範囲の不安と充電インフラの欠如に加えて、バッテリーの劣化は、電気自動車を大衆が利用できるようにする上での主要なハードルの1つでもあります。さまざまな種類のリチウム電池は、その化学的性質に応じてライフサイクルが異なります。通常、数百から数千の間のどこかになります。経年劣化によるこの充電サイクルでは、バッテリーは元の状態を失います。つまり、1回の充電での初期性能と比較して、車両の航続距離は長くなりません。バッテリーの容量の損失のこの測定は、バッテリー劣化と呼ばれます。バッテリーのライフサイクル全体で最適なパフォーマンスを実現したい場合は、バッテリーの操作と保管に適切な対策を講じる必要があります。この記事では、原因について説明しますEVのバッテリー劣化とその防止方法。EVバッテリーと、EVでの使用方法について詳しく知りたい場合は、この電気自動車バッテリーの記事を読むこともできます。
バッテリーの劣化の理由は何ですか？
バッテリーの劣化の特定の理由を指摘することは困難です。それは複数の要因によって引き起こされる可能性があります。動作および保管条件過充電、ディープなどは高温で動作し、格納し、フルSOCで保存、高いCレートで充電、放電すると、バッテリの劣化にバッテリーの健康とリード線に影響を与える主要な原因です。アノードの結晶構造の損傷、SEI層の形成、腐食などの内部化学反応もバッテリーの劣化を引き起こします。
EVバッテリーの過充電と深放電の影響：
バッテリーを最大レベルまで充電して深く放電すると、長距離になる場合がありますが、バッテリーにストレスがかかります。アノード材料がリチウム材料を吸収および放出するときの充電および放電中に、その体積は変化します。サイクリング中、これらの体積変化は結晶構造のアノードを弱めます。バッテリーの深放電中は、体積の変動が大きくなり、アノードにマイクロクラックが発生します。これにより、アノード粒子の新しい部分が電解質にさらされ、SEIが形成されます。次に、SEIはバッテリーの内部抵抗を増加させ、その形成にリチウムをある程度消費して、バッテリーの不可逆的な容量損失をもたらします。
リチウム電池を過充電すると、電池の負極に影響を及ぼします。過充電はアノード上にデンドライトの形成を引き起こし、またバッテリーの内部抵抗の上昇に関連する電圧の突然の増加を引き起こします。過充電は内部温度の上昇も引き起こし、熱暴走やバッテリーの火災を引き起こす可能性があります。
電気自動車のバッテリーに対する温度の影響：
基本的にリチウムイオン電池の最適な温度範囲は15°C〜35°Cです。この快適な範囲外で操作すると、バッテリーの劣化が加速します。低温電極における電解質及びリチウムイオン拡散性のイオン伝導度が低下します。アノードへのリチウムイオンのインターカレーションが遅くなるため、低温でバッテリーを充電するのに時間がかかります。これにより、電極表面にリチウムイオンが堆積し、バッテリーの劣化を引き起こします。
高温で動作すると、リチウムイオン電池の寿命が短くなります。高温は電解質中の導電性塩（ヘキサフルオロリン酸リチウム）の分解を促進します。また、SEI層の無機化合物を増やします。これにより、バッテリーの内部インピーダンスが増加し、バッテリーの内部温度がさらに上昇します。そのような熱が制御されないままになっていると、バッテリーの劣化を引き起こすだけでなく、熱暴走も引き起こします。
バッテリーの劣化のもう1つの理由は、腐食です。バッテリーの製造時に微量の水が存在すると、腐食が発生します。電解質で最も一般的に使用されるリチウム塩であるLiPF6は、水に反応し、フッ化水素酸を形成します。このフッ化水素酸は金属コレクターを腐食し、バッテリーの劣化を引き起こします。
EVバッテリーの寿命を延ばす方法は？
安全な動作領域外でバッテリを動作させると、バッテリが劣化します。バッテリーにはバッテリー管理システム（BMS）が搭載されていますが、電気自動車の長寿命と最適なパフォーマンスを実現するには、バッテリーを適切に管理する必要があります。
完全充電と深放電を避ける：バッテリーの充電と放電の長寿命と最適なパフォーマンスのために、80％から20％のSOC。バッテリーパックでは、BMSはバッテリーパックを100％まで充電することを許可せず、0％まで放電しません。常に10％のバッファがあります。
頻繁な急速充電の回避：急速充電はバッテリー温度の上昇につながり、さらにバッテリーの劣化につながります。バッテリーの寿命を延ばすために、不要な場合は急速充電を避けてください。
バッテリーを100％SOC状態または深放電状態で保管しないでください。バッテリーは常に半充電状態で保管することをお勧めします。車両を長時間放置している間は、50％まで充電するか、50％まで放電してください。
バッテリーを最適な温度に維持する： 温度が高いときは、電気自動車を直射日光の当たる場所に長時間駐車しないでください。温度が30以上である場合には、影の電池を駐車することが常に望ましい0 C