Junto com a ansiedade de alcance e a falta de infraestrutura de carregamento, a degradação da bateria também é um dos principais obstáculos para tornar os veículos elétricos viáveis para as massas. Diferentes tipos de baterias de lítio têm diferentes ciclos de vida dependendo de sua química, normalmente seria algo entre algumas centenas a alguns milhares. Ao longo desse ciclo de carga devido ao envelhecimento, as baterias perdem seu original, o que significa que o veículo não fornecerá tanto alcance em comparação com seu desempenho inicial com uma única carga. Esta medida de perda de capacidade da bateria é chamada de degradação da bateria. Se quisermos ter o desempenho ideal das baterias ao longo de seu ciclo de vida, precisamos tomar as medidas adequadas na operação e armazenamento das baterias. Neste artigo, vamos discutir as causasdegradação da bateria em EVs e como pode ser evitada. Você também pode ler este artigo Baterias para veículos elétricos se quiser saber mais sobre baterias EV e como elas são usadas em EVs.
Quais são as razões para a degradação da bateria?
É difícil apontar um motivo específico para a degradação da bateria; ela pode ser causada por vários fatores. As condições de operação e armazenamento como sobrecarga, descarga profunda, carregamento com uma alta taxa C, armazenamento com SOC completo, operação e armazenamento em alta temperatura são as principais causas que afetam a saúde da bateria e levam à degradação da bateria. Reações químicas internas como danos à estrutura cristalina do ânodo, formação da camada SEI e corrosão também causam degradação da bateria.
Efeito da sobrecarga e descarga profunda de baterias EV:
Carregar a bateria até seu nível máximo e descarregá-la profundamente pode resultar em longo alcance, mas sobrecarrega a bateria. Durante o carregamento e a descarga, à medida que o material do ânodo absorve e libera o material de lítio, seu volume varia. Ao longo do ciclo, essas variações de volume enfraquecem o ânodo estruturado cristalino. Durante a descarga profunda das baterias, a variação de volume será maior o que causa micro-fissuras no ânodo. Isso expõe as novas partes das partículas anódicas aos eletrólitos o que resulta na formação do SEI, por sua vez, o SEI aumenta a resistência interna da bateria e consome alguma quantidade de lítio para sua formação resultando em perda irreversível da capacidade da bateria.
A sobrecarga das baterias de lítio afetará o eletrodo negativo da bateria. A sobrecarga causa a formação de dendrito no ânodo e também causa um aumento repentino na tensão que está associado ao aumento da resistência interna da bateria. A sobrecarga também causa um aumento na temperatura interna, que pode causar fuga térmica e incêndio da bateria.
Efeito da temperatura na bateria do veículo elétrico:
Basicamente, para baterias de íon de lítio, a faixa de temperatura ideal é entre 15 ° C e 35 ° C. Operar fora desta faixa confortável irá acelerar a degradação da bateria. Em baixa temperatura, a condutividade iônica do eletrólito e a difusividade do íon-lítio nos eletrodos diminuirão. Leva mais tempo para carregar as baterias em baixas temperaturas devido à desaceleração da intercalação de íons de lítio nos ânodos. Isso levará à deposição de íons de lítio na superfície do eletrodo e causará a degradação da bateria.
Operar em alta temperatura reduz a vida útil das baterias de íon de lítio. A alta temperatura aumenta a decomposição do sal condutor (hexafluorofosfato de lítio) nos eletrólitos. E também aumenta os compostos inorgânicos nas camadas SEI. Isso aumenta a impedância interna das baterias, o que aumenta ainda mais a temperatura interna das baterias. Se esse calor não for controlado, não apenas causará a degradação da bateria, mas também causará fuga térmica.
Outra razão para a degradação da bateria é a corrosão. A presença de qualquer vestígio de água na fabricação da bateria leva à corrosão. LiPF6, o sal de lítio mais comumente usado no eletrólito, é reativo à água e forma ácido hidrofluórico. Este ácido hídrico é corrosivo para o coletor metálico, causando a degradação da bateria.
Como aumentar a vida útil de uma bateria EV?
Operar baterias fora de sua área de operação segura pode causar degradação da bateria. Mesmo que as baterias sejam equipadas com um sistema de gerenciamento de bateria (BMS), temos que cuidar adequadamente das baterias para a longa vida e o desempenho ideal do veículo elétrico.
Evite o carregamento total e o descarregamento profundo: Para uma longa vida útil e desempenho ideal de carga e descarga da bateria entre 80% a 20% SOC. Na bateria, o BMS não permite carregar a bateria a 100% e não a descarrega a 0%. sempre haverá 10% de buffer.
Evite o carregamento rápido frequente: O carregamento rápido leva ao aumento da temperatura da bateria, o que leva ainda mais à degradação da bateria. Para prolongar a vida útil da bateria, evite o carregamento rápido quando for desnecessário.
Não armazene as baterias no estado 100% SOC ou em um estado totalmente descarregado: É sempre preferível armazenar as baterias no estado semicarregado. ao deixar seu veículo por um longo período, carregue-o em 50% ou descarregue-o em 50%.
Mantenha a bateria na temperatura ideal: Nunca estacione o veículo elétrico sob a luz direta do sol por longos períodos quando a temperatura estiver alta. É sempre preferível estacionar as baterias na sombra quando a temperatura for superior a 30 0 C