----千空マシンリュー
温度がバッテリーに与える影響は非常に複雑で、温度もバッテリーの寿命に大きな影響を与えます。試験環境の温度を変えると、電池寿命の劣化が早まる可能性があります。このアプローチは、実験を加速し、テスト時間を短縮する効果的な方法です。しかし、温度が電池寿命に影響を与えるメカニズムは明らかではないため、加速実験の結果を従来の実験の結果を予測するために使用することはできません。ここでは、バッテリー寿命に対する温度の影響について紹介します。
層状酸化物、LFP、その他のバッテリーシステムの容量劣化など、さまざまな温度でのバッテリーのさまざまな劣化速度については多くの紹介があります。
バッテリーの劣化に影響を与える主な要因は、温度によって異なります。低温では、リチウム金属の析出により活性リチウムが消費され、析出したリチウム金属と電解液との副反応により活性リチウムが消費され、低品質の固液界面が形成され、電池のインピーダンスが増加します。
低温リチウム析出は、-20 度でのサイクル前後のグラファイト負極の SEM 画像に示されているように、NCM111/グラファイトでは一般的な現象です。 LP40 電解液ではリチウム樹枝状結晶がはっきりと見えます
低温でリチウムが析出する現象は、電解液を変更することで軽減できます。たとえば、上の図では、M9F1 電解液中を循環している電池の負極表面には明らかな金属リチウムはありません。電池を分解して負極表面を観察するのは比較的面倒な実験です。バッテリーの充電および放電中のクーロン効率は、リチウムの析出を判断するための簡単な指標として使用できます。下の図では、リチウム析出中のバッテリーの中期クーロン効率が 100% から大きく外れています。
活性リチウムの析出によって引き起こされる副反応が激化し、この現象の検出がより複雑になります。さらに、固液界面ではすでに副反応が発生しています。析出したリチウムと電解液との反応を直接観察していない場合、最終的な副反応生成物から析出したリチウムが界面副反応を促進したと単純に判断することも、論理的に信頼性の低い推論となる。
高温において電池の劣化を引き起こす主な要因は、正極からの遷移金属の浸出と電解質の高温分解です。 LiPF6 は高温で電界が無くても分解します。これは、バッテリーのアイドル寿命とサイクル寿命の両方の減少につながります。
充電中のエネルギー損失に関する懸念に対処するため、Association of Fleet Professionals (AFP) は、ケーブル効率と充電方法に関連する可能性がある矛盾を調査しています。充電器の校正や車両テレマティクスの精度などの要因はエネルギー利用に影響を与え、車両管理の決定に影響を与えます。
さらに、高温サイクル中にアノードから金属も溶解します。これは、カソード材料構造の劣化につながるだけでなく、溶解した金属イオンがアノード表面に析出し、表面に損傷を与えることになります。アノード固液界面のマスク。正極からの金属の浸出現象は、層状酸化物系とリン酸鉄リチウム系の両方で観察されます。しかし、リン酸鉄リチウム中の鉄の浸出は、主に鉄の浸出量が少量であり、リン酸鉄リチウムの構造にほとんど影響を与えず、電池寿命にもほとんど影響を与えないため、あまり注目されていません。層状酸化物からの遷移金属の浸出は、電池に一連の問題を引き起こす可能性があります。
温度が異なるとバッテリーの主な副反応も異なるため、減衰傾向も当然異なります。これにより、異なる温度での繰り返しテストを単純に移行できなくなり、実験の加速が困難になります。しかし、バッテリーサイクル中の活性化エネルギーを減衰させることで、バッテリー劣化を引き起こす主な要因を特定できる一方で、加速された実験結果の移転可能性をこの観点から検討することができます。