Il-ħajja taċ-ċiklu hija kemm ċikli ta' ċarġ-skariku jgħaddu minnhom batterija qabel ma tiddegrada għal xi livell ta' kapaċità predefinit. Normalment dak huwa 80%, għalkemm rajt specs madwar il-post kollu - 70% għal xi applikazzjonijiet tal-karozzi, 85% għal oħrajn. Il-limitu innifsu huwa tip ta 'arbitrarju u għandu aktar x'jaqsam mal-kalkoli tal-garanzija minn kwalunkwe proprjetà fundamentali tal-kimika tal-batterija.
Għaliex il-batteriji jiddegradaw
Is-saff SEI fuq l-anodi tal-grafita huwa probabbilment l-iktar mekkaniżmu ta' degradazzjoni studjat fil-batteriji tal-litju-jone. Meta l-ewwel iċċarġja ċ-ċellula, l-elettrolit jiddekomponi fil-wiċċ tal-anodu u jifforma dan il-film solidu-l-aktar karbonat tal-litju, xi fluworidu tal-litju jekk qed tuża melħ LiPF6, speċi organiċi varji. Dan is-saff għandu jistabbilizza wara ftit ċikli. Huwa ma. Ikompli jikber, bil-mod, jiekol litju li għandu jkun iċ-ċikliżmu. Ħdimt fuq proġett ftit snin lura li pprova nistabbilizza SEI b'addittivi tal-elettroliti. FEC (fluoroethylene carbonate) jgħin, VC (vinylene carbonate) jgħin aktar. L-ebda wieħed ma jsolviha kompletament.
Katodi tan-nikil-għoli jqassmu. NMC811, li huwa 80% nikil, 10% manganiż, 10% kobalt, jgħaddi minn bidliet massivi fil-volum waqt iċ-ċikl-mod aktar mill-kompożizzjonijiet NMC111 jew NMC523 eqdem. Il-partiċelli litteralment jinqasmu. Tista 'taraha taħt SEM wara ftit mijiet ta' ċikli. CATL dehret madwar l-2019 li jekk tisintetizza partiċelli ta'-kristall singolu minflok l-aggregati polikristallini li kulħadd kien qed jagħmel, telimina l-biċċa l-kbira tal-qsim minħabba li m'hemmx konfini tal-qamħ. Ħsejjes ovvji issa iżda li nkisbu l-parametri ta 'sinteżi dritt fuq skala ħadet snin. Naħseb li BYD qed tagħmel xi ħaġa simili bil-batterija Blade tagħhom iżda ma jippubblikawx ħafna dwar l-ipproċessar tal-katodu tagħhom.
It-temperatura tgħodd aktar minn kull ħaġa oħra, onestament. Għal kull żieda ta '10 gradi inti bejn wieħed u ieħor id-doppju tar-rata ta' tixjiħ. Dan mhux eżatt-mekkaniżmi differenti għandhom enerġiji ta' attivazzjoni differenti-imma huwa qrib biżżejjed għall-istimi tal-inġinerija. Pakkett li jaħdem f'medja ta '35 grad se jdum aktar minn wieħed f'45 grad. Tesla tgħallmu dan kmieni bir-Roadster. Karozzi ta 'wara tagħhom għandhom ġestjoni termali pjuttost aggressiva, huma ser jaħdmu tkessiħ anke meta pparkjati jekk il-pakkett isir sħun wisq.
Il-kesħa hija stramba. Il-kimika tad-degradazzjoni tonqos, li hija tajba. Imma jkollok reżistenza ferm ogħla u jekk tipprova tiċċarġja malajr wisq tkun pjanċa tal-litju fuq l-anodu, li hija ħażina ħafna. Id-depożiti tal-litju huma telf ta 'kapaċità irriversibbli u jekk jikbru f'dendriti tista' tikseb qasir intern. Il-biċċa l-kbira tal-EVs ma jħallukx ħlas mgħaġġel DC taħt 0 grad għal din ir-raġuni.
Fond ta' skariku
Hemm dan l-effett-magħruf fejn iċ-ċikliżmu baxx jestendi l-ħajja. Jekk tuża biss 40% tal-kapaċità tal-batterija minflok 100%, tista' tittriplika l-ħajja taċ-ċiklu. Forsi aktar. Il-mekkaniżmi mhumiex totalment ċari. Bidliet iżgħar ta 'volum fl-elettrodi probabbilment jgħinu. L-evitar ta 'potenzjali ta' elettrodu estremi fejn ir-reazzjonijiet sekondarji jaċċelleraw żgur jgħin. Imma ħadd m'hu verament imsajjar il-kontribut eżatt ta' kull fattur.
Kull EV jaħbi xi kapaċità mingħandek. Meta d-dashboard tiegħek jgħid 0% inti probabilment f'5% SOC reali. Meta tgħid 100% int f'95% jew forsi 90%. Il-manifatturi ma jippubblikawx dawn in-numri. Ippruvajt nirreverse-inġinerija fuq il-Bolt il-qadim tiegħi billi nħares lejn id-dejta tal-BMS fuq CAN bus iżda t-tabelli tal-kalibrazzjoni huma kriptati.
Kwistjonijiet ta' ttestjar ta' żmien
Ħadd ma jrid jistenna 3-4 snin biex jivvalida disinn ta' batterija. Allura nagħmlu ttestjar aċċellerat-temperaturi ogħla, rati ta 'ċikliżmu aktar mgħaġġla. Il-problema hija li mhux il-mekkaniżmi ta' degradazzjoni kollha jaċċelleraw bl-istess mod. Xi wħud jagħmlu, xi wħud le. L-aċċelerazzjoni tat-temperatura taħdem pjuttost tajjeb għall-biċċa l-kbira tal-proċessi kimiċi. L-aċċelerazzjoni tar-rata hija sketchy. U hemm modi ta 'falliment li jidhru biss wara ħin kalendarju estiż li inti sempliċiment ma tistax taċċellera xejn.
L-għalf riċenti ta 'tbassir ML huwa interessanti. Int tgħaddi dejta bikrija taċ-ċiklu f'mudell u dan ibassar-fade tal-kapaċità fit-tul. Stanford ippubblikat xi xogħol dwar dan fl-2019, Carnegie Mellon għamlet affarijiet simili. Taħdem tajjeb b'mod sorprendenti fuq iċ-ċelloli li tħarrġu fuqhom. Il-ġeneralizzazzjoni hija l-problema. Ibdel il-kompożizzjoni tal-katodu jew il-formulazzjoni tal-elettroliti u għandek bżonn terġa 'tħarreġ b'dejta ġdida, liema tip ta' jegħleb l-iskop jekk qed tipprova tbassar il-ħajja ta 'disinn ġdid.
Kimiċi differenti
LFP għandu ħajja taċ-ċiklu aħjar minn NMC, perjodu. Tista' tikseb 3000-5000 ċiklu faċilment, kultant aktar. Il-penali tad-densità tal-enerġija hija brutali għalkemm-qed iċedi 30-40% meta mqabbel ma' NMC b'nikel għoli. Il-manifatturi Ċiniżi ddeċidew li dan il-kompromess jagħmel sens għal EVs irħas fejn in-nies m'għandhomx bżonn medda ta' 300+ mili. BYD, CATL, kulħadd hemm qed jagħmel LFP għal vetturi ta 'firxa standard. L-OEMs tal-Punent huma aktar bil-mod biex jadottawha. Differenza kulturali jew differenza fis-suq jew it-tnejn, m'inix ċert.
Is-sodju-jone suppost ikollu ċiklu ta' ħajja simili għal LFP ibbażat fuq dak li jsostnu CATL u Natron, iżda ilu biss fil-produzzjoni bħal sena u għalhekk min jaf x'jiġri wara 5+ snin fil-qasam.
L-istat-solidu jibqa' jipprometti ħajja taċ-ċiklu aħjar għaliex l-ebda elettrolit likwidu ma jfisser interfaces aktar stabbli. Iżda jibqgħu ma jkunux disponibbli kummerċjalment. QuantumScape ilu "sentejn bogħod" għal madwar sitt snin issa. Ir-reżistenza tal-interface, it-telf tal-kuntatt waqt iċ-ċikliżmu, id-dendriti tal-litju f'xi disinji-dawn il-problemi huma aktar diffiċli milli xi ħadd ħaseb. Forsi l-elettroliti tas-sulfid jaħdmu aħjar mill-ossidi. Id-dejta li toħroġ mill-Ġappun tissuġġerixxi forsi.
Tixjiħ tal-kalendarju
Dan jiġi injorat ħafna iżda huwa enormi għal vetturi li ma tantx jinstaqu. Il-batterija tiegħek tiddegrada biss bilqiegħda hemm. It-temperatura tal-ħażna u s-SOC huma t-tnejn importanti. L-agħar każ huwa ħlas ta' 100% f'temperatura għolja-int titlef punti perċentwali multipli fis-sena mingħajr ma tagħmel xejn. 40% SOC f'temperatura ambjentali hija ħażna ottimali iżda ovvjament mhux prattiku għal karozza li fil-fatt tuża.
Il-ħażna tal-grilja hija annimal kompletament differenti. Għandek bżonn ħajja ta' 20+ sena li tfisser minimu ta' 7000+ ċikli, probabbilment 10,000+ jekk qed tagħmel ċikli multipli kuljum. Imma tista 'tittollera densità ta' enerġija aktar baxxa u għandek aktar spazju għall-ġestjoni termali. L-ekonomija taħdem b'mod differenti-CAPEX huwa importanti aktar meta mqabbel mal-OPEX meta tkun qed tamortizza fuq għexieren ta' snin.
Ma nafx biżżejjed dwar it-tipi ġodda ta 'batteriji biex ngħid ħafna utli. Il-kubrit tal-litju-għadu ħajja ċiklu terribbli minħabba l-polysulfide shuttle, għalkemm xi kumpaniji jsostnu li solvewha. Anodi tal-metall tal-litju-imqabbla ma 'elettroliti solidi jistgħu jkunu t-triq 'il quddiem iżda l-problema tad-dendrite ma spiċċatx. U anke jekk il-materjali jaħdmu, iż-żieda fil-manifattura ta' xi ħaġa ġdida tieħu 5-10 snin minimu. Allura dak li jiġi wara, aħna mwaħħla ma 'varjazzjonijiet tal-jone tal-litju għal mill-inqas għaxar snin oħra.
Ma nafx biżżejjed dwar it-tipi ġodda ta 'batteriji biex ngħid ħafna utli. Il-kubrit tal-litju-għadu ħajja ċiklu terribbli minħabba l-polysulfide shuttle, għalkemm xi kumpaniji jsostnu li solvewha. Anodi tal-metall tal-litju-imqabbla ma 'elettroliti solidi jistgħu jkunu t-triq 'il quddiem iżda l-problema tad-dendrite ma spiċċatx. U anke jekk il-materjali jaħdmu, iż-żieda fil-manifattura ta' xi ħaġa ġdida tieħu 5-10 snin minimu. Allura dak li jiġi wara, aħna mwaħħla ma 'varjazzjonijiet tal-jone tal-litju għal mill-inqas għaxar snin oħra.
Batteriji tal-polimeru tal-litjuipoġġu x'imkien bejn-flessibilità tal-ippakkjar aħjar minn ċelloli ċilindriċi, ħajja taċ-ċiklu komparabbli mal-jone tal-litju-istandard jekk iżżomm temperaturi raġonevoli. Għażla deċenti għal spazji ristretti iżda xejn rivoluzzjonarju.
