Литий-иондук батарейкалардын PACK разряд жөндөмдүүлүгүнө таасир этүүчү факторлор

lithium-ion-1

Литий-иондук батарейка PACK клетканы скринингден, топтоштургандан, топтогондон жана чогулткандан кийин электрдик эффективдүүлүктү текшерүүчү маанилүү продукт болуп саналат жана кубаттуулугу жана басым айырмасы квалификациялуу экендигин аныктайт.

Батарея сериясы-параллелдүү мономер - бул батареянын PACKындагы өзгөчө ойлордун ортосундагы ырааттуулук, бир гана жакшы сыйымдуулукка ээ, заряддалган абал, мисалы, ички каршылык, өзүн-өзү разряддоо ырааттуулугун ойнотуу жана чыгаруу үчүн жетишүүгө болот, эгерде начар ырааттуулук олуттуу таасир этиши мүмкүн болсо, батареянын сыйымдуулугу. батарейканын бүтүндөй иштеши, жада калса кубаттоо же зарядсыздандыруунун себеби, алар коопсуз жашыруун көйгөйлөрдү жаратат.Жакшы состав ыкмасы мономердин консистенциясын жакшыртуунун эффективдүү жолу болуп саналат.

Литий-иондук батарейка айлана-чөйрөнүн температурасы менен чектелген, өтө жогору же өтө төмөн температура батареянын сыйымдуулугуна таасирин тийгизет.Батарея узак убакыт бою жогорку температурада иштесе, батареянын иштөө мөөнөтү бузулушу мүмкүн.Температура өтө төмөн болсо, кубаттуулугу ойноо кыйын болот.Заряддоо ылдамдыгы аккумулятордун жогорку токто кубаттоо жана разряддоо мүмкүнчүлүгүн чагылдырат.Эгерде разряд ылдамдыгы өтө аз болсо, заряддоо жана кубаттоо ылдамдыгы жай, бул сыноонун натыйжалуулугуна таасирин тийгизет.Эгерде ылдамдык өтө чоң болсо, батареянын поляризация эффектисинин жана жылуулук эффектинин эсебинен кубаттуулугу азаят, андыктан тиешелүү заряддын жана разряддын ылдамдыгын тандоо керек.

1. Конфигурациянын ырааттуулугу

Жакшы жайгаштыруу клетканын колдонуу ылдамдыгын гана жакшыртпастан, ошондой эле клетканын консистенциясын көзөмөлдөй алат, бул батареянын жакшы разряд сыйымдуулугуна жана циклдин туруктуулугуна жетишүүнүн негизи болуп саналат.Бирок, батарейканын кубаттуулугу начар болгон учурда AC импеданстын дисперстик даражасы күчөйт, бул циклдин иштешин жана батарея топтомунун жеткиликтүү сыйымдуулугун начарлатат.Батареялардын мүнөздүү векторунун негизинде батарейканы конфигурациялоо ыкмасы сунушталган.Бул өзгөчөлүк вектору бир батарейканын заряды жана разряды чыңалуу маалыматтары менен стандарттык батареянын окшоштугун чагылдырат.Батареянын заряддоо-разряд ийри сызыгы стандарттык ийри сызыгына канчалык жакын болсо, анын окшоштугу ошончолук жогору болот жана корреляция коэффициенти 1ге жакыныраак болот. Бул ыкма негизинен мономердин чыңалуусунун корреляция коэффициентине негизделген жана башка параметрлер менен айкалышкан. жакшы натыйжаларга жетишуу.Бул ыкма менен кыйынчылык стандарттуу батарея өзгөчөлүгү вектор менен камсыз кылуу болуп саналат.Өндүрүш деңгээлиндеги чектөөлөрдөн улам, ар бир партияда өндүрүлгөн клеткалардын ортосунда сөзсүз түрдө айырмачылыктар болушу мүмкүн жана ар бир партияга ылайыктуу функция векторун алуу абдан кыйын.

Сандык талдоо жалгыз клеткалардын ортосундагы айырманы баалоо ыкмасын талдоо үчүн колдонулган.Биринчиден, батареянын иштешине таасир этүүчү негизги пункттар математикалык ыкма менен алынган, андан кийин батареянын иштешин комплекстүү баалоо жана салыштыруу үчүн математикалык абстракция жүргүзүлдү.Батареянын иштешинин сапаттык анализи сандык анализге айландырылып, батареянын иштешин оптималдуу бөлүштүрүүнүн практикалык жөнөкөй ыкмасы сунушталды.Клеткаларды тандоонун комплекстүү эффективдүүлүгүн баалоо тутумунун негизинде сунушталган, аккумулятордук көп параметрлүү боз корреляциянын модели түзүлүп, баалоонун стандарты катары бирдиктүү индекстин бир жактуулугун жеңип, аккумулятордук корреляциянын даражасынын субъективдүү Delphi даражасы болот, ишке ашырат. кубат түрүндөгү литий-иондук батарейканын иштешине баа берүү, Баалоо жыйынтыгынан алынган корреляциялык даража батареяларды кийинчерээк тандоо жана бөлүштүрүү үчүн ишенимдүү теориялык негизди түзөт.

Топтук ыкма менен маанилүү динамикалык мүнөздөмөлөр топ менен функцияга жетүү үчүн батареянын заряды жана разрядынын ийри сызыгына ылайык, аны ишке ашыруунун конкреттүү кадамы аралыктын ортосундагы ар бир ийри сызыкка ылайык ийри сызыктагы өзгөчөлүк чекитин бөлүп алуу, адегенде өзгөчөлүк векторун түзүү болуп саналат. ийри сызыктын классификациясын ишке ашыруу үчүн ылайыктуу алгоритмдерди тандоо менен индикаторлордун жыйындысы үчүн өзгөчөлүк векторунун ортосунда, андан кийин топ процессинин батарейкасын бүтүрөт.Бул ыкма иштеп жаткан батареянын иштешинин өзгөрүшүн карайт.Мунун негизинде, башка ылайыктуу параметрлери батарейканын конфигурациясын жүргүзүү үчүн тандалып алынат, жана салыштырмалуу ырааттуу аткаруу менен батареяны сорттоого болот.

2. Заряддоо ыкмасы

Туура заряддоо системасы батарейкалардын разряд кубаттуулугуна маанилүү таасир этет.Эгерде заряддоо тереңдиги аз болсо, разряд сыйымдуулугу ошого жараша азаят.Заряддоо тереңдиги өтө аз болсо, батареянын химиялык активдүү заттарына таасир этип, аккумулятордун сыйымдуулугун жана иштөө мөөнөтүн кыскартуу менен кайра калыбына келгис зыян келтирилет.Ошондуктан, кубаттоо натыйжалуулугун жана коопсуздукту жана туруктуулукту оптималдаштыруу менен бирге, кубаттоо кубаттуулугуна жетүүнү камсыз кылуу үчүн тиешелүү кубаттоо ылдамдыгы, жогорку чектик чыңалуу жана туруктуу чыңалууну өчүрүү агымы тандалышы керек.Азыркы учурда, литий-иондук батарейка көбүнчө туруктуу токту - туруктуу чыңалуудагы заряддоо режимин кабыл алат.Литий-темир фосфат системасынын жана үчтүк системанын аккумуляторлорунун ар кандай заряддоо агымдары жана ар кандай кесүү чыңалуулары астында туруктуу токтун жана туруктуу чыңалуудагы заряддоо натыйжаларын талдоо менен,:(1) заряддоону өчүрүү чыңалуусу өз убагында болгондо, кубаттоо агымы көбөйөт, туруктуу ток катышы азаят, заряддоо убактысы азаят, бирок энергия керектөө көбөйөт;(2) Заряддоо агымы өз убагында болгондо, кубаттоо кесүү чыңалуусунун азайышы менен, туруктуу токтун заряддоо катышы азаят, кубаттоо жана энергия азаят.Батареянын кубаттуулугун камсыз кылуу үчүн литий темир фосфат батареясынын кубаттоо чыңалуусу 3.4V төмөн болбошу керек.Заряддоо убактысын жана энергияны жоготууларды тең салмактоо үчүн, ылайыктуу кубаттоо тогун жана өчүрүү убактысын тандаңыз.

Ар бир мономердин SOC ырааттуулугу негизинен аккумулятордун топтомунун разряд сыйымдуулугун аныктайт, ал эми тең салмактуу заряддоо ар бир мономердин разрядынын баштапкы SOC платформасынын окшоштугун ишке ашыруу мүмкүнчүлүгүн камсыз кылат, бул разряддын сыйымдуулугун жана разряддын эффективдүүлүгүн (разряддын кубаттуулугу/конфигурация кубаттуулугу) жакшыртат. ).Заряддоодо тең салмактуулук режими кубаттоо процессинде литий-иондук батареянын тең салмактуулугун билдирет.Ал жалпысынан батарейканын чыңалуусу белгиленген чыңалууга жеткенде же андан жогору болгондо тең салмактуулукту түзө баштайт жана кубаттоо тогун азайтуу аркылуу ашыкча заряддоонун алдын алат.

Батарея топтомундагы айрым клеткалардын ар кандай абалына ылайык, батареянын пакетин тез кубаттоону ишке ашыруу жана кубаттоону так тууралоо аркылуу туура келбеген айрым клеткалардын батареянын пакетинин циклинин иштөө мөөнөтүнө таасирин жок кылуу үчүн тең салмактуу заряддоону башкаруу стратегиясы сунушталды. батарея пакетинин балансталган заряддоо башкаруу схемасы модели аркылуу айрым клеткалардын ток.Тактап айтканда, литий-иондук батарейканын пакетинин жалпы энергиясы сигналдарды которуштуруу аркылуу жеке батарейкага толукталышы мүмкүн же жеке батареянын энергиясы жалпы батарея пакетине айландырылат.Батареянын сабын заряддоо учурунда тең салмактуулук модулу ар бир батареянын чыңалуусун текшерет.Чыңалуу белгилүү бир мааниге жеткенде, тең салмактуулук модулу иштей баштайт.Жалгыз аккумулятордогу заряддоо агымы заряддоо чыңалуусун азайтуу үчүн шунт болуп саналат жана энергия тең салмактуулуктун максатына жетүү үчүн конверсиялоо үчүн модул аркылуу заряддоо автобусуна кайра берилет.

Кээ бир адамдар вариациялык зарядды теңдөөнүн чечимин сунуш кылышты.Бул ыкманын теңдөө идеясы төмөнкү энергиялуу бир клеткага кошумча энергия гана берилет, бул жогорку энергиялуу бир клетканын энергиясын алуу процессине тоскоол болот, бул теңдөө схемасынын топологиясын абдан жөнөкөйлөтөт.Башкача айтканда, жакшы баланс эффектине жетүү үчүн ар кандай кубаттоо чендери ар кандай энергетикалык абалдагы жеке батарейкаларды заряддоо үчүн колдонулат.

3. разряддын ылдамдыгы

Заряддоо ылдамдыгы литий-иондук батареянын кубаттуулугу үчүн абдан маанилүү көрсөткүч.Батареянын чоң разряды оң жана терс электрод материалдары жана электролит үчүн сыноо болуп саналат.Литий темир фосфатына келсек, ал туруктуу түзүлүшкө ээ, заряд жана разрядда аз штаммга ээ жана чоң ток разрядынын негизги шарттарына ээ, бирок жагымсыз фактор литий темир фосфатынын начар өткөрүмдүүлүгү болуп саналат.Электролиттеги литий ионунун диффузиялык ылдамдыгы батареянын разрядына таасир этүүчү маанилүү фактор болуп саналат, ал эми батареядагы иондун диффузиясы батареянын түзүлүшү жана электролит концентрациясы менен тыгыз байланыштуу.

Ошондуктан, ар кандай разряд чендери, өзгөчө, параллелдүү батареялар үчүн, ар кандай разряд кубаттуулуктарына алып келет, батареялардын ар кандай разряд убакыт жана разряд чыңалуу платформа алып келет.Ошондуктан, ылайыктуу чыгаруу ылдамдыгы тандалышы керек.Батареянын жеткиликтүү кубаттуулугу разряд токунун көбөйүшү менен азаят.

Цзян Куина ж.б. темир фосфат литий-иондук батареянын мономеринин разряд ылдамдыгын изилдөө үчүн, кубаттуулукту разряддата алат, ошол эле типтеги баштапкы ырааттуулугу жакшы мономердик батарейканын жыйындысынын таасири 1 c учурдагы зарядда 3,8 V, андан кийин тиешелүүлүгүнө жараша 0,1, 0,2, 0,5, 1, 2, 3 c разряддын ылдамдыгы 2,5 В, чыңалуу менен разряддын кубаттуулугу ийри сызыгынын ортосундагы байланышты жазыңыз, 1-сүрөттү караңыз. Эксперименталдык натыйжалар 1 жана 2С боштондук кубаттуулугу 97,8% жана 96,5 экенин көрсөттү. С/3 бошогон кубаттуулугунун %, ал эми бөлүнүп чыккан энергия С/3 нун 97,2% жана 94,3% түзөт.Бул разряддык токтун көбөйүшү менен, литий-иондук батареянын бошотулган кубаттуулугу жана бошотулган энергиясы бир кыйла азайганын көрүүгө болот.

Литий-иондук батарейкалардын разрядында жалпысынан улуттук стандарт 1С тандалып алынат жана максималдуу разряд агымы адатта 2 ~ 3C менен чектелет.Жогорку ток менен разряддаганда чоң температуранын көтөрүлүшү жана энергиянын жоголушу болот.Ошондуктан, батареянын бузулушуна жол бербөө жана батареянын иштөө мөөнөтүн кыскартуу үчүн батареянын саптарынын температурасын реалдуу убакыт режиминде көзөмөлдөңүз.

4. Температура шарттары

Температура электрод материалынын активдүүлүгүнө жана аккумулятордогу электролиттин иштешине маанилүү таасир этет.Батареянын кубаттуулугуна жогорку же төмөнкү температура чоң таасир этет.

Төмөн температурада аккумулятордун активдүүлүгү бир топ төмөндөйт, литийди киргизүү жана чыгаруу мүмкүнчүлүгү төмөндөйт, аккумулятордун ички каршылыгы жана поляризациялык чыңалуу жогорулайт, иш жүзүндө колдо болгон кубаттуулук азаят, батареянын разряд сыйымдуулугу төмөндөйт, разряд платформасы төмөн, батареянын разрядды өчүрүү чыңалуусуна жетүү оңой, бул батареянын кубаттуулугу азайгандыктан, батареянын энергиясын пайдалануу эффективдүүлүгү төмөндөйт.

Температура жогорулаган сайын литий иондору пайда болуп, оң жана терс уюлдардын ортосуна кирип, активдешет, андыктан батареянын ички каршылыгы азайып, кармап туруу убактысы узарат, бул тышкы чынжырдагы электрондук ленталардын кыймылын жогорулатып, кубаттуулукту эффективдүү кылат.Бирок, эгерде батарея узак убакыт бою жогорку температурада иштесе, оң торлуу структуранын туруктуулугу начарлап, батареянын коопсуздугу төмөндөп, батареянын иштөө мөөнөтү бир кыйла кыскарат.

Чже Ли жана башкалар.батарейкалардын иш жүзүндөгү разряддоо сыйымдуулугуна температуранын таасирин изилдеп, ар кандай температурада батарейкалардын иш жүзүндөгү разряддоо сыйымдуулугунун стандарттык разряддоо сыйымдуулугуна (25℃ 1С разряд) катышын жазды.Температурага жараша батарейканын сыйымдуулугунун өзгөрүшүн тууралап, биз төмөнкүлөрдү ала алабыз: мында: C - батареянын сыйымдуулугу;T - температура;R2 - арматуранын корреляция коэффициенти.Эксперименттик натыйжалар батареянын сыйымдуулугу төмөн температурада тез бузуларын, бирок бөлмө температурасында температуранын жогорулашы менен көбөйөрүн көрсөтүп турат.Батареянын сыйымдуулугу -40 ℃ номиналдык маанинин үчтөн бир бөлүгүн гана түзөт, ал эми 0 ℃ дан 60 ℃ге чейин батареянын сыйымдуулугу номиналдык кубаттуулуктун 80 пайызынан 100 пайызга чейин көтөрүлөт.

Анализ көрсөткөндөй, төмөнкү температурада омикалык каршылыктын өзгөрүү ылдамдыгы жогорку температурага караганда көбүрөөк болот, бул төмөнкү температура батареянын активдүүлүгүнө олуттуу таасирин тийгизет, демек, батареяны бошотууга болот.Температуранын жогорулашы менен заряддоо жана заряддоо процессинин омдук каршылыгы жана поляризациялык каршылыгы төмөндөйт.Бирок, жогорку температурада батареядагы химиялык реакция балансы жана материалдык туруктуулугу бузулат, натыйжада мүмкүн болгон терс реакциялар пайда болот, бул батареянын сыйымдуулугуна жана ички каршылыгына таасир этет, натыйжада циклдин иштөө мөөнөтү кыскарып, ал тургай коопсуздук төмөндөйт.

Ошондуктан, жогорку температура жана төмөнкү температура да литий темир фосфат батареянын аткаруу жана кызмат мөөнөтүн таасир этет.Иш жүзүндө иштөө процессинде батареянын тиешелүү температуралык шарттарда иштешин камсыз кылуу үчүн батареянын жылуулук башкаруусу сыяктуу жаңы ыкмалар кабыл алынышы керек.Батарея PACK сыноо шилтемесинде 25 ℃ туруктуу температура сыноо бөлмөсү орнотулушу мүмкүн.

lithium-ion-2


Посттун убактысы: 21-февраль 2022-жыл