Juntament amb l'ansietat d'abast i la manca d'infraestructures de càrrega, la degradació de la bateria també és un dels principals obstacles per fer que els vehicles elèctrics siguin factibles per a les masses. Els diferents tipus de bateries de liti tenen cicles de vida diferents segons la seva química, normalment es situarien entre uns quants centenars i uns quants milers. Durant aquest cicle de càrrega a causa de l’envelliment, les bateries perden el seu origen, cosa que significa que el vehicle no donarà tanta autonomia com el seu rendiment inicial amb una sola càrrega. Aquesta mesura de pèrdua de capacitat de la bateria s’anomena degradació de la bateria. Si volem tenir un rendiment òptim de les bateries al llarg dels seus cicles de vida, hem de prendre les mesures adequades per al funcionament i l’emmagatzematge de les bateries. En aquest article, expliquem quines són les causesdegradació de la bateria en vehicles elèctrics i com es pot prevenir. També podeu llegir aquest article sobre bateries de vehicles elèctrics si voleu obtenir més informació sobre les bateries EV i com s’utilitzen en vehicles elèctrics.
Quins són els motius de la degradació de la bateria?
És difícil assenyalar un motiu particular per a la degradació de la bateria, que pot ser causat per múltiples factors. Les condicions de funcionament i emmagatzematge com la sobrecàrrega, la descàrrega profunda, la càrrega amb una velocitat de C elevada, l’emmagatzematge amb SOC complet, el funcionament i l’emmagatzematge a alta temperatura són les principals causes que afecten la salut de la bateria i condueixen a la seva degradació. Les reaccions químiques internes com el dany a l'estructura cristal·lina de l'ànode, la formació de la capa SEI i la corrosió també provoquen la degradació de la bateria.
Efecte de la sobrecàrrega i la descàrrega profunda de les bateries EV:
Si carregueu la bateria al màxim nivell i la descarregueu profundament, pot arribar a ser de llarg abast, però estressa la bateria. Durant la càrrega i descàrrega a mesura que el material de l’ànode absorbeix i allibera el material de liti, el seu volum variarà. Al llarg del ciclisme, aquestes variacions de volum debiliten l’ànode estructurat cristal·lí. Durant la descàrrega profunda de les bateries, la variació del volum serà més gran, cosa que provoca micro esquerdes a l’ànode. Això exposa les noves parts de les partícules d’ànode a electròlits, cosa que provoca la formació de SEI; al seu torn, SEI augmenta la resistència interna de la bateria i consumeix certa quantitat de liti per a la seva formació, resultant en una pèrdua irreversible de capacitat de la bateria.
La sobrecàrrega de les bateries de liti afectarà l’elèctrode negatiu de la bateria. La sobrecàrrega provoca la formació de dendrita a l’ànode i també provoca un sobtat increment de la tensió que s’associa amb l’augment de la resistència interna de la bateria. La sobrecàrrega també provoca un augment de la temperatura interna que pot provocar fugides tèrmiques i foc de la bateria.
Efecte de la temperatura sobre la bateria del vehicle elèctric:
Bàsicament, per a les bateries de ions de liti, el rang de temperatura òptim és d'entre 15 ° C i 35 ° C. Funcionar fora d’aquest còmode rang accelerarà la degradació de la bateria. A baixa temperatura, la conductivitat iònica de l’electròlit i la difusivitat dels ions liti en els elèctrodes disminuiran. Es necessita més temps per carregar les bateries a baixes temperatures a causa de la lentitud de la intercalació d’ions liti als ànodes. Això conduirà a la deposició d’ions de liti a la superfície de l’elèctrode i provocarà la degradació de la bateria.
Funcionar a alta temperatura redueix la vida útil de les bateries de ions de liti. L’alta temperatura millora la descomposició de sal conductora (hexafluorofosfat de liti) en electròlits. I també augmenta els compostos inorgànics a les capes SEI. Això augmenta la impedància interna de les bateries, cosa que augmenta encara més la temperatura interna de les bateries. Si aquesta calor no es controla, no només provoca la degradació de la bateria, sinó que també provoca la fugida tèrmica.
Un altre motiu de la degradació de la bateria és la corrosió. La presència de qualsevol rastre d'aigua en la fabricació de la bateria condueix a la corrosió. LiPF6, la sal de liti més utilitzada en l'electròlit, és reactiva a l'aigua i forma àcid hidro fluoric. Aquest àcid hidro fluoric és corrosiu perquè el col·lector metàl·lic provoca la degradació de la bateria.
Com augmentar la vida útil d’una bateria EV?
El fet de fer funcionar les bateries fora de la seva àrea de funcionament segura comporta una degradació de les bateries. Tot i que les bateries estan equipades amb un sistema de gestió de bateries (BMS), hem de tenir la cura adequada de les bateries per a una llarga vida útil i un rendiment òptim del vehicle elèctric.
Eviteu la càrrega completa i la descàrrega profunda: per a una llarga vida útil i un rendiment òptim de càrrega i descàrrega de la bateria entre un 80% i un 20% de SOC. A la bateria, BMS no permetrà carregar la bateria al 100% ni descarregar-la al 0%. sempre hi haurà un 10% de memòria intermèdia.
Eviteu la càrrega ràpida freqüent: la càrrega ràpida comporta un augment de la temperatura de la bateria, cosa que provoca una degradació de la bateria. Per a una major durada de la bateria, eviteu la càrrega ràpida quan no sigui necessari.
No emmagatzemeu les bateries en estat 100% SOC ni en estat descarregat: sempre és preferible guardar-les en estat semi carregat. mentre deixeu el vehicle durant molt de temps, carregueu-lo al 50% o descarregueu-lo al 50%.
Mantingueu la bateria a una temperatura òptima: Mai no estacioneu el vehicle elèctric a la llum solar directa durant períodes més llargs quan la temperatura sigui alta. Sempre és preferible aparcar les piles a l’ombra quan la temperatura és superior a 30 0 C