NCMリチウムバッテリーのサプライヤーとして、私はこれらの大国に異なる充電アルゴリズムがどのように大きな影響を与えるかを直接目撃しました。 NCMリチウムバッテリーは、スマートフォンから電気自動車まで、最近どこにでもあります。彼らは高エネルギー密度、長いサイクル寿命、比較的良い安全性能を提供するため、非常に人気があります。しかし、私たちが彼らに請求する方法は、彼らのパフォーマンスと寿命を本当に壊したり壊したりすることができます。
最も基本的な充電アルゴリズム：定電流 - 定数電圧（CC -CV）から始めましょう。これは、古い学校のようなものです。 CCフェーズでは、一定電流をバッテリーに送り込みます。それは安定した速度でバケツを水で満たすようなものです。バッテリーは充電を迅速に吸収できるため、これは最初は素晴らしいです。しかし、バッテリーがいっぱいになると、CVフェーズに切り替えます。ここでは、電圧を一定に保ち、電流が徐々に減少します。バケツがこぼれを避けるために縁に近づくと、水の流れを遅くするようなものです。
CC -CVアルゴリズムはシンプルで簡単に実装できます。そのため、非常に一般的です。しかし、それには欠点があります。 CC相の充電電流が高すぎる場合、NCMバッテリーのアノードにリチウムメッキを引き起こす可能性があります。リチウムメッキは悪いニュースです。バッテリーの容量を時間の経過とともに減らし、バッテリー内の短い回路を作成できるため、安全リスクを引き起こすことさえあります。一方、充電電流が低すぎる場合、充電プロセスは永遠に時間がかかります。これは、特に道路に戻るために常に急いでいる電気自動車の所有者にとっては大きな不便です。
人気を得ているもう1つの充電アルゴリズムは、マルチステージ定数（MCC）アルゴリズムです。 MCCアルゴリズムは、一定の電圧位相が続く1つの定電位相のみではなく、複数の定電流レベルを使用します。バッテリーを特定のレベルにすばやく充電するために、比較的高い電流から始めて、段階的に電流を徐々に減少させます。このアプローチは、CC -CVメソッドよりも少し洗練されています。
MCCアルゴリズムの利点は、バッテリーの充電状態によりよく適応できることです。適切なタイミングで電流を減らすことにより、リチウムメッキをある程度避けることができます。また、非常に保守的なCC -CVアプローチと比較して、全体的な充電時間を速くすることができます。ただし、MCCアルゴリズムを実装するには、より複雑なバッテリー管理システム（BMS）が必要です。これらのBMSは、バッテリーの充電状態、温度、その他のパラメーターを正確に監視して、異なる電流レベルをいつ切り替えるかを判断する必要があります。
次に、パルス充電アルゴリズムがあります。これは少し異なります。電流の連続的な流れの代わりに、バッテリーに高電流電荷の短いパルスを送り、その後に休息期間を送ります。バッテリーに一連のクイックエネルギーを高め、息を吸わせるようなものです。
パルス充電には潜在的な利点があります。残りの期間により、バッテリー内のイオンはより均等に再分配できます。これにより、バッテリーの性能が向上し、リチウムメッキのリスクが軽減されます。また、時間の経過とともに電極上に形成される可能性のある不動態化層を分解するのにも役立ちます。しかし、パルス充電アルゴリズムはまだ比較的新しいものであり、いくつかの課題があります。パルス幅、周波数、振幅などの適切なパルスパラメーターを取得することが重要です。これらのパラメーターが正しく設定されていない場合、バッテリーが効率的に充電されないか、損傷することさえあります。
それでは、これらの異なる充電アルゴリズムがNCMリチウム電池の寿命にどのように影響するかについて話しましょう。バッテリーの寿命は、通常、容量が特定のレベルに低下する前に通過する可能性のある充電数の観点から測定されます。たとえば、元の容量の80％などです。
CC -CVアルゴリズムは、適切に最適化されていない場合、寿命が短くなる可能性があります。先に述べたように、高充電電流によって引き起こされるリチウムメッキは、時間の経過とともにバッテリーを分解する可能性があります。また、CV相中の高電圧応力により、バッテリーの電解質が分解され、バッテリーの容量と性能がさらに低下します。
MCCアルゴリズムは、よく実装されている場合、バッテリーの寿命を延長できます。バッテリーの充電状態に応じて充電電流を調整することにより、バッテリーのストレスを減らし、リチウムメッキと電解質分解の形成を最小限に抑えることができます。
パルス充電には、バッテリーの寿命を延ばす可能性もあります。パルス充電の残りの期間は、バッテリーに回復する機会を与え、劣化プロセスを遅くすることができます。しかし、これは、パルスパラメーターを正しく取得することに依存します。
寿命に加えて、充電アルゴリズムはNCMリチウム電池の安全性にも影響します。前にも言ったように、リチウムメッキは大きな安全上の懸念です。内部の短い回路につながる可能性があり、バッテリーが過熱したり、火をつけたり、爆発させたりする可能性があります。 CC -CVアルゴリズムは、高電流充電の可能性を秘めているため、これらの安全リスクを回避するために慎重に制御する必要があります。 MCCとパルス充電アルゴリズムは、よりインテリジェントな充電戦略を備えたもので、リチウムメッキのリスクを減らし、バッテリーの全体的な安全性を改善する可能性があります。
高品質のNCMリチウムバッテリーの市場にいる場合は、他の製品にも興味があるかもしれません。さまざまなリチウム - イオンバッテリーを提供しています。四四鉄リン酸塩バッテリー、三元ポリマーリチウムバッテリー、 そしてテレコムリチウムバッテリー。これらのバッテリーにはそれぞれ独自の機能とアプリケーションがあります。
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参照
- Chen、X。、およびLin、D。（2018）。高度な充電式リチウム電池：基礎からアプリケーションまで。ジョン・ワイリー＆サンズ。
- Tarascon、JM、＆Armand、M。（2001）。充電式リチウム電池が直面している問題と課題。自然、414（6861）、359-367。
- Goodenough、JB、＆Kim、Y。（2010）。充電式Liバッテリーの課題。材料の化学、22（3）、587-603。