់កណ្តាល-ឆ្នាំ 1990។ ម៉ង់ហ្គាណែសគឺកខ្វក់ថោក ហើយរចនាសម្ព័ន្ធ spinel មានស្ថេរភាពជាង។ កោសិកាទាំងនេះនឹងមិនរត់ទៅឆ្ងាយទេរហូតដល់អ្នកឡើងដល់ 250 ដឺក្រេជាធម្មតា។ ការដោះដូរ? ដង់ស៊ីតេថាមពលធ្លាក់ចុះដល់ 100-120 Wh/kg ហើយម៉ង់ហ្គាណែសរលាយចូលទៅក្នុងអេឡិចត្រូលីតតាមពេលវេលា ជាពិសេសនៅសីតុណ្ហភាពកើនឡើង។ វដ្តជីវិតរងទុក្ខ - អ្នកកំពុងសម្លឹងមើលប្រហែល 300-700 វដ្ត មុនពេលសមត្ថភាពធ្លាក់ចុះក្រោម 80% ។
LiFePO₄ (លីចូមដែកផូស្វាត) បានបង្ហាញឡើងនៅជុំវិញឆ្នាំ 2001 និងបានផ្លាស់ប្តូរការសន្ទនាសុវត្ថិភាព។ រចនាសម្ព័នអូលីវីនគឺថ្ម-រឹងដោយកំដៅ; ការរត់ចេញដោយកម្ដៅមិនកើតឡើងរហូតដល់លើសពី 270 ដឺក្រេ ហើយសូម្បីតែពេលនោះវាមិនសូវហឹង្សា។ អាយុកាលនៃវដ្តគឺអស្ចារ្យ -2,000+ វដ្តដល់ 80% សមត្ថភាពគឺស្តង់ដារ ហើយកោសិកាមួយចំនួនត្រូវបានសាកល្បងលើសពី 5,000 វដ្ត។ ការធ្លាក់ចុះគឺវ៉ុល៖ មានតែ 3.2V ប៉ុណ្ណោះ ហើយដង់ស៊ីតេថាមពលត្រូវបានកំណត់ត្រឹម 90-120 Wh/kg ។ ម្យ៉ាងទៀត ស្ថានភាពប៉ាតង់ផូស្វ័រមានភាពរញ៉េរញ៉ៃជាច្រើនឆ្នាំ។
NMC (lithium nickel manganese cobalt oxide) និង NCA (lithium nickel cobalt aluminium oxide) បានលេចចេញជាគីមីវិទ្យា "មានតុល្យភាព" ។ ដោយការលាយនីកែល ម៉ង់ហ្គាណែស និង cobalt ក្នុងសមាមាត្រផ្សេងៗ-វត្ថុធម្មតាគឺ NMC 111, 532, 622 និង 811 ដែលលេខបង្ហាញពីមាតិកាលោហៈដែលទាក់ទងគ្នា-អ្នកអាចលៃតម្រូវដំណើរការបាន។ មាតិកានីកែលខ្ពស់ជំរុញដង់ស៊ីតេថាមពលឡើងដល់ 200-250 Wh/kg ប៉ុន្តែក្នុងតម្លៃនៃស្ថេរភាពកម្ដៅ និងអាយុកាលវដ្ត។ កោសិកា NMC 811 អាចឡើងដល់ 250 Wh/kg ប៉ុន្តែត្រូវការការគ្រប់គ្រងកម្ដៅយ៉ាងប្រុងប្រយ័ត្នបន្ថែមទៀត។
នៅផ្នែកខាង anode ក្រាហ្វិចគឺជាស្តង់ដារតាំងពីថ្ងៃដំបូង។ សមត្ថភាពទ្រឹស្តីគឺ 372 mAh/g ហើយកោសិកាពាណិជ្ជកម្មជាធម្មតាសម្រេចបាន 340-360 mAh/g ។ លីចូម intercalates រវាងស្រទាប់ graphene កំឡុងពេលសាកថ្ម ពង្រីកទំហំ graphite ប្រហែល 10%។ ភាពតានតឹងផ្នែកមេកានិកនេះរួមចំណែកដល់ការថយចុះសមត្ថភាពជាងការជិះកង់។
Silicon anodes គឺជា "រឿងធំបន្ទាប់" ប្រហែលដប់ប្រាំឆ្នាំមកហើយ។ សមត្ថភាពទ្រឹស្តីរបស់ Silicon គឺ 4,200 mAh/g-ច្រើនជាងក្រាហ្វិចដប់ដង។ បញ្ហាគឺស៊ីលីកុនពង្រីក 300% នៅពេលដែលវាស្រូបយកលីចូម។ នេះបំបែក anode ដាច់បន្ទាប់ពីវដ្តពីរបី។ វិធីសាស្រ្តបច្ចុប្បន្នប្រើស៊ីលីកុន-ការលាយក្រាហ្វិចជាមួយនឹងមាតិកាស៊ីលីកុនជាធម្មតាក្រោម 10% ដើម្បីរក្សាការពង្រីកអាចគ្រប់គ្រងបាន។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ទីមួយ-វដ្តនៃការបាត់បង់សមត្ថភាពដែលមិនអាចត្រឡប់វិញបានដំណើរការ 15-25% នៅក្នុង anodes ដែលមានផ្ទុកស៊ីលីកុនធៀបនឹង 5-10% សម្រាប់ក្រាហ្វិតសុទ្ធ។
ការបង្កើតកោសិកា និងទម្រង់
កោសិការាងស៊ីឡាំងគឺប្រហែលជាអ្វីដែលមនុស្សភាគច្រើនស្រមៃនៅពេលដែលពួកគេគិតថា "ថ្ម" ។ ទ្រង់ទ្រាយ 18650 (អង្កត់ផ្ចិត 18mm ប្រវែង 65mm) បានក្លាយជាគ្រប់ទីកន្លែងបន្ទាប់ពីក្រុមហ៊ុនផលិតកុំព្យូទ័រយួរដៃបានធ្វើស្តង់ដារលើវានៅដើមទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 2000 ។ Tesla ល្បីល្បាញបានប្រើវារាប់ពាន់គ្រឿងក្នុងរថយន្ត Roadster ដើម។ សមត្ថភាពធម្មតា 18650 ដំណើរការ 2,000-3,500 mAh អាស្រ័យលើគីមីសាស្ត្រ និងថាតើអ្នកបង្កើនប្រសិទ្ធភាពថាមពល ឬថាមពល។
ទ្រង់ទ្រាយ 21700 ថ្មីជាងនេះ (21mm × 70mm) ដែល Tesla និង Panasonic បានបង្កើតរួមគ្នាផ្តល់ថាមពលប្រហែល 50% បន្ថែមទៀតក្នុងមួយកោសិកា 4,000-5,000 mAh គឺជារឿងធម្មតាឥឡូវនេះ។ អង្កត់ផ្ចិតធំជាងមុនបង្កើនសមាមាត្រនៃសម្ភារៈសកម្មទៅនឹងសមាសធាតុអសកម្ម (ឧបករណ៍ប្រមូលបច្ចុប្បន្ន កំប៉ុង ឧបករណ៍សុវត្ថិភាព) ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវដង់ស៊ីតេថាមពលនៅកម្រិតកញ្ចប់។ ខ្សែសង្វាក់ផលិតកម្មត្រូវតែផ្លាស់ប្តូរឡើងវិញ ដែលជាផ្នែកនៃមូលហេតុដែលការសុំកូនចិញ្ចឹមបានចំណាយពេលមួយរយៈ។
កោសិកា Prismatic បានមកពីការចង់បានរបស់ឧស្សាហកម្មរថយន្តសម្រាប់ការប្រើប្រាស់លំហអាកាសកាន់តែប្រសើរ។ ជំនួសឱ្យការបំពេញប្រអប់ជាមួយស៊ីឡាំង ហើយទុកចន្លោះទទេនោះ អ្នកបង្កើតក្រឡាចតុកោណដែលជង់ប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព។ កោសិកា prismatic ថ្នាក់រថយន្ត-មានចាប់ពី 20Ah ដល់លើសពី 100Ah។ ពួកវាងាយនឹងកម្ដៅ-គ្រប់គ្រងពីចំណុចវេចខ្ចប់ ព្រោះអ្នកអាចដាក់ចានត្រជាក់ដោយផ្ទាល់ទល់នឹងផ្នែករាបស្មើ។ គុណវិបត្តិគឺអ្នកមានស៊ុតទាំងអស់របស់អ្នកនៅក្នុងកន្ត្រកតិចជាងនេះ-ប្រសិនបើកោសិកាព្រីសម៉ាទិកធំមួយបរាជ័យ អ្នកនឹងបាត់បង់សមត្ថភាពច្រើនជាងប្រសិនបើកោសិការាងស៊ីឡាំងតូចមួយបរាជ័យ។
កោសិកាថង់យកគំនិតប្រសិទ្ធភាពអវកាសបន្ថែមទៀតដោយការលុបបំបាត់លោហៈទាំងស្រុង។ ក្រឡាត្រូវបានផ្សាភ្ជាប់នៅក្នុងអាលុយមីញ៉ូមដែលអាចបត់បែនបាន-ថង់ដាក់កម្រាលឈើ។ វាអាចសន្សំបាន 10-ទម្ងន់ 15% ធៀបនឹងកំប៉ុង prismatic ហើយទម្រង់គឺមានភាពបត់បែនខ្លាំង - អ្នកអាចធ្វើឱ្យពួកវាមានទំហំ ឬរូបរាងដែលកម្មវិធីទាមទារ។ ក្រុមហ៊ុនផលិត EV ចូលចិត្តពួកគេព្រោះអ្នកអាចដាក់ពួកវាដោយផ្ទាល់នៅក្នុងចានត្រជាក់។ ភាពទន់ខ្សោយគឺមេកានិច៖ ពួកគេត្រូវការការបង្ហាប់ពីខាងក្រៅដើម្បីការពារការខូចទ្រង់ទ្រាយអេឡិចត្រូតអំឡុងពេលជិះកង់ ហើយពួកគេងាយរងការខូចខាតដោយស្នាមប្រេះ។
បច្ចេកវិទ្យាបំបែក
ឧបករណ៍បំបែកមិនទទួលបានការចាប់អារម្មណ៍ច្រើនទេ ប៉ុន្តែវាជាធាតុផ្សំសុវត្ថិភាពសំខាន់បំផុត។ វាជាភ្នាសស្តើង (16-25 μm) ជាធម្មតា) ដែលការពារ anode និង cathode ពីការប៉ះខណៈពេលដែលអនុញ្ញាតឱ្យអ៊ីយ៉ុងលីចូមឆ្លងកាត់។ ឧបករណ៍បំបែកដំបូងគឺប៉ូលីអេទីលីនស្រទាប់តែមួយ (PE) ឬប៉ូលីភីលីនលីន (PP) ។
ឧបករណ៍បំបែកដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ទំនើប-ប្រើរចនាសម្ព័ន្ធ trilayer ជាធម្មតា PP/PE/PP។ ស្រទាប់ PE មានចំណុចរលាយទាបជាង (135 ដឺក្រេ) ជាង PP (165 ដឺក្រេ) ។ ប្រសិនបើកោសិកាចាប់ផ្តើមឡើងកំដៅខ្លាំងនោះ PE រលាយ និងបំពេញក្នុងរន្ធញើស ដោយបិទការដឹកជញ្ជូនអ៊ីយ៉ុង មុនពេលសីតុណ្ហភាពឈានដល់កម្រិតគ្រោះថ្នាក់។ នេះត្រូវបានគេហៅថាការបិទកម្ដៅ ហើយវាជាខ្សែការពារចុងក្រោយរបស់អ្នក មុនពេលការរត់ចេញដោយកម្ដៅ។
សេរ៉ាមិច-ឧបករណ៍បំបែកស្រោបដោយបន្ថែមរឹមសុវត្ថិភាពផ្សេងទៀត។ ស្រទាប់ស្តើង (2-4 μm) នៃអាលុយមីណា ឬភាគល្អិតសេរ៉ាមិចផ្សេងទៀតនៅលើផ្នែកមួយ ឬទាំងសងខាងនៃសញ្ញាបំបែករក្សាបាននូវភាពរឹងមាំនៃរចនាសម្ព័ន្ធ ទោះបីជាវត្ថុធាតុ polymer រលាយក៏ដោយ។ ស្រទាប់ស្រោបគឺគ្រប់គ្រាន់ដែលការដឹកជញ្ជូនអ៊ីយ៉ុងបន្ត ប៉ុន្តែវាការពារអេឡិចត្រូតមិនឱ្យ-សៀគ្វីខ្លីសូម្បីតែនៅសីតុណ្ហភាពលើសពី 150 ដឺក្រេក៏ដោយ។ ការធ្លាក់ចុះគឺថ្លៃដើម-សេរ៉ាមិច-ឧបករណ៍បំបែកដែលស្រោបដោយដំណើរការ 2-3× តម្លៃនៃឧបករណ៍បំបែកស្តង់ដារ និង impedance ខ្ពស់ជាងបន្តិច។
Porosity ជាធម្មតាដំណើរការ 40-50%។ កម្រិតទាបពេក ហើយធន់ទ្រាំអ៊ីយ៉ុងកើនឡើង ដែលកំណត់សមត្ថភាពថាមពល។ ខ្ពស់ពេកហើយកម្លាំងមេកានិចទទួលរង។ ការចែកចាយទំហំរន្ធញើសក៏សំខាន់ផងដែរ; លេខ Gurley (ការធ្វើតេស្តភាពជ្រាបនៃខ្យល់) គឺជាលក្ខណៈស្តង់ដារ។ ឧបករណ៍បំបែកកម្រិត EV ភាគច្រើនកំណត់គោលដៅ 200-400 វិនាទី/100cc ។
សមាសធាតុអេឡិចត្រូលីតនិងសារធាតុបន្ថែម
អេឡិចត្រូលីតនៅក្នុងកោសិកាលីចូមអ៊ីយ៉ុងគឺស្មុគស្មាញជាងអ្វីដែលអ្នកគិត។ ការបង្កើតមូលដ្ឋានជាធម្មតាជាអំបិលលីចូម-LiPF₆ (លីចូម ហេកហ្កាហ្វ្លូរ៉ូផូស្វាត) ក្នុង 95%+ នៃកោសិកា-ត្រូវបានរំលាយនៅក្នុងល្បាយនៃកាបូនសរីរាង្គ។ សារធាតុរំលាយទូទៅរួមមានអេទីឡែនកាបូណាត (EC) ឌីមេទីលកាបូណាត (DMC) ឌីអេទីលកាបូណាត (DEC) និងអេទីលមេទីលកាបូណាត (EMC)។
កំហាប់ LiPF₆ ជាធម្មតាមានប្រហែល 1.0 ទៅ 1.2 M (ថ្គាម) ។ កំហាប់ខ្ពស់ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវចរន្តអ៊ីយ៉ុងរហូតដល់ចំណុចមួយ ប៉ុន្តែលើសពី 1.3 M ឬដូច្នេះអ្នកចាប់ផ្តើមទទួលទឹកភ្លៀងអំបិលនៅសីតុណ្ហភាពទាប។ LiPF₆ មានបញ្ហា-វាមានសំណើម-រសើប ហើយចាប់ផ្តើមរលួយលើសពី 60 ដឺក្រេ -ប៉ុន្តែជម្រើសផ្សេងទៀតដូចជា LiBOB ឬ LiFSI មិនទាន់បានផ្លាស់ប្តូរវានៅឡើយទេ ដោយសារតម្លៃ ឬការផ្លាស់ប្តូរផ្សេងទៀត។
ការលាយសារធាតុរំលាយកាបូនត្រូវបានលៃតម្រូវសម្រាប់កម្មវិធី។ EC មានថេរ dielectric ខ្ពស់ និងលក្ខណៈសម្បត្តិបង្កើត SEI-ល្អ ប៉ុន្តែវាបង្កកនៅសីតុណ្ហភាព 36 ដឺក្រេ។ អ្នកត្រូវលាយវាជាមួយ-កាបូនដែលមានជាតិ viscosity ទាបដូចជា DMC ឬ EMC ដើម្បីរក្សាសីតុណ្ហភាពទាប-។ រូបមន្តធម្មតាអាចជា EC:DMC 1:1 តាមបរិមាណ ឬ EC:EMC 3:7។ សមាមាត្រពិតប្រាកដគឺមានកម្មសិទ្ធិ និងត្រូវបានការពារយ៉ាងជិតស្និទ្ធ។
សារធាតុបន្ថែមគឺជាកន្លែងដែលវេទមន្តគីមីវិទ្យាពិតប្រាកដកើតឡើង។ អេឡិចត្រូលីតទំនើបមានផ្ទុក 2-5% ដោយទម្ងន់នៃសារធាតុបន្ថែមផ្សេងៗដែលកែប្រែការបង្កើត SEI ការពារការលើសចំណុះ ទប់ស្កាត់ការបង្កើតឧស្ម័ន ឬធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវស្ថេរភាពសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ Vinylene carbonate (VC) នៅ 1-2% គឺស្ទើរតែជាសកលសម្រាប់ការកែលម្អគុណភាព SEI នៅលើ graphite anodes ។ Fluoroethylene carbonate (FEC) ដំណើរការបានល្អប្រសើរសម្រាប់ anodes ដែលមានផ្ទុកស៊ីលីកុន។ សមាសធាតុទាំងនេះកាត់បន្ថយជាអាទិភាពក្នុងអំឡុងពេលវដ្តនៃការសាកថ្មដំបូង បង្កើតជាស្រទាប់ការពារនៅលើ anode ដែលមានចរន្តអ៊ីយ៉ុង ប៉ុន្តែមានអ៊ីសូឡង់អេឡិចត្រូនិច។
សារធាតុបន្ថែមការពារលើសដូចជា biphenyl ឬ cyclohexylbenzene ចាប់ផ្តើម polymerizing នៅជុំវិញ 4.5V បង្កើត shunt ខាងក្នុងដែលការពារវ៉ុលពីការឡើងបន្ថែមទៀត។ នេះផ្តល់ឱ្យអ្នកនូវការការពារមួយចំនួនប្រសិនបើ BMS បរាជ័យ ទោះបីជាការពឹងផ្អែកលើវាមិនមែនជាការអនុវត្តល្អបំផុតនៃការរចនានោះទេ។
ការបង្កើតចំណុចប្រទាក់អេឡិចត្រូលីតរឹង
SEI គឺប្រហែលជាយល់បានតិចតួចបំផុត ប៉ុន្តែទិដ្ឋភាពសំខាន់បំផុតនៃប្រតិបត្តិការថ្មលីចូមអ៊ីយ៉ុង។ ក្នុងអំឡុងពេលនៃការសាកថ្មពីរបីដំបូង សមាសធាតុអេឡិចត្រូលីតមានប្រតិកម្មជាមួយនឹងផ្ទៃ anode បង្កើតជាស្រទាប់ passivation ។ ស្រទាប់នេះគឺមានសារៈសំខាន់: វាត្រូវតែមានចរន្តអ៊ីយ៉ុង (ដើម្បីអនុញ្ញាតឱ្យអ៊ីយ៉ុងលីចូមឆ្លងកាត់) ប៉ុន្តែមានអ៊ីសូឡង់អេឡិចត្រូនិច (ដើម្បីការពារការរលាយអេឡិចត្រូលីតបន្ថែមទៀត) ។ សមាសភាព SEI មានភាពរញ៉េរញ៉ៃ-អំបិលលីចូម សារធាតុសរីរាង្គ និងប៉ូលីម័ររាប់សិបដែលលាយបញ្ចូលគ្នាក្នុងស្រទាប់ក្រាស់ 10-100 nm ។
ការបង្កើត SEI ដ៏ល្អគឺជាភាពខុសគ្នារវាងក្រឡាដែលធ្វើវដ្ត 500 ដង និងមួយដែលវិលជុំ 3,000 ដង។ បញ្ហាគឺថា SEI មិនឋិតិវន្ត។ វាប្រេះកំឡុងពេលផ្លាស់ប្តូរបរិមាណនៅក្នុង anode លាតត្រដាងលើផ្ទៃស្រស់ដែលប្រើប្រាស់អេឡិចត្រូលីត និងលីចូមកាន់តែច្រើនដើម្បីជួសជុលការខូចខាត។ នេះជាមូលហេតុដែលសមត្ថភាពថយចុះជាងការជិះកង់សូម្បីតែនៅពេលដែលអ្នកកំពុងមានភាពទន់ភ្លន់ជាមួយនឹងក្រឡា។
ការបង្កើតកង់គឺជាជំហានផលិតដ៏សំខាន់។ កោសិកាឆ្លងកាត់ការសាកថ្មយឺតមួយ ឬច្រើន-វដ្តនៃការបញ្ចោញនៅសីតុណ្ហភាពដែលបានគ្រប់គ្រង ដើម្បីបង្កើត SEI ដំបូង។ ពិធីការបង្កើតមានកម្មសិទ្ធិ ប៉ុន្តែធម្មតា-អត្រាការបញ្ចូលថ្មក្នុងវដ្តដំបូងគឺ C/20 ទៅ C/10 ហើយដំណើរការអាចចំណាយពេល 24-48 ម៉ោង។ អ្នកផលិតបង្កើនប្រសិទ្ធភាពដែនកំណត់វ៉ុលនៃការបង្កើត សីតុណ្ហភាព រយៈពេលសម្រាក និងលំនាំជិះកង់ ដើម្បីបង្កើត SEI ដែលមានស្ថេរភាពបំផុតដែលអាចធ្វើទៅបាន។ ការទទួលខុសនេះធ្វើឱ្យអ្នកធ្វើដំណើរជីវិត។
ភាពចាស់នៃប្រតិទិន-ការបាត់បង់សមត្ថភាពសូម្បីតែនៅពេលដែលក្រឡាកំពុងអង្គុយនៅទីនោះ-ភាគច្រើនក៏ជាបាតុភូត SEI ផងដែរ។ SEI បន្តរីកចម្រើនយឺតៗនៅសៀគ្វីបើកចំហ ដោយប្រើប្រាស់លីចូមដែលអាចស៊ីកង់បាន។ ការផ្ទុកនៅស្ថានភាពនៃបន្ទុកខ្ពស់ និងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់បង្កើនល្បឿននេះ។ ក្រឡាដែលរក្សាទុកនៅ 100% SOC និង 60 ដឺក្រេអាចបាត់បង់សមត្ថភាព 20% ក្នុងមួយឆ្នាំ ខណៈដែលក្រឡាដូចគ្នានៅ 50% SOC និង 25 ដឺក្រេអាចបាត់បង់ 3% ។
ពិធីការសាកថ្ម និងការគ្រប់គ្រងថ្ម
កោសិកាលីចូមអ៊ីយ៉ុងមានភាពរសើបចំពោះបន្ទុកលើស ការបញ្ចេញលើសពី- និងការសាកថ្មនៅសីតុណ្ហភាពមិនសមរម្យ។ នេះហើយជាមូលហេតុដែលរាល់កញ្ចប់ថ្មច្រើន-ត្រូវការ BMS (ប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងថ្ម)។
វិធីសាស្ត្រសាកថ្មស្តង់ដារគឺចរន្ត/វ៉ុលថេរ (CC-CV)។ ក្នុងដំណាក់កាល CC អ្នករុញចរន្តចូលទៅក្នុងក្រឡាក្នុងអត្រាថេរ-ជាធម្មតា 0.5C ទៅ 1C សម្រាប់កោសិកាភាគច្រើន ទោះបីជាកោសិកាថាមពល-ខ្ពស់ខ្លះអាចគ្រប់គ្រង 3C ឬច្រើនជាងនេះក៏ដោយ។ វ៉ុលកើនឡើងនៅពេលកោសិកាសាក។ នៅពេលវ៉ុលឈានដល់ដែនកំណត់ខាងលើ (4.2V សម្រាប់គីមីវិទ្យាភាគច្រើន 3.65V សម្រាប់ LFP 4.3V ឬ 4.35V សម្រាប់ប្រភេទថាមពល NMC ខ្ពស់មួយចំនួន) អ្នកប្តូរទៅរបៀប CV ។ ចរន្តធ្លាក់ចុះនៅពេលក្រឡាជិតដល់ការសាកពេញ ដែលជាធម្មតាកាត់ផ្តាច់នៅពេលដែលចរន្តធ្លាក់ចុះក្រោម C/20 ឬ C/50។
ការសាកថ្មលឿនមានភាពស្មុគស្មាញជាង។ អត្រានៃការសាកថ្មកាន់តែខ្ពស់បង្កើនល្បឿននៃការដាក់បន្ទះលីចូមនៅលើ anode ដែលមានគ្រោះថ្នាក់-លីចូមលោហធាតុមានប្រតិកម្មខ្លាំង ហើយអាចនាំឱ្យមានការខ្លីខាងក្នុង ឬការបង្កើត dendrite ដែលជ្រាបចូលទៅក្នុងឧបករណ៍បំបែក។ ដើម្បី-សាកថ្មលឿនដោយសុវត្ថិភាព អ្នកត្រូវយល់ពីរបៀបដែលតង់ស្យុង ចរន្ត និងសីតុណ្ហភាពមានអន្តរកម្មជាមួយលក្ខខណ្ឌចាប់ផ្តើមនៃការដាក់បន្ទះលីចូម។
បញ្ហាគឺថាអ្នកមិនអាចវាស់បន្ទះលីចូមដោយផ្ទាល់នៅក្នុងក្រឡាបិទជិតបានទេ។ អ្នកត្រូវតែសន្និដ្ឋានពីសញ្ញាផ្សេងទៀត។ វិធីសាស្រ្តមួយគឺដើម្បីតាមដានសក្តានុពល anode ធៀបនឹងសេចក្តីយោងលោហៈលីចូម។ ប្រសិនបើសក្តានុពល anode ទាបជាង 0V ធៀបនឹង Li/Li⁺ នោះការប្លាកែតកំពុងកើតឡើង។ បញ្ហាគឺ កោសិកាពាណិជ្ជកម្មភាគច្រើនមិនមានអេឡិចត្រូតយោងទេ។
ការកើនឡើងសីតុណ្ហភាពអំឡុងពេលសាកថ្មលឿនក៏សំខាន់ផងដែរ។ ការសាកថ្មទូរសព្ទនៅសីតុណ្ហភាព 2C អាចនឹងឃើញសីតុណ្ហភាពខាងក្នុងរបស់វាកើនឡើង 15-20 ដឺក្រេពីលើបរិយាកាស បើទោះបីជាមានភាពត្រជាក់សកម្មក៏ដោយ។ នៅសីតុណ្ហភាពត្រជាក់ វាពិតជាមានប្រយោជន៍-កោសិកាត្រជាក់ (និយាយថា -10 ដឺក្រេ) មានសមត្ថភាពថាមពលខ្សោយខ្លាំង ប៉ុន្តែប្រសិនបើអ្នកអាចកម្តៅវាបានដោយការសាកថ្មក្នុងអត្រាមធ្យម (0.5C) នោះដំណើរការនឹងប្រសើរឡើង។ រថយន្ត EV មួយចំនួនពិតជាធ្វើបែបនេះក្នុងគោលបំណង៖ ក្នុងអាកាសធាតុត្រជាក់ ពួកគេនឹងដំណើរការជីពចរចរន្តខ្ពស់រយៈពេលខ្លី ដើម្បីកំដៅថ្ម មុនពេលអ្នកបើកបរទាមទារថាមពលខ្ពស់សម្រាប់ការបង្កើនល្បឿន។
តុល្យភាពកោសិកាគឺចាំបាច់ ពីព្រោះកោសិកាក្នុងស៊េរីមិនដែលផ្គូផ្គងឥតខ្ចោះនោះទេ។ ភាពអត់ធ្មត់ក្នុងការផលិត ភាពខុសគ្នាតិចតួចនៅក្នុង-អត្រាការហូរចេញដោយខ្លួនឯង និងជម្រាលកម្ដៅនៅទូទាំងកញ្ចប់បណ្តាលឱ្យរសាត់វ៉ុល។ ប្រសិនបើអ្នកសាកខ្សែស៊េរីដោយមិនមានតុល្យភាព កោសិកាខ្លះប៉ះនឹងដែនកំណត់វ៉ុលខាងលើមុនអ្នកដទៃ។ កោសិកាខ្លាំងត្រូវបានបញ្ចូលក្រោម កោសិកាខ្សោយត្រូវបានបញ្ចូលថាមពលលើស ហើយដំណើរការត្រូវទទួលរង។
តុល្យភាពអកម្មប្រើឧបករណ៍ទប់ទល់ដើម្បីបង្ហូរថាមពលចេញពី-កោសិកាវ៉ុលខ្ពស់ជាង។ វាសាមញ្ញ និងថោក ប៉ុន្តែខ្ជះខ្ជាយថាមពលដូចជាកំដៅ។ តុល្យភាពសកម្មប្រើ DC-ឧបករណ៍បំប្លែង DC ឬឧបករណ៍បំប្លែងថាមពលដើម្បីផ្ទេរថាមពលពីកោសិកាខ្ពស់ទៅកោសិកាទាប។ កាន់តែមានប្រសិទ្ធភាព កាន់តែស្មុគស្មាញ ថ្លៃជាង។ សម្រាប់កញ្ចប់ 400V EV តុល្យភាពអកម្មអាចខ្ជះខ្ជាយ 50-100W ជាបន្តបន្ទាប់ ដែលជាការធ្វេសប្រហែសបើប្រៀបធៀបទៅនឹងថាមពលបើកបរ ប៉ុន្តែបន្ថែមលើសម៉ោង។
ការពិចារណាលើការគ្រប់គ្រងកំដៅ
ការបង្កើតកំដៅនៅក្នុងកោសិកាលីចូមអ៊ីយ៉ុងកើតចេញពីប្រភពបីគឺ កំដៅដែលមិនអាចត្រឡប់វិញបាន (កំដៅជូលពីភាពធន់ខាងក្នុង) កំដៅបញ្ច្រាស (ការផ្លាស់ប្តូរធាតុគីមីនៃប្រតិកម្មគីមី) និងកំដៅពីប្រតិកម្មចំហៀង។ នៅអត្រា C-ទាបទៅមធ្យម កំដៅដែលអាចបញ្ច្រាសបានគ្របដណ្ដប់។ នៅអត្រា C-ខ្ពស់ កំដៅដែលមិនអាចត្រឡប់វិញបានកើតឡើង។
ពាក្យកំដៅដែលអាចបញ្ច្រាសបានគឺគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ព្រោះវាផ្លាស់ប្តូរសញ្ញាអាស្រ័យលើ SOC ។ សម្រាប់គីមីវិទ្យាលីចូមអ៊ីយ៉ុងភាគច្រើន ការសាកបង្កើតកំដៅនៅ SOC ទាប ប៉ុន្តែស្រូបយកកំដៅនៅ SOC ខ្ពស់។ ការបញ្ចេញទឹកគឺផ្ទុយពីនេះ។ ចំណុចឆ្លងកាត់គឺប្រហែល 50-60% SOC ជាធម្មតា។ នេះជាមូលហេតុដែលអ្នកអាចនឹងឃើញសីតុណ្ហភាពកោសិកាធ្លាក់ចុះក្នុងដំណាក់កាលចុងក្រោយនៃការសាកថ្ម ប្រសិនបើចរន្តទាបគ្រប់គ្រាន់។
ភាពធន់ទ្រាំខាងក្នុងប្រែប្រួលទៅតាមសីតុណ្ហភាព SOC និងភាពចាស់។ នៅ 25 ដឺក្រេ កោសិកា 18650 ថ្មីអាចមានភាពធន់នឹង DC 40-60 milliohms ។ នៅ -20 ដឺក្រេដែលអាចលោតដល់ 200-300 មីល្លីម៉ែត្រ។ នេះជាមូលហេតុដែលជួរ EV អាកាសធាតុត្រជាក់ធ្លាក់ចុះយ៉ាងខ្លាំង។ គីមីវិទ្យាមិនត្រឹមតែយឺតនៅសីតុណ្ហភាពទាបប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែការកើនឡើងនៃភាពធន់ទ្រាំខាងក្នុងមានន័យថាថាមពលរបស់ថ្មកាន់តែច្រើនត្រូវបានខ្ជះខ្ជាយដោយសារកំដៅនៅខាងក្នុងកោសិកា។
កម្រិតនៃការរត់ចេញដោយកំដៅគឺអាស្រ័យលើគីមីសាស្ត្រ។ សម្រាប់កោសិកា NMC ប្រតិកម្ម decomposition exothermic ចាប់ផ្តើមនៅជុំវិញ 180-220 ដឺក្រេ។ នៅពេលចាប់ផ្តើម សីតុណ្ហភាពអាចឡើងដល់ 10-50 ដឺក្រេក្នុងមួយវិនាទី រហូតដល់ 800 ដឺក្រេ ឬខ្ពស់ជាងនេះ។ LFP មានសុវត្ថិភាពជាង។ ការចាប់ផ្តើមរត់ចេញដោយកំដៅគឺ 270 ដឺក្រេ + ហើយសីតុណ្ហភាពអតិបរមាឈានដល់គឺទាបជាង។
ការបន្តពូជរវាងកោសិកាក្នុងកញ្ចប់មួយគឺជាគ្រោះថ្នាក់ពិតប្រាកដ។ ប្រសិនបើកោសិកាមួយចូលទៅក្នុងចរន្តកំដៅ វាធ្វើឱ្យអ្នកជិតខាងរបស់វាមានកំដៅ។ ថាតើកោសិកាជិតខាងក៏រត់ទៅឆ្ងាយដែរ អាស្រ័យលើសមត្ថភាពត្រជាក់ គម្លាតកោសិកា និងអ៊ីសូឡង់។ ការធ្វើតេស្តបន្តពូជ UL 9540A ក្លែងធ្វើវាដោយបង្ខំកោសិកាមួយចូលទៅក្នុងការរត់ចេញដោយកម្ដៅ និងត្រួតពិនិត្យថាតើកោសិកាដែលនៅជាប់គ្នាធ្វើតាមឬអត់។ ការរចនាកញ្ចប់ល្អមានការបរាជ័យក្នុងក្រឡាមួយ ឬភាគច្រើនជាម៉ូឌុលតូច។
យុទ្ធសាស្ត្រត្រជាក់ខុសគ្នា។ ការធ្វើឱ្យត្រជាក់តាមខ្យល់គឺសាមញ្ញបំផុត-ផ្លុំខ្យល់លើក្រឡា ឬកញ្ចប់។ ដំណើរការល្អសម្រាប់កម្មវិធីដង់ស៊ីតេថាមពលទាបដូចជា PHEVs ឬប្រព័ន្ធផ្ទុកថាមពល។ ការធ្វើឱ្យត្រជាក់រាវគឺចាំបាច់សម្រាប់-រថយន្ត EV ដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់។ ការរចនាភាគច្រើនប្រើទឹក 50:50-ល្បាយ glycol នៅ 10-25 លីត្រក្នុងមួយនាទីតាមរយៈចានត្រជាក់ ឬបណ្តាញត្រជាក់។ សីតុណ្ហភាពចូលត្រូវបានគ្រប់គ្រងជាធម្មតាដល់ 20-35 ដឺក្រេ។ ជម្រាលសីតុណ្ហភាពកញ្ចប់ថ្មគួរស្ថិតនៅខាងក្រោម 5 ដឺក្រេអតិបរមាទៅនាទី ដើម្បីជៀសវាងការពន្លឿនភាពចាស់នៃកោសិកាក្តៅបំផុត។
ការរចនាពិសោធន៍មួយចំនួនប្រើការធ្វើឱ្យត្រជាក់នៃវត្ថុធាតុត្រជាក់ ការធ្វើឱ្យត្រជាក់ដោយការជ្រមុជក្នុងអង្គធាតុរាវ dielectric ឬដំណាក់កាល-ការផ្លាស់ប្តូរសម្ភារ។ ភាពត្រជាក់នៃទូទឹកកកអាចទាញកំដៅចេញបានកាន់តែច្រើន ប៉ុន្តែត្រូវការប្រព័ន្ធ AC ស្មុគស្មាញជាង។ ភាពត្រជាក់នៃការជ្រមុជមានមេគុណផ្ទេរកំដៅដ៏ល្អ (500-2,000 W/m²K ធៀបនឹង 50-150 W/m²K សម្រាប់ការត្រជាក់រាវដោយប្រយោល) ប៉ុន្តែការផ្សាភ្ជាប់និងភាពឆបគ្នានៃសារធាតុរាវគឺជាបញ្ហាប្រឈម។ PCMs ដំណើរការដោយអកម្ម ប៉ុន្តែត្រូវបដិសេធកំដៅដែលបានរក្សាទុកជាយថាហេតុ ដូច្នេះពួកវាភាគច្រើនជួយជាមួយនឹងភាពត្រជាក់បណ្តោះអាសន្នក្នុងអំឡុងពេលសាកថ្មលឿន ឬការបង្កើនល្បឿនរឹង។
មុខងារអន់ថយនិងរបៀបបរាជ័យ
ការបន្ថយសមត្ថភាព និងការលូតលាស់នៃឧបសគ្គ គឺជាយន្តការសំខាន់ពីរ។ ពួកវាត្រូវបានបង្កឡើងដោយដំណើរការរាងកាយ និងគីមីផ្សេងៗគ្នាជាច្រើនដែលកើតឡើងក្នុងពេលដំណាលគ្នា។
នៅផ្នែកខាង anode កំណើន SEI ប្រើប្រាស់លីចូម និងអេឡិចត្រូលីតដែលអាចស៊ីកង់បាន បង្កើនភាពធន់។ ការបន្ទោរបង់ក្រាហ្វិចអាចកើតមានឡើង ប្រសិនបើក្រឡាត្រូវបានគិតថ្លៃនៅសីតុណ្ហភាពទាប-បន្ទះលីចូមលើផ្ទៃក្រាហ្វិច ជំនួសឱ្យការលាយបញ្ចូលគ្នា ហើយនៅពេលដែលវាធ្វើអន្តរកាលជាយថាហេតុ វានឹងធ្វើឱ្យបំបែករចនាសម្ព័ន្ធក្រាហ្វិច។ នេះច្រើនតែមិនអាចត្រឡប់វិញបាន។ ការរលួយ Binder នៅសីតុណ្ហភាពកើនឡើងបណ្តាលឱ្យបាត់បង់ទំនាក់ទំនងអគ្គិសនីរវាងភាគល្អិត។
ការរិចរិល Cathode រួមមានការរំលាយលោហៈធាតុអន្តរកាល (ជាពិសេសម៉ង់ហ្គាណែសនៅក្នុង LMO ឬម៉ង់ហ្គាណែស-ដែលមាន NMC) ការផ្លាស់ប្តូររចនាសម្ព័ន្ធពីការបញ្ចូល/ស្រង់លីចូមម្តងហើយម្តងទៀត និងការកសាងផ្ទៃឡើងវិញក្នុងកម្រិតខ្ពស់-នីកែល cathodes ។ លោហធាតុផ្លាស់ប្តូរដែលបានរំលាយធ្វើចំណាកស្រុកទៅ anode ដែលពួកគេជំរុញកំណើន SEI ដូច្នេះការបំផ្លាញ cathode ដោយប្រយោលបង្កើនល្បឿនការរិចរិល anode ។
ការរលាយអេឡិចត្រូលីត្រ និងការបង្កើតឧស្ម័ន គឺជាបញ្ហាធំជាងនៅតង់ស្យុងខ្ពស់ និងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ ឧស្ម័នទូទៅរួមមាន CO₂ CO និងអ៊ីដ្រូកាបូនផ្សេងៗពីការរលួយកាបូន។ នៅក្នុងកោសិកាថង់ អ្នកនឹងឃើញថង់ហើមយ៉ាងជាក់ស្តែង។ នៅក្នុងកោសិការាងស៊ីឡាំង ឬ prismatic ជាមួយនឹងករណីរឹង សម្ពាធកើនឡើងរហូតដល់រន្ធសុវត្ថិភាពបើក (ជាធម្មតានៅ 10-15 bar)។
ការបាត់បង់សារពើភ័ណ្ឌលីចូមគឺជាយន្តការដ៏សំខាន់មួយ។ រាល់ពេលដែល SEI រីកធំឡើង ឬបន្ទះលីចូមមិនអាចត្រឡប់វិញបាននៅលើ anode នោះ លីចូមមួយចំនួនត្រូវបានយកចេញពីអាងនៃលីចូមដែលអាចបង្វិលបាន។ នៅទីបំផុតអ្នកអស់ហើយសមត្ថភាពធ្លាក់ចុះ។
ការបរាជ័យភ្លាមៗអាចកើតឡើងពីខោខ្លីខាងក្នុង។ ខោខ្លីភាគច្រើនចាប់ផ្តើមតូច-ភាគល្អិតលោហធាតុតូចមួយវាយបំបែកឧបករណ៍បំបែក ឬដុំដែកលីចូម ដេនទ្រីត ដុះកាត់។ ខ្លីបង្កើតចំណុចក្តៅ ដែលបង្កើនល្បឿនការរិចរិលក្នុងមូលដ្ឋាន ដែលធ្វើឲ្យរយៈពេលខ្លីកាន់តែអាក្រក់ ហើយអ្នកទទួលបានរង្វិលជុំមតិវិជ្ជមាន។ ពេលខ្លះកោសិកាដោយខ្លួនឯង-ជាសះស្បើយ ប្រសិនបើរយៈពេលខ្លីរលាយដោយខ្លួនវាបើក។ ពេលផ្សេងទៀតវាដំណើរការទៅឆ្ងាយ។
ការធ្វើតេស្តការជ្រៀតចូលនៃក្រចក (ការបង្ខំដែកគោលតាមរយៈកោសិកាដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់) គឺជាការធ្វើតេស្តបំពានស្តង់ដារមួយ។ កោសិកា LFP ជាធម្មតាមិនចូលទៅក្នុងកំដៅចេញពីការជ្រៀតចូលនៃក្រចកនោះទេ។ កោសិកា NMC ច្រើនតែធ្វើ ទោះបីជាការរចនាដែលមានឧបករណ៍បំបែកល្អជាង និងថាមពលជាក់លាក់ទាបអាចឆ្លងកាត់ពេលខ្លះក៏ដោយ។
រូបភាពទី 5 ការរក្សាសមត្ថភាពរបស់ឡូត៍ធៀបនឹងលេខវដ្តសម្រាប់គីមីវិទ្យាជាច្រើននៅក្រោមលក្ខខណ្ឌនៃការជិះកង់កម្រិតមធ្យម (1C charge/discharge, 25 degree, 100% DOD)។
ស្ថានភាពនៃបន្ទុក និងការប៉ាន់ស្មានស្ថានភាពសុខភាព
អ្នកមិនអាចវាស់ដោយផ្ទាល់ថាតើថាមពលមានប៉ុន្មាននៅក្នុងកោសិកាលីចូមអ៊ីយ៉ុងនោះទេ។ អ្នកត្រូវប៉ាន់ស្មានវាពីការវាស់វែងផ្សេងទៀត៖ វ៉ុល ចរន្ត និងសីតុណ្ហភាព។
វិធីសាស្ត្រប៉ាន់ស្មាន SOC សាមញ្ញបំផុតគឺផ្អែកលើវ៉ុល-។ គីមីវិទ្យានីមួយៗមានលក្ខណៈបើកចំហរ-វ៉ុលសៀគ្វីធៀបនឹងខ្សែកោង SOC ។ វាស់វ៉ុលបន្ទាប់ពីក្រឡាបានសម្រាកមួយរយៈ (ដើម្បីឱ្យវ៉ុលបណ្តោះអាសន្នធ្លាក់ចុះពីការសាយភាយធន់ទ្រាំខាងក្នុង) រកមើលវានៅលើខ្សែកោង OCV ហើយអ្នកស្គាល់ SOC ។ បញ្ហាគឺ អ្នកកម្រមានពេលវេលាសម្រាប់ក្រឡាដើម្បីសម្រាកនៅក្នុងកម្មវិធីពិត។
ការរាប់ Coulomb គឺជាវិធីសាស្រ្តស្តង់ដារ។ អ្នករួមបញ្ចូលចរន្តតាមពេលវេលា ដើម្បីតាមដានការគិតថ្លៃចូល និងចេញ។ ប្រសិនបើអ្នកចាប់ផ្តើម SOC ដែលគេស្គាល់ អ្នកអាចគណនា SOC ថ្មីនៅពេលណាក៏បាន។ ភាពត្រឹមត្រូវអាស្រ័យលើឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាបច្ចុប្បន្នរបស់អ្នក (± 0.5% គឺធម្មតា) និងដឹងពីសមត្ថភាពពិត។ កំហុសកើតឡើងជាបន្តបន្ទាប់ ដូច្នេះអ្នកត្រូវកំណត់ឡើងវិញជាទៀងទាត់ដោយធ្វើការសាកពេញ ឬវដ្តនៃការបញ្ចោញ។
គំរូ-វិធីសាស្ត្រផ្អែកលើប្រើគំរូសៀគ្វីសមមូល ឬគំរូអេឡិចត្រូគីមីនៃក្រឡា។ អ្នកវាស់វ៉ុលស្ថានីយ និងចរន្ត ដំណើរការពួកវាតាមគំរូរបស់អ្នក ហើយទាញយកស្ថានភាពខាងក្នុង រួមទាំង SOC ផងដែរ។ តម្រង Kalman បន្ថែម ឬអ្នកសង្កេតការណ៍រដ្ឋស្រដៀងគ្នាគឺជារឿងធម្មតា។ វិធីសាស្រ្តទាំងនេះអាចមានភាពត្រឹមត្រូវខ្លាំង (កំហុស± 2% SOC) ប៉ុន្តែត្រូវការគំរូល្អ និងធនធានគណនាសំខាន់ៗ។
ការប៉ាន់ប្រមាណ SOH គឺពិបាកជាង ដោយសារអ្នកកំពុងព្យាយាមកំណត់បរិមាណការរិចរិល ដែលយឺត និងបន្តិចម្តងៗ។ ការថយចុះនៃសមត្ថភាព និងការកើនឡើងនៃឧបសគ្គ មិនចាំបាច់ទាក់ទងគ្នាជាជួរជាមួយគ្នា ឬជាមួយចំនួនវដ្តទេ។ ក្រឡាដែលលឿន-សាកថ្មច្រើនអាចមានការទប់ទល់បានខ្ពស់ ប៉ុន្តែមានតែសមត្ថភាពមធ្យមប៉ុណ្ណោះ។ ក្រឡាដែលត្រូវបានរក្សាទុកនៅ SOC/temperature ខ្ពស់អាចមានសមត្ថភាពថយចុះគួរឱ្យកត់សម្គាល់ ប៉ុន្តែកំណើន impedance ទាប។
ការអនុវត្តក្នុងឧស្សាហកម្មគឺដើម្បីកំណត់ SOH ដោយផ្អែកលើសមត្ថភាព៖ ក្រឡាមួយនៅ 80% នៃសមត្ថភាពដើមរបស់វាគឺនៅ 80% SOH ហើយជារឿយៗវាត្រូវបានគេចាត់ទុកថាជាការបញ្ចប់-នៃ-ជីវិតសម្រាប់កម្មវិធី EV ។ ក្រឡានៅតែដំណើរការ ប៉ុន្តែជួរបានធ្លាក់ចុះ 20%។ សម្រាប់កម្មវិធីផ្ទុកថាមពល កោសិកាអាចនឹងត្រូវបានប្រើចុះដល់ 60-70% SOH ។
BMSs មួយចំនួនធ្វើការត្រួតពិនិត្យសមត្ថភាពតាមកាលកំណត់-បញ្ចេញថាមពលថ្មពេញក្នុងអត្រាទាប និងវាស់បរិមាណថាមពលដែលចេញមក។ នេះគឺត្រឹមត្រូវ ប៉ុន្តែមិនអាចប្រើបាន (ថ្មមិនអាចប្រើបានក្នុងអំឡុងពេលធ្វើតេស្ត) ហើយត្រូវចំណាយពេលរាប់ម៉ោង។ វិធីសាស្រ្តផ្សេងទៀតព្យាយាមប៉ាន់ប្រមាណសមត្ថភាពដោយប្រយោលពីខ្សែកោងវ៉ុល ការវាស់វែង impedance ឬប្រសិទ្ធភាព coulombic ។
ភាពធន់ខាងក្នុងអាចត្រូវបានវាស់ដោយការអនុវត្តជីពចរបច្ចុប្បន្ន និងការវាស់ស្ទង់ការឆ្លើយតបវ៉ុល ឬដោយការចាក់សញ្ញា AC តូចមួយនៅប្រេកង់ផ្សេងៗ (វិសាលគមអេឡិចត្រូគីមី impedance spectroscopy) ។ EIS ផ្តល់ព័ត៌មានបន្ថែម ប៉ុន្តែទាមទារផ្នែករឹងពិសេសដែលកម្រមានវត្តមាននៅក្នុង BMSs ពាណិជ្ជកម្ម។
ទីពីរ-កម្មវិធីជីវិត និងការកែច្នៃឡើងវិញ
នៅពេលដែលថ្ម EV ឈានដល់ទីបញ្ចប់-នៃ-អាយុកាល (ជាធម្មតា 70-80% នៃសមត្ថភាពដើម) វានៅតែដំណើរការយ៉ាងល្អឥតខ្ចោះសម្រាប់កម្មវិធីដែលមិនសូវត្រូវការ។ ការប្រើថ្មក្នុងជីវិតទីពីរកំពុងទទួលបានការទាញយកសម្រាប់ការផ្ទុកថាមពលនៅស្ថានី។
សេដ្ឋកិច្ចមានល្បិច។ អ្នកត្រូវតែសាកល្បងកញ្ចប់ដែលចូលនិវត្តន៍ ដែលអាចផលិតវាឡើងវិញ (ជំនួស BMS ប្រព័ន្ធត្រជាក់ ឬម៉ូឌុលដែលខូច) បញ្ជាក់វាសម្រាប់កម្មវិធីថ្មី និងផ្តល់ការធានា។ ទាំងអស់នេះត្រូវចំណាយប្រាក់។ សម្រាប់ជីវិតទីពីរ-ដើម្បីឱ្យយល់បាន កញ្ចប់ដែលបានកែលម្អត្រូវចំណាយតិចជាងកញ្ចប់ថ្មីដែលត្រូវបានរចនាឡើងសម្រាប់កម្មវិធីស្ថានី។ ការចំណាយត្រូវបានបំបែកបើទោះបីជាការជួសជុលដំណើរការតិចជាង 40-50% នៃតម្លៃកញ្ចប់ថ្មី អាស្រ័យលើការវិភាគរបស់អ្នកដែលអ្នកជឿ។
ការធ្វើតេស្តកោសិកាដែលចូលនិវត្តន៍មិនមែនជា-រឿងតូចតាចទេ។ ម៉ូឌុលមួយអាចមានក្រឡារាប់រយនៅក្នុងស៊េរី-ប៉ារ៉ាឡែល។ អ្នកមិនងាយស្រួលសាកល្បងពួកវាជាលក្ខណៈបុគ្គលទេ។ អ្នកអាចសាកល្បងម៉ូឌុលជាឯកតា ប៉ុន្តែក្រឡាអាក្រក់មួយអាចបិទបាំងដោយខ្លួនវាផ្ទាល់។ របៀប degradation ខ្លះពិបាករកឃើញដោយមិនចាំបាច់ធ្វើតេស្តបំផ្លិចបំផ្លាញ។ ក៏មានសំណួរទំនួលខុសត្រូវផងដែរ៖ ប្រសិនបើថ្មមួយវិនាទី-ឆេះ តើអ្នកណាជាអ្នកទទួលខុសត្រូវ?
ការកែច្នៃឡើងវិញគឺជាចុងបញ្ចប់-នៃ-ផ្លូវជីវិត។ ការកែច្នៃខ្នាតធំ-បច្ចុប្បន្នប្រើ pyrometallurgy (ការរលាយ) ឬ hydrometallurgy (ការបន្សាបជាតិគីមី)។ Pyrometallurgy មានលក្ខណៈសាមញ្ញជាង ប៉ុន្តែជ្រើសរើសតិចជាង-អ្នកទទួលបានលោហធាតុចម្រុះដែលត្រូវការការចម្រាញ់បន្ថែម។ Hydrometallurgy អាចយកលោហធាតុនីមួយៗមកវិញក្នុងភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់ ប៉ុន្តែទាមទារជំហានបន្ថែមទៀត និងបង្កើតកាកសំណល់គីមី។
សេដ្ឋកិច្ចនៃការកែច្នៃឡើងវិញពឹងផ្អែកយ៉ាងខ្លាំងទៅលើតម្លៃលោហៈ។ Cobalt មានតម្លៃ (ប្រហែល $30-40/kg ជាប្រវត្តិសាស្ត្រ ទោះបីតម្លៃប្រែប្រួលខ្លាំងក៏ដោយ) ដូច្នេះការកែច្នៃ cobalt-សម្បូរទៅដោយគីមីវិទ្យាគឺមានប្រយោជន៍ខាងសេដ្ឋកិច្ច។ នីកែលមានតម្លៃក្នុងការកែច្នៃឡើងវិញតាមមាត្រដ្ឋាន។ ម៉ង់ហ្គាណែស ដែក និងអាលុយមីញ៉ូមគឺជាលោហធាតុមានតម្លៃទាប- ដូច្នេះការកែច្នៃឡើងវិញមានអត្ថន័យជាចម្បងក្នុងការរក្សាវាឱ្យនៅឆ្ងាយពីកន្លែងចាក់សំរាម។ លីចូមគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ - វាមិនមានតម្លៃជាពិសេសក្នុងមួយគីឡូក្រាមទេប៉ុន្តែឧបសគ្គនៃការផ្គត់ផ្គង់ធ្វើឱ្យការងើបឡើងវិញមានភាពទាក់ទាញ។
ការកែច្នៃឡើងវិញដោយផ្ទាល់-ការផ្តាច់ថ្ម និងការប្រើប្រាស់ឡើងវិញនូវសារធាតុ cathode ឬ anode ដោយផ្ទាល់ដោយមិនបំបែកវាទៅជាអំបិលដែក-គឺជាតំបន់ស្រាវជ្រាវដ៏ក្តៅគគុកមួយ។ ប្រសិនបើអ្នកអាចយកម្សៅ cathode មកវិញក្នុងទម្រង់ដែលអាចប្រើបាន អ្នកនឹងសន្សំសំចៃថាមពល និងថ្លៃដើមនៃការសំយោគ cathode ។ បញ្ហាប្រឈមរួមមានការបំបែកសម្ភារៈសកម្មចេញពីអ្នកប្រមូល និងឧបករណ៍ចងបច្ចុប្បន្ន និងការដោះស្រាយការពិតថា សម្ភារៈកែច្នៃគឺជាល្បាយនៃកោសិកាពីក្រុមហ៊ុនផលិតផ្សេងៗគ្នា អាយុ និងគីមីសាស្ត្រ។
