טעינה מהירה כללית לטעינת DC בהספק גבוה, ניתן למלא חצי שעה ב-80% מההספק, מתח טעינת DC בטעינה מהירה בדרך כלל גדול ממתח הסוללה. אז מה הם הסיכונים של טעינה מהירה של סוללת ליתיום לגבי הבעיות הטכניות של טעינה מהירה של סוללת ליתיום?
מהם הסיכונים הכרוכים בטעינה מהירה של סוללות ליתיום?
שלוש הדרכים הבסיסיות למימוש טעינה מהירה הן: שמירה על המתח קבוע והגדלת הזרם; לשמור על הזרם קבוע ולהגדיל את המתח; ולהגדיל את הזרם והמתח בו זמנית. עם זאת, כדי להבין באמת טעינה מהירה, לא רק כדי לשפר את הזרם והמתח יכול להיות, טכנולוגיית טעינה מהירה היא סט שלם של מערכות, כולל מתאם טעינה מהירה ומערכת ניהול חשמל חכמה.
טעינה מהירה לטווח ארוך משפיעה על חיי סוללות ליתיום, טעינה מהירה של סוללות ליתיום היא על חשבון חיי המחזור של הסוללה, מכיוון שהסוללה היא מכשיר שמייצר חשמל באמצעות תגובות אלקטרוכימיות, טעינה היא התרחשות של תגובה כימית הפוכה , וטעינה מהירה תהיה בכניסה מיידית של זרם גבוה לסוללה, השימוש התכוף במצב טעינה מהירה יקטין את קיבולת הפחתת הסוללה, יפחית את מספר מחזורי הטעינה והפריקה של הסוללה.
טעינה מהירה של סוללת ליתיום מביאה לשלוש השפעות: אפקט תרמי, משקעי ליתיום ואפקט מכני
1. טעינה מהירה תכופה מאיצה את הקיטוב של תא הסוללה
כאשר זרם הטעינה הרציף גדול, ריכוז היונים באלקטרודה עולה, הקיטוב עולה, ומתח מסוף הסוללה אינו יכול להתאים באופן ישיר ולינארי לכמות החשמל הנטען. יחד עם זאת, טעינת זרם גבוה, העלייה בהתנגדות הפנימית תוביל להגברת אפקט החימום של ג'ול כתוצאה מתופעות לוואי, כגון פירוק תגובת אלקטרוליטים, ייצור גז וסדרה של בעיות, גורם הסיכון גדל לפתע, ההשפעה לגבי בטיחות הסוללה, אורך החיים של הסוללות הלא מופעלות יתקצר משמעותית.
2. טעינה מהירה תכופה עלולה להוביל להתגבשות של ליבת הסוללה
טעינה מהירה של סוללת ליתיום פירושה שיוני ליתיום נפרקים במהירות ו"שוחים" אל האנודה, מה שמחייב את חומר האנודה בעל יכולת הטמעת ליתיום מהירה, בשל פוטנציאל הליתיום המוטבע ופוטנציאל המשקעים של ליתיום כמעט זהה, בטעינה המהירה או תנאי טמפרטורה נמוכים, יוני ליתיום עלולים לזרז על פני השטח של היווצרות ליתיום דנדריטי. ליתיום דנדריטי יחורר את הסרעפת ויגרום לאובדן משני, ויפחית את קיבולת הסוללה. כאשר גביש הליתיום מגיע לכמות מסוימת, הוא יגדל מהאלקטרודה השלילית לסרעפת, ויגרום לסכנה של קצר חשמלי בסוללה.
3. טעינה מהירה תכופה תקצר את חיי הסוללה
טעינה תכופה גם נוטה להאיץ את דלדול חיי הסוללה, ואף להוביל לבעיות כמו פעילות סוללה מופחתת וקיצור חיי סוללה. במיוחד לאחר הוספת טכנולוגיית הטעינה המהירה, אמנם מהירות הטעינה בשלב המוקדם מהירה מאוד, אך לא נטענה עד 100% בניתוק מהחשמל, וכתוצאה מכך טעינה מרובה, הגדלת מספר המחזורים של הסוללה, לטווח ארוך שימוש בדרך כזו יפחית את פעילות הסוללה, ובכך יאיץ את הזדקנות הסוללה.
טמפרטורה גבוהה היא הרוצח הגדול ביותר של הזדקנות סוללת הליתיום, טעינה מהירה של הספק גבוה תגרום לסוללה תוך פרק זמן קצר להתחמם, טעינה לא מהירה למרות שההספק נמוך, חום נמוך ליחידת זמן, אבל צריך זמן הפעלה ארוך יותר. כך גם חום הסוללה יצטבר עם הזמן, וההבדל בחום הנוצר בזמן הטעינה אינו מספיק כדי לגרום להבדל בקצב ההזדקנות של הסוללה.
אם נסכם את האמור לעיל, ניתן להסיק שלטעינה מהירה יש דרישות איכות גבוהות לסוללה, אובדן חיי סוללה גדול יותר ומקדם הבטיחות יקטן משמעותית, לכן השתדלו לעשות זאת כמה שפחות כשאין צורך בכך. טעינה מהירה תכופה של הסוללה תגרום לפגיעה בסוללה, אך בשל ההבדלים בצפיפות תאי הסוללה, החומרים, טמפרטורת הסביבה ומערכת ניהול הסוללה, הסוללה סובלת מדרגות שונות של פגיעה במהלך הטעינה המהירה.
זמן פרסום: 26 באוקטובר 2023