Wysoka jakość komponentów użytych do wyprodukowania akumulatora litowo-jonowego pozwala na osiągnięcie jego większej długowieczności. Zacząć tutaj można od samej wysokiej czystości związków chemicznych używanych do produkcji ogniw, a skończyć na wysokiej jakości systemie zarządzania baterią – BMS, który zabezpiecza przed nadmiernym rozładowaniem lub przeładowaniem. Battery Guru wskazuje na główne czynniki decydujące o jakości akumulatorów litowo-jonowych.
Na jakość baterii litowo-jonowych składa się wiele czynników. Zacząć można na doborze samych ogniw, a skończyć na sposobie ich łączenia czy rodzaju użytego kontrolera BMS. Te czynniki powodują, że jedne baterie są bardziej podatne na uszkodzenia, a inne – mniej.
Niebagatelna jest także jakość montażu – Battery Guru korzysta z maszynowej selekcji ogniw, które następnie montowane są w obudowie i zabezpieczone przed wpływem drgań. Połączenia elektryczne ogniw wykonywane są w standardowy dla tego typu połączeń sposób – przez zgrzewanie – z tą różnicą, że dokładnie kontrolowane są wszystkie zgrzeiny, aby zapewnić równomierne warunki przepływu prądu i zminimalizować miejsca, w których lokalnie podwyższona będzie oporność.
Suma tych wszystkich operacji powoduje, że oferowane przez Battery Guru akumulatory są najwyższej spotykanej jakości na rynku.
Niebagatelna jest także jakość montażu – Battery Guru korzysta z maszynowej selekcji ogniw, które następnie montowane są w obudowie i zabezpieczone przed wpływem drgań. Połączenia elektryczne ogniw wykonywane są w standardowy dla tego typu połączeń sposób – przez zgrzewanie – z tą różnicą, że dokładnie kontrolowane są wszystkie zgrzeiny, aby zapewnić równomierne warunki przepływu prądu i zminimalizować miejsca, w których lokalnie podwyższona będzie oporność.
Suma tych wszystkich operacji powoduje, że oferowane przez Battery Guru akumulatory są najwyższej spotykanej jakości na rynku.
Używane przez Battery Guru komponenty baterii litowo-jonowych pochodzą od największych – sprawdzonych producentów, co gwarantuje wysoką powtarzalność produkcji oraz zapewnia, że w jednym akumulatorze znajdują się ogniwa o identycznych parametrach. Nasze układy BMS są zabezpieczone przed działaniem czynników atmosferycznych takich, jak wilgoć, a ponadto zapewniają dobre odprowadzanie ciepła, co dodatkowo zabezpiecza układ i baterię.
Patryk Grendysa, PZL Sędziszów
Typowe przyczyny uszkodzeń akumulatorów litowo-jonowych:
1. Niewłaściwe użycie elektryczne.
Niewłaściwe użycie elektryczne jest najczęstszym sposobem uszkodzenia baterii litowo-jonowych. Wiąże się to z nadmiernym poborem energii elektrycznej, jak i nadmiernym dostarczaniem jej w trakcie ładowania. Zarówno przeładowanie, jak i nadmierne rozładowanie są szkodliwe.
Przeładowanie, powiedzmy powyżej napięcia około 4,2 V (zależnego od technologii wykonania ogniwa), spowoduje nadmierny prąd płynący przez ogniwo. Wynikające z tego przetężenie prowadzi do zjawiska zwanego platerowaniem. Wysokie tempo przemieszczania się jonów litu do anody węglowej nie może być uwzględnione przez warstwy interkalacyjne anody, a lit metaliczny ma tendencję do osadzania się jako powłoka litowa na powierzchni anody. Ma to dwa szkodliwe skutki:
- Maleje liczba wolnych jonów litu, co skutkuje szybkim zmniejszaniem się pojemności elektrycznej ogniwa.
- Grubość warstwy metalicznego litu osadzającego się na elektrodach nie jest stała – lit odkłada się w przypadkowych miejscach tworząc struktury dendrytyczne, które mogą prowadzić do zwarć wewnątrz ogniwa.
Nadmierne rozładowanie/działanie podnapięciowe. Podobnie praca przy niskim poziomie napięcia również uszkadza akumulator. Wydłużona praca poniżej około 2V powoduje stopniowe niszczenie struktur elektrod.
2. Zbyt niskie napięcie / nadmierne rozładowanie
Ładowalne ogniwa litowe są narażone zarówno na zbyt niskie, jak i nadmierne napięcie. Spadek napięcia ogniwa poniżej około 2 woltów w wyniku nadmiernego rozładowania lub przechowywania przez dłuższy czas powoduje stopniowe niszczenie materiałów elektrody.
- Anody - miedziany kolektor prądu w anodzie powoli rozpuszcza się w elektrolicie, zwiększając szybkość samorozładowania. Gdy później napięcie wzrośnie powyżej 2 V, jony te mogą nie dotrzeć do kolektora prądu. Osadzają się one w postaci miedzianej powłoki metalicznej na powierzchni anody. W sposób podobny do galwanizacji w przypadku przeładowania, dendryty mogą się rozwinąć i spowodować zwarcie.
- Katody - mogą zawierać tlenek litowo-kobaltowy, tlenek litowo-manganowy i fosforan litowo-żelazowy. Przy zmianach napięcia poniżej i powyżej 2 V struktura katody stopniowo się rozpada, związki te uwalniają tlen. To znowu prowadzi do trwałej utraty pojemności.
3. Wpływ temperatury
Praca w wyższych i niższych niż pożądane temperaturach także ma negatywne skutki.
Niska temperatura niezmiennie utrudnia reakcję chemiczną. Powoduje to zwiększoną rezystancję źródła i powlekanie anody metalicznym litem.
Wysoka temperatura także jest problemem. Zachodzące w niej przyspieszone działanie chemiczne wytwarza wyższe prądy, co prowadzi do przegrzania i rozpadu warstwy międzyfazowej stałego elektrolitu (SEI). Może to prowadzić do niekontrolowanego wzrostu temperatury i zniszczenia baterii.
4. Uszkodzenia mechaniczne
Innym sposobem uszkodzenia baterii jest bezpośrednie uszkodzenie fizyczne; mocne uderzanie, rzucanie, przebijanie itp. - to proste sposoby uszkodzenia baterii.
Niewłaściwe użycie elektryczne jest najczęstszym sposobem uszkodzenia baterii litowo-jonowych. Wiąże się to z nadmiernym poborem energii elektrycznej, jak i nadmiernym dostarczaniem jej w trakcie ładowania. Zarówno przeładowanie, jak i nadmierne rozładowanie są szkodliwe.
Przeładowanie, powiedzmy powyżej napięcia około 4,2 V (zależnego od technologii wykonania ogniwa), spowoduje nadmierny prąd płynący przez ogniwo. Wynikające z tego przetężenie prowadzi do zjawiska zwanego platerowaniem. Wysokie tempo przemieszczania się jonów litu do anody węglowej nie może być uwzględnione przez warstwy interkalacyjne anody, a lit metaliczny ma tendencję do osadzania się jako powłoka litowa na powierzchni anody. Ma to dwa szkodliwe skutki:
- Maleje liczba wolnych jonów litu, co skutkuje szybkim zmniejszaniem się pojemności elektrycznej ogniwa.
- Grubość warstwy metalicznego litu osadzającego się na elektrodach nie jest stała – lit odkłada się w przypadkowych miejscach tworząc struktury dendrytyczne, które mogą prowadzić do zwarć wewnątrz ogniwa.
Nadmierne rozładowanie/działanie podnapięciowe. Podobnie praca przy niskim poziomie napięcia również uszkadza akumulator. Wydłużona praca poniżej około 2V powoduje stopniowe niszczenie struktur elektrod.
2. Zbyt niskie napięcie / nadmierne rozładowanie
Ładowalne ogniwa litowe są narażone zarówno na zbyt niskie, jak i nadmierne napięcie. Spadek napięcia ogniwa poniżej około 2 woltów w wyniku nadmiernego rozładowania lub przechowywania przez dłuższy czas powoduje stopniowe niszczenie materiałów elektrody.
- Anody - miedziany kolektor prądu w anodzie powoli rozpuszcza się w elektrolicie, zwiększając szybkość samorozładowania. Gdy później napięcie wzrośnie powyżej 2 V, jony te mogą nie dotrzeć do kolektora prądu. Osadzają się one w postaci miedzianej powłoki metalicznej na powierzchni anody. W sposób podobny do galwanizacji w przypadku przeładowania, dendryty mogą się rozwinąć i spowodować zwarcie.
- Katody - mogą zawierać tlenek litowo-kobaltowy, tlenek litowo-manganowy i fosforan litowo-żelazowy. Przy zmianach napięcia poniżej i powyżej 2 V struktura katody stopniowo się rozpada, związki te uwalniają tlen. To znowu prowadzi do trwałej utraty pojemności.
3. Wpływ temperatury
Praca w wyższych i niższych niż pożądane temperaturach także ma negatywne skutki.
Niska temperatura niezmiennie utrudnia reakcję chemiczną. Powoduje to zwiększoną rezystancję źródła i powlekanie anody metalicznym litem.
Wysoka temperatura także jest problemem. Zachodzące w niej przyspieszone działanie chemiczne wytwarza wyższe prądy, co prowadzi do przegrzania i rozpadu warstwy międzyfazowej stałego elektrolitu (SEI). Może to prowadzić do niekontrolowanego wzrostu temperatury i zniszczenia baterii.
4. Uszkodzenia mechaniczne
Innym sposobem uszkodzenia baterii jest bezpośrednie uszkodzenie fizyczne; mocne uderzanie, rzucanie, przebijanie itp. - to proste sposoby uszkodzenia baterii.
