Muda wa mzunguko ni kiasi cha chaji-mizunguko ya kutokwa kwa betri ambayo betri hupitia kabla ya kuharibika hadi kufikia kiwango fulani cha uwezo kilichobainishwa awali. Kawaida hiyo ni 80%, ingawa nimeona vipimo kila mahali-70% kwa programu zingine za gari, 85% kwa zingine. Kizingiti chenyewe ni cha kiholela na kinahusiana zaidi na hesabu za udhamini kuliko sifa yoyote ya kimsingi ya kemia ya betri.
Kwa nini betri hupungua
Safu ya SEI kwenye anodi ya grafiti huenda ndiyo njia iliyochunguzwa zaidi ya uharibifu katika betri za lithiamu-ioni. Unapochaji seli kwa mara ya kwanza, elektroliti hutengana kwenye uso wa anode na kuunda filamu hii dhabiti-hasa lithiamu carbonate, baadhi ya floridi ya lithiamu ikiwa unatumia chumvi ya LiPF6, aina mbalimbali za kikaboni. Safu hii inapaswa kuwa na utulivu baada ya mizunguko michache. Haifai. Inaendelea kukua, polepole, kula lithiamu ambayo inapaswa kuwa ya baiskeli. Nilifanya kazi kwenye mradi miaka michache nyuma nikijaribu kuleta utulivu wa SEI na viungio vya elektroliti. FEC (fluoroethilini carbonate) husaidia, VC (vinylene carbonate) husaidia zaidi. Hakuna anayetatua kabisa.
Kathodi za juu-nikeli hupasuka. NMC811, ambayo ni 80% ya nikeli, 10% manganese, 10% cobalt, hupitia mabadiliko makubwa ya sauti wakati wa baiskeli-njia zaidi ya nyimbo za zamani za NMC111 au NMC523. Chembe hizo huvunjika kihalisi. Unaweza kuiona chini ya SEM baada ya mizunguko mia chache. CATL ilibaini mwaka wa 2019 kwamba ukiunganisha{13}chembe chembe za fuwele moja badala ya mkusanyiko wa polycrystalline ambao kila mtu alikuwa akitengeneza, utaondoa sehemu kubwa ya ufa kwa sababu hakuna mipaka ya nafaka. Inaonekana dhahiri sasa lakini kupata vigezo vya usanisi kwa kiwango kikubwa kulichukua miaka. Nadhani BYD inafanya kitu sawa na betri yao ya Blade lakini haichapishi mengi juu ya usindikaji wao wa cathode.
Joto ni muhimu zaidi kuliko kitu kingine chochote, kwa uaminifu. Kwa kila ongezeko la digrii 10 unakaribia mara mbili ya kiwango cha uzee. Hii si sahihi-taratibu tofauti zina nguvu tofauti za kuwezesha{4}}lakini iko karibu vya kutosha kwa makadirio ya uhandisi. Kifurushi kinachofanya kazi kwa wastani wa digrii 35 kitadumu kwa muda mrefu zaidi ya moja kwa digrii 45 . Tesla alijifunza hili mapema na Roadster. Magari yao ya baadaye yana udhibiti mkali wa hali ya joto, yatatumia hali ya kupoeza hata yakiegeshwa ikiwa kifurushi kitapata joto sana.
Baridi ni ya ajabu. Kemia ya uharibifu hupungua, ambayo ni nzuri. Lakini unapata upinzani wa juu zaidi na ukijaribu kuchaji haraka sana utaweka lithiamu kwenye anode, ambayo ni mbaya sana. Amana za lithiamu ni upotezaji wa uwezo usioweza kutenduliwa na zikikua na kuwa dendrites unaweza kupata ufupi wa ndani. EV nyingi hazitakuruhusu DC kuchaji haraka chini ya digrii 0 kwa sababu hii.
Kina cha kutokwa
Kuna athari hii-inayojulikana ambapo kuendesha baiskeli kwa kina kunarefusha maisha. Ukitumia 40% tu ya uwezo wa betri badala ya 100%, unaweza kuongeza maisha ya mzunguko mara tatu. Labda zaidi. Mitambo haiko wazi kabisa. Mabadiliko ya kiasi kidogo katika electrodes pengine kusaidia. Kuepuka uwezekano mkubwa wa elektrodi ambapo athari za upande huharakisha hakika husaidia. Lakini hakuna mtu ambaye ameweka chini mchango halisi wa kila sababu.
Kila EV inaficha uwezo fulani kutoka kwako. Dashibodi yako inaposema 0% pengine uko katika SOC halisi ya 5%. Inaposema 100% uko kwenye 95% au labda 90%. Watengenezaji hawachapishi nambari hizi. Nilijaribu kubadilisha-uhandisi kwenye Bolt yangu ya zamani kwa kuangalia data ya BMS kupitia basi la CAN lakini majedwali ya urekebishaji yamesimbwa kwa njia fiche.
Masuala ya ratiba ya majaribio
Hakuna mtu anataka kusubiri miaka 3-4 ili kuthibitisha muundo wa betri. Kwa hivyo tunafanya majaribio ya kasi-joto la juu, viwango vya kasi vya baiskeli. Shida ni kwamba sio njia zote za uharibifu huharakisha kwa njia ile ile. Wengine wanafanya, wengine hawana. Kuongeza kasi ya joto hufanya kazi vizuri kwa michakato mingi ya kemikali. Uongezaji kasi wa viwango ni mchoro. Na kuna hali za kutofaulu ambazo huonekana tu baada ya muda mrefu wa kalenda ambao huwezi kuharakisha hata kidogo.
Mambo ya hivi majuzi ya utabiri wa ML yanavutia. Unalisha data ya mzunguko wa mapema kuwa modeli na inatabiri- uwezo wa muda mrefu kufifia. Stanford alichapisha kazi fulani juu ya hii mnamo 2019, Carnegie Mellon amefanya mambo kama hayo. Inafanya kazi kwa kushangaza kwenye seli walizozifundisha. Ujumla ndio tatizo. Badilisha muundo wa cathode au uundaji wa elektroliti na unahitaji kujizoeza ukitumia data mpya, ambayo ni aina ya kushindwa kwa madhumuni ikiwa unajaribu kutabiri maisha ya muundo mpya.
Kemia tofauti
LFP ina maisha bora ya mzunguko kuliko NMC, kipindi. Unaweza kupata mizunguko 3000-5000 kwa urahisi, wakati mwingine zaidi. Adhabu ya msongamano wa nishati ni ya kikatili ingawa-unaacha 30-40% ikilinganishwa na NMC ya nikeli ya juu. Watengenezaji wa Uchina waliamua kwamba biashara hii inaeleweka kwa EV za bei nafuu ambapo watu hawahitaji umbali wa maili 300+. BYD, CATL, kila mtu huko anafanya LFP kwa magari ya kawaida. OEM za Magharibi ni polepole kuipitisha. Tofauti ya kitamaduni au tofauti ya soko au zote mbili, sina uhakika.
Ioni ya sodiamu-inafaa kuwa na maisha ya mzunguko sawa na LFP kulingana na kile CATL na Natron wanadai, lakini imekuwa katika uzalishaji kwa muda wa mwaka mmoja tu kwa hivyo ni nani anayejua kitakachotokea baada ya miaka 5+ kwenye uwanja.
Hali thabiti-inaendelea kuahidi maisha bora ya mzunguko kwa sababu hakuna elektroliti kioevu inamaanisha miingiliano thabiti zaidi. Lakini wanaendelea kutopatikana kibiashara. QuantumScape imekuwa "miaka miwili" kwa takriban miaka sita sasa. Ukinzani wa kiolesura, kupoteza mawasiliano wakati wa kuendesha baiskeli, lithiamu dendrites katika baadhi ya miundo-matatizo haya ni magumu kuliko mtu yeyote alivyofikiria. Labda elektroliti za sulfidi zitafanya kazi vizuri zaidi kuliko oksidi. Takwimu zinazotoka Japan zinapendekeza labda.
Kalenda ya kuzeeka
Hii hupuuzwa sana lakini ni kubwa kwa magari ambayo hayaendeshwi sana. Betri yako huharibika ukikaa tu. Halijoto ya kuhifadhi na SOC zote ni muhimu. Hali mbaya zaidi ni malipo ya 100% katika halijoto ya juu-utapoteza asilimia nyingi kwa mwaka bila kufanya lolote. 40% SOC kwenye halijoto ya kawaida ni hifadhi bora zaidi lakini ni wazi kwamba haitumiki kwa gari unalotumia.
Hifadhi ya gridi ya taifa ni mnyama tofauti kabisa. Unahitaji miaka 20+ ya maisha ambayo inamaanisha 7000+ kiwango cha chini cha mizunguko, pengine 10,000+ ikiwa unafanya mizunguko mingi kila siku. Lakini unaweza kuvumilia msongamano wa chini wa nishati na una nafasi zaidi ya usimamizi wa joto. Uchumi hufanya kazi kwa njia tofauti-CAPEX ni muhimu zaidi ikilinganishwa na OPEX unapopunguza ada kwa miongo kadhaa.
Sijui vya kutosha kuhusu aina mpya za betri ili kusema muhimu sana. Lithium-sulfuri ina maisha mabaya ya mzunguko bado kwa sababu ya usafiri wa polisulfidi, ingawa baadhi ya makampuni yanadai yameitatua. Lithium-anodi za metali zilizounganishwa na elektroliti thabiti zinaweza kuwa njia ya kusonga mbele lakini tatizo la dendrite halijaisha. Na hata kama nyenzo zitafanya kazi, kuongeza utengenezaji wa kitu chochote kipya huchukua miaka 5-10 kima cha chini zaidi. Kwa hivyo chochote kitakachofuata, tumekwama na tofauti za lithiamu-ion kwa angalau muongo mwingine.
Sijui vya kutosha kuhusu aina mpya za betri ili kusema muhimu sana. Lithium-sulfuri ina maisha mabaya ya mzunguko bado kwa sababu ya usafiri wa polisulfidi, ingawa baadhi ya makampuni yanadai yameitatua. Lithium-anodi za metali zilizounganishwa na elektroliti thabiti zinaweza kuwa njia ya kusonga mbele lakini tatizo la dendrite halijaisha. Na hata kama nyenzo zitafanya kazi, kuongeza utengenezaji wa kitu chochote kipya huchukua miaka 5-10 kima cha chini zaidi. Kwa hivyo chochote kitakachofuata, tumekwama na tofauti za lithiamu-ion kwa angalau muongo mwingine.
Betri za polima za lithiamukukaa mahali fulani kati ya-unyumbufu bora zaidi wa kifungashio kuliko seli za silinda, maisha ya mzunguko kulinganishwa na ioni ya lithiamu-ukidumisha halijoto. Chaguo nzuri kwa nafasi zilizozuiliwa lakini hakuna mapinduzi.
