LiFePO4 имеют эффект памяти!

[KolobOkUS]

Литий-ионные батарейки все-таки обладают «эффектом памяти»


Известно, что никель-кадмиевые аккумуляторы обладают так называемым «эффектом памяти», который заключается в потере емкости при нарушении режима зарядки. Если такой источник питания часто заряжать, не дождавшись полной разрядки, он как будто запоминает, что его ресурс был задействован лишь частично, и в следующий раз разряжается раньше. При этом в аккумуляторе все еще остается заряд, но напряжение слишком низкое, чтобы обеспечить работу электроприборов.
В конце XX века никель-кадмиевые элементы постепенно заменили литий-ионные, которые, как считалось, не обладают негативным эффектом. Но новое совместное исследование ученых из швейцарского Института Пауля Шеррера и их японских коллег из научно-исследовательской лаборатории Toyota показало, что это было заблуждением.
Наиболее распространенные аккумуляторные батареи с катодом из литий-феррофосфата оказались почти так же «злопамятны», как и их предшественники. Но в отличие от никель-кадмиевых элементов литий-ионные болезненно реагируют на прерванный процесс зарядки.
В отличие от никель-кадмиевых элементов, которые начинают разряжаться раньше, если их заряжать, не дождавшись полной разрядки, литий-ионные болезненно реагируют на прерванный процесс зарядки.
Авторы работы не только зафиксировали снижение эффективности элементов при неправильном использовании, но и установили причину этого явления.
Материал электродов – литий-фосфат железа (LiFePO4) – состоит из большого количества микроскопических частиц, которые заряжаются и разряжаются по очереди, одна за другой. В процессе зарядки частицы освобождают ионы лития и в результате состоят только из фосфата железа. Разряжаясь, они, наоборот, захватывают свободные ионы, восстанавливая первоначальный состав. Во время зарядки постоянно возрастает электрохимический потенциал, который в определенный момент достигает предельного значения, при котором частицы ускоренно освобождаются от оставшихся ионов, но при этом суммарное напряжение батареи не меняется. Если прервать зарядку на полпути, то на поверхности катода останутся частицы, которые не успели освободиться от своих ионов. Из-за особой микроструктуры батареи при разрядке такие частицы будут мешать свободным ионам вернуться на свои места, а значит, емкость элемента снизится.


После того как батарея была заряжена только на 50%, она как будто запоминает это, и при следующей зарядке электрохимический потенциал достигает предельного значения раньше. В результате снижается емкость аккумулятора
Результаты, опубликованные в журнале Nature Materials, особенно актуальны в свете развития гибридных и электрических автомобилей, в которых широко применяются литий-ионные элементы. Условия эксплуатации батарей в таких транспортных средствах далеки от идеальных. Так, в некоторых моделях аккумулятор частично подзаряжается во время торможения, когда двигатель выполняет роль генератора. Помимо этого, при сбое нормального цикла зарядки и разрядки нарушается корреляция между напряжением и уровнем заряда, поэтому становится сложно определить реальный запас энергии. В качестве решения проблемы ученые видят два пути: изменить принципы работы систем управления батареями или разработать новые аккумуляторы с увеличенной поверхностью катодов.

http://polit.ru/news/2013/04/22/ps_battery_memory/print/
http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/full/nmat3623.html

[илс]

В исследовании речь идет об ЛЖФ.
Получается полимерки - имея меньший ресурс, в еще большей степени уделывают своих "железных" собратьев по реальной энергоемкости при фактической эксплуатации? С частой рекуперацией, напр?

[KolobOkUS]

В исследовании речь идет об ЛЖФ.
Получается полимерки - имея меньший ресурс, в еще большей степени уделывают своих "железных" собратьев по реальной энергоемкости при фактической эксплуатации? С частой рекуперацией, напр?

По энергоемкости - однозначно, но полимеркам и рекуперация ресурс снижает... В этой статье высказывается предположение о возможном пути снижения эффекта памяти путем увеличения эффективной площади катода. Так этим, если я правильно понимаю, А123 и компания и занимаются последнее время, используя нанотехнологии (нанофосфат).
   На рисунке непонятен третий черный график. Ведь эффект памяти должен был сняться с полной зарядкой аккума (красный график) 

[fondrosel]

С эффектом памяти литий-иона сталкивался лично, но он возникает не у новой батареи а по мере выработке ресурса, полимер начал активно использовать тока не давно поэтому износить его до появления эффекта памяти еще не успел, а вобще ничего удевительного в этом нет так как любой аккум имеет общие физико-химические процессы что и приводит к данным явлениям

[zap]

Херня на постном масле, думается мне. Если и есть такой эффект, то мизерный.
Я всю жизнь аккумулятор разряжаю только на 30-60% и до сих пор (>3 лет эксплуатации) полная ёмкость аккумулятора заметно не изменилась.
На графиках "эффект памяти" нарисован в диапазоне выше 3.4В - это напряжение практически полностью заряженного аккумулятора. Думается, что на "полочке" в 3.2-3.3В такой эффект гораздо менее выражен.
Наночастицы используется во всех без исключения ЛЖФ аккумуляторах. Без наночастиц они просто не работают толком.

[mr.Dream]

Тоже считаю это мелочью жизни. Реальных цифр эта лаборатория не предоставила. смахивает на выдумку журналистов. Да и если такой эффект "памяти" присутствует из за относительно одинакового напряжения в процессе зарядки, то в конце зарядки, когда напряжение начнет расти, акум все это "забудет". Никто не замечал такого эффекта, а тут внезапно лаборанты заметили). А на никель-кадмиевых да, если неправильно циклировать, потеря емкость ощущалась даже без приборов. Но и там же КТЦ помогал)

[KolobOkUS]

А может это была  слегка протухшая первоапрельская шутка? 
Типа, если аккумулятор не зарядить до конца, то он, горемычный, запомнит это (вот ведь мерзавец какой!) и не отдаст ожидаемую от него энергию (что поделаешь, закон сохранения энергии) 
Вы, коллеги, только не бейте меня, я и сам хотел разобраться, что за новость такая. Думаю, за годы всемирной эксплуатации LiFe  - это не могло стать новостью, все давно изучено в химии этой системы 

[fondrosel]

А как вы собираетесь его нагрузить поехать с удлиннителем :laugh:или по троллейбусным проводам, может у вас какой то инновационный источник энергии открыт поделитесь опытом

[KolobOkUS]

А как вы собираетесь его нагрузить поехать с удлиннителем :laugh:или по троллейбусным проводам, может у вас какой то инновационный источник энергии открыт поделитесь опытом

Уважаемый, я не понял 

[fondrosel]

Я имел в виду как вы его нагружать будете при зарядке ведь зарядка же происходит стационарно а не во время движения и как правило при этом все отключается от батареи вот отсюда и вопрос был как и зачем?

[KolobOkUS]

Я имел в виду как вы его нагружать будете при зарядке ведь зарядка же происходит стационарно а не во время движения и как правило при этом все отключается от батареи вот отсюда и вопрос был как и зачем?

А кто говорит, что его надо нагружать при зарядке?