고전력 DC 충전의 경우 일반적인 고속 충전은 30분 만에 80%의 전력을 충전할 수 있으며, 고속 충전 DC 충전 전압은 일반적으로 배터리 전압보다 높습니다. 그렇다면 리튬 배터리 고속 충전의 기술적 문제와 관련하여 리튬 배터리 고속 충전의 위험 요소는 무엇일까요?
리튬 배터리를 빠르게 충전하는 데에는 어떤 위험이 있나요?
고속 충전을 실현하는 세 가지 기본 방법은 전압을 일정하게 유지하고 전류를 높이는 것, 전류를 일정하게 유지하고 전압을 높이는 것, 그리고 전류와 전압을 동시에 높이는 것입니다. 하지만 진정한 고속 충전을 실현하려면 전류와 전압을 높이는 것뿐만 아니라, 고속 충전 어댑터와 지능형 전력 관리 시스템을 포함한 완전한 시스템 세트가 필요합니다.
장기간 급속 충전은 리튬 배터리의 수명에 영향을 미치며, 리튬 배터리 급속 충전은 배터리의 사이클 수명을 희생합니다. 배터리는 전기화학 반응을 통해 전기를 생성하는 장치이고, 충전은 역화학 반응이 발생하며, 급속 충전은 배터리에 순간적으로 높은 전류를 인가하는 것입니다. 급속 충전 모드를 자주 사용하면 배터리의 환원 용량이 감소하고 배터리의 충전 및 방전 사이클 횟수가 줄어듭니다.
리튬 배터리 급속 충전은 열 효과, 리튬 침전 효과, 기계적 효과 등 3가지 효과를 가져온다.
1. 잦은 급속 충전은 배터리 셀의 분극을 가속화합니다.
연속 충전 전류가 크면 전극의 이온 농도가 증가하고 분극이 증가하며, 배터리 단자 전압은 충전된 전기량과 직접적이고 선형적으로 대응할 수 없습니다. 동시에, 고전류 충전 시 내부 저항 증가는 전해질 반응 분해, 가스 생성 등 여러 가지 부작용으로 인해 줄 열 효과가 증가하여 위험 요소가 급격히 증가하고 배터리 안전에 영향을 미쳐 비동력 배터리의 수명이 크게 단축될 수밖에 없습니다.
2. 잦은 급속 충전은 배터리 코어의 결정화를 초래할 수 있습니다.
리튬 배터리의 급속 충전은 리튬 이온이 빠르게 방전되어 양극으로 "유영"하는 것을 의미합니다. 이를 위해서는 양극 재료가 빠른 리튬 매립 용량을 가져야 합니다. 매립된 리튬 전위와 리튬 석출 전위는 거의 동일하기 때문입니다. 급속 충전이나 저온 조건에서는 리튬 이온이 표면에 침전되어 수지상 리튬을 형성할 수 있습니다. 수지상 리튬은 격막을 뚫고 2차 손실을 유발하여 배터리 용량을 감소시킵니다. 리튬 결정이 일정량에 도달하면 음극에서 격막으로 성장하여 배터리 단락 위험을 초래합니다.
3. 잦은 고속 충전은 배터리 수명을 단축시킵니다.
잦은 충전은 배터리 수명을 단축시키는 경향이 있으며, 심지어 배터리 활성도 감소 및 수명 단축과 같은 문제를 야기할 수도 있습니다. 특히 고속 충전 기술이 적용된 이후, 초기 충전 속도는 매우 빠르지만, 플러그를 뽑았을 때 100% 충전되지 않아 여러 번 충전해야 하고, 배터리 사이클 횟수가 증가합니다. 이러한 방식을 장기간 사용하면 배터리 활성도가 감소하여 배터리 노화가 가속화됩니다.
고온은 리튬 배터리 노화의 가장 큰 원인입니다. 고출력 급속 충전은 단시간 내에 배터리를 가열합니다. 급속 충전을 하지 않으면 출력이 낮더라도 단위 시간당 발열량은 적지만, 더 긴 작동 시간이 필요합니다. 이렇게 되면 배터리 열이 시간이 지남에 따라 누적되어 충전 중 발생하는 열의 차이가 배터리 노화 속도에 차이를 발생시키기에 충분하지 않습니다.
위 내용을 요약하면, 고속 충전은 배터리 품질에 대한 높은 요구 조건을 충족시키지만, 배터리 수명 감소가 더 크고 안전 계수가 크게 감소하므로 불필요한 경우에는 최대한 적게 충전하는 것이 좋습니다. 배터리를 자주 고속 충전하면 배터리에 손상을 줄 수 있지만, 배터리 셀 밀도, 재료, 주변 온도 및 배터리 관리 시스템의 차이로 인해 고속 충전 중 배터리 손상 정도가 달라집니다.
게시 시간: 2023년 10월 26일