Liitiumioonakusid kasutatakse laialdaselt kaasaskantavates elektroonikaseadmetes, elektrisõidukites ja statsionaarsetes energiasalvestussüsteemides. Neil on teist tüüpi akude ees mitmeid eeliseid, sealhulgas suur energiatihedus, pikk tsükli eluiga ja madal isetühjenemise määr. Kuid liitiumioonakud kogevad ka isetühjenemist, mis võib kaasa tuua aku üldise energiamahu vähenemise. Selle uuringu eesmärk on analüüsida ja uurida liitiumioonakude isetühjenemist mõjutavaid tegureid ning pakkuda välja lahendusi selle minimeerimiseks.
Isetühjenemist mõjutavad tegurid
Liitiumioonakude isetühjenemist soodustavad mitmed tegurid, sealhulgas temperatuur, säilitusaeg ja aku keemia. Temperatuur on üks olulisi tegureid, mis mõjutab liitiumioonaku jõudlust. Aku isetühjenemise kiirus suureneb temperatuuri tõustes. Kui liitium-ioonakusid hoitakse kõrgel temperatuuril, suureneb isetühjenemise kiirus, mis vähendab energiasalvestusvõimet. Veelgi enam, säilitusaeg mõjutab ka isetühjenemise kiirust. Mida pikem on salvestusaeg, seda olulisem on mõju aku jõudlusele. Lõpuks mõjutab aku keemia ka isetühjenemise kiirust. Erinevat tüüpi liitium-ioonakudel on olenevalt nende keemiast erinev isetühjenemise määr.
Isetühjenemise mõõtmine
Liitium-ioonakude isetühjenemise kiirust saab mõõta mitme tehnika abil. Üks levinud meetod on aku avatud vooluahela pinge (OCV) mõõtmine aja jooksul. OCV on aku pinge, kui seda läbi ei voola. Mõõtes perioodiliselt OCV-d, saame määrata aku isetühjenemise määra. Teine meetod hõlmab kulonomeetri kasutamist, mis mõõdab aku mahtuvuse muutust aja jooksul. See meetod võimaldab täpsemalt mõõta isetühjenemist, kuna see võtab arvesse aku energiasalvestusvõimet.
Isetühjenemise minimeerimine
Liitium-ioonakude isetühjenemise minimeerimiseks on mitu võimalust. Üks tõhus viis on hoida akusid madalal temperatuuril. Liitiumioonakude hoidmine temperatuuril alla 25 kraadi võib oluliselt vähendada isetühjenemise kiirust. Lisaks võib säilitusaja lühendamine aidata minimeerida isetühjenemist. Akutootjad kasutavad salvestusaja lühendamiseks sageli tehnikat, mida nimetatakse "täiendamiseks". See hõlmab aku laadimist teatud mahuni enne selle kliendile saatmist. Seda tehes saab klient laetud ja kasutusvalmis aku, mis vähendab säilitusaega.
Järeldus
Isetühjenemine on liitium-ioonakude puhul vältimatu nähtus. Ent kui mõistame isetühjenemist soodustavaid tegureid, saame minimeerida selle mõju aku jõudlusele. Temperatuur, säilitusaeg ja aku keemia on olulised isetühjenemist mõjutavad tegurid. Säilitades akusid madalal temperatuuril, vähendades säilitusaega ja kasutades selliseid tehnikaid nagu laadimine, saame minimeerida isetühjenemise määra. Käimas on teadusuuringud, et töötada välja uued liitium-ioonakud, millel on madalam isetühjenemise määr, mis sillutab teed aku jõudluse veelgi olulisemaks parandamiseks.