Insieme all'ansia da autonomia e alla mancanza di infrastrutture di ricarica, il degrado della batteria è anche uno dei principali ostacoli nel rendere i veicoli elettrici fattibili per le masse. Diversi tipi di batterie al litio hanno cicli di vita diversi a seconda della loro chimica, normalmente sarebbe da poche centinaia a poche migliaia. Durante questo ciclo di carica a causa dell'invecchiamento, le batterie perdono l'originale, il che significa che il veicolo non fornirà la stessa autonomia rispetto alle sue prestazioni iniziali con una singola carica. Questa misura della perdita di capacità della batteria è chiamata degradazione della batteria. Se vogliamo ottenere le prestazioni ottimali delle batterie durante il loro ciclo di vita, dobbiamo prendere misure adeguate per il funzionamento e la conservazione delle batterie. In questo articolo parliamo delle causeil degrado della batteria nei veicoli elettrici e come può essere prevenuto. Puoi anche leggere questo articolo sulle batterie per veicoli elettrici se desideri saperne di più sulle batterie per veicoli elettrici e su come vengono utilizzate nei veicoli elettrici.
Quali sono le ragioni del degrado della batteria?
È difficile indicare un motivo particolare per il degrado della batteria, può essere causato da più fattori. Condizioni operative e di conservazione come sovraccarico, scarica profonda, carica con un tasso C elevato, conservazione con SOC completo, funzionamento e conservazione ad alta temperatura sono le cause principali che influenzano la salute della batteria e portano al degrado della batteria. Anche le reazioni chimiche interne come il danneggiamento della struttura cristallina dell'anodo, la formazione dello strato SEI e la corrosione causano il degrado della batteria.
Effetto del sovraccarico e della scarica profonda delle batterie EV:
Caricare la batteria al livello massimo e scaricarla in profondità può dare una lunga autonomia ma sollecita la batteria. Durante il caricamento e lo scaricamento, poiché il materiale dell'anodo assorbe e rilascia il materiale al litio, il suo volume varierà. Nel corso del ciclo, queste variazioni di volume indeboliscono l'anodo strutturato cristallino. Durante la scarica profonda delle batterie, la variazione di volume sarà maggiore provocando microfessurazioni sull'anodo. Questo espone le nuove parti di particelle anodiche agli elettroliti che si traduce nella formazione di SEI, a sua volta, SEI aumenta la resistenza interna della batteria e consuma una certa quantità di litio per la sua formazione con conseguente perdita irreversibile di capacità della batteria.
Il sovraccarico delle batterie al litio influirà sull'elettrodo negativo della batteria. Il sovraccarico provoca la formazione di dendrite sull'anodo e provoca anche un improvviso aumento di tensione che è associato all'aumento della resistenza interna della batteria. Il sovraccarico provoca anche un aumento della temperatura interna che può causare una fuga termica e un incendio della batteria.
Effetto della temperatura sulla batteria del veicolo elettrico:
Fondamentalmente per le batterie agli ioni di litio l'intervallo di temperatura ottimale è compreso tra 15 ° C e 35 ° C. Il funzionamento al di fuori di questa comoda gamma accelererà il degrado della batteria. A bassa temperatura la conducibilità ionica dell'elettrolita e la diffusività degli ioni di litio sugli elettrodi diminuiranno. Ci vuole più tempo per caricare le batterie a basse temperature a causa del rallentamento dell'intercalazione degli ioni di litio negli anodi. Ciò porterà alla deposizione di ioni di litio sulla superficie dell'elettrodo e causerà il degrado della batteria.
Il funzionamento ad alta temperatura riduce la durata delle batterie agli ioni di litio. La temperatura elevata aumenta la decomposizione del sale conduttivo (esafluorofosfato di litio) negli elettroliti. E aumenta anche i composti inorganici negli strati SEI. Ciò aumenta l'impedenza interna delle batterie che aumenta ulteriormente la temperatura interna delle batterie. Se tale calore viene lasciato incontrollato, non solo provoca il degrado della batteria, ma provoca anche la fuga termica.
Un altro motivo per il degrado della batteria è la corrosione. La presenza di qualsiasi traccia di acqua nella produzione della batteria porta alla corrosione. LiPF6, il sale di litio più comunemente usato nell'elettrolita, è reattivo all'acqua e forma acido fluoridrico. Questo acido fluoridrico è corrosivo per il collettore metallico e causa il degrado della batteria.
Come aumentare la durata di una batteria EV?
Il funzionamento delle batterie al di fuori della loro area operativa sicura può causare il degrado della batteria. Anche se le batterie sono dotate di un sistema di gestione della batteria (BMS), dobbiamo prenderci cura delle batterie per la lunga durata e le prestazioni ottimali del veicolo elettrico.
Evita la carica completa e la scarica profonda: per una lunga durata e prestazioni ottimali di carica e scarica della batteria tra l'80% e il 20% di SOC. Nel pacco batteria BMS non consentirà di caricare il pacco batteria al 100% e non lo scaricherà allo 0%. ci sarà sempre un buffer del 10%.
Evita la ricarica rapida frequente: la ricarica rapida porta ad un aumento della temperatura della batteria che porta ulteriormente al degrado della batteria. Per una maggiore durata della batteria evitare la ricarica rapida quando non è necessaria.
Non conservare le batterie allo stato SOC al 100% o in uno stato di scarica profonda: è sempre preferibile conservare le batterie in uno stato semi-carico. mentre si lascia il veicolo per molto tempo, caricarlo al 50% o scaricarlo al 50%.
Mantenere la batteria a una temperatura ottimale: non parcheggiare mai il veicolo elettrico alla luce diretta del sole per lunghi periodi quando la temperatura è alta. È sempre preferibile parcheggiare le batterie all'ombra quando la temperatura è superiore a 30 ° C