Фактори, влияещи върху капацитета на разреждане на ПААК на литиево-йонни батерии

lithium-ion-1

PACK с литиево-йонна батерия е важен продукт, който провежда тест за електрическа производителност след скрининг, групиране, групиране и сглобяване на клетката и определя дали капацитетът и разликата в налягането са подходящи.

Серийно-паралелният мономер на батерията е съответствието между специалните съображения в комплекта батерии, има само добър капацитет, заредено състояние, като вътрешно съпротивление, може да се постигне последователност на саморазреждане за възпроизвеждане и освобождаване, капацитет на батерията, ако лошата консистенция може сериозно да повлияе цялостната производителност на батерията, дори причината за зареждане или разреждане, че те причиняват безопасни скрити проблеми.Методът на добрия състав е ефективен начин за подобряване на консистенцията на мономера.

Литиево-йонната батерия е ограничена от температурата на околната среда, твърде висока или твърде ниска температура ще повлияе на капацитета на батерията.Животът на батерията може да бъде засегнат, ако батерията работи при висока температура за дълго време.Ако температурата е твърде ниска, капацитетът ще бъде труден за възпроизвеждане.Скоростта на разреждане отразява капацитета на батерията за зареждане и разреждане при висок ток.Ако скоростта на разреждане е твърде малка, скоростта на зареждане и разреждане е бавна, което се отразява на ефективността на теста.Ако скоростта е твърде голяма, капацитетът ще бъде намален поради поляризационния ефект и топлинния ефект на батерията, така че е необходимо да изберете подходящата скорост на зареждане и разреждане.

1. Последователност на конфигурацията

Доброто подреждане може не само да подобри степента на използване на клетката, но и да контролира консистенцията на клетката, което е в основата на постигането на добър капацитет на разреждане и стабилност на цикъла на батерията.Степента на дисперсия на променливотоковия импеданс обаче ще се засили в случай на лош капацитет на батерията, което ще отслаби производителността на цикъла и наличния капацитет на батерията.Предложен е метод за конфигуриране на батериите, базиран на характеристичния вектор на батериите.Този вектор на характеристиките отразява сходството между данните за напрежението на зареждане и разреждане на една батерия и тази на стандартна батерия.Колкото по-близо е кривата заряд-разряд на батерията до стандартната крива, толкова по-голямо е нейното сходство и толкова по-близък е коефициентът на корелация до 1. Този метод се основава главно на коефициента на корелация на напрежението на мономера, комбиниран с други параметри за постигане на по-добри резултати.Трудността при този подход е да се предостави стандартен вектор на характеристиките на батерията.Поради ограниченията на нивото на производство, неизбежно има разлики между клетките, произведени във всяка партида, и е много трудно да се получи вектор на характеристиките, който е подходящ за всяка партида.

Количествен анализ беше използван за анализиране на метода за оценка на разликата между отделните клетки.Първо, ключовите точки, засягащи производителността на батерията, бяха извлечени чрез математически метод, а след това беше извършена математическа абстракция, за да се реализира цялостна оценка и сравнение на производителността на батерията.Качественият анализ на производителността на батерията беше трансформиран в количествен анализ и беше предложен практически прост метод за оптимално разпределение на производителността на батерията.Предлага се въз основа на набора за избор на клетки от цялостна система за оценка на производителността, ще бъде субективна степен Delphi на степента на корелация на сивото и обективно измерване, установен е модел на сива корелация с много параметри на батерията и преодоляване на едностранчивостта на единичен индекс като стандарт за оценка, прилага оценката на производителността на мощност тип литиево-йонна батерия. Степента на корелация, получена от резултатите от оценката, осигурява надеждна теоретична основа за по-късен избор и разпределение на батериите.

Важните динамични характеристики с груповия метод са според кривата на зареждане и разреждане на батерията за постигане на функцията с група, нейната конкретна стъпка на изпълнение е да се извлече характерната точка на кривата, първо да се образува вектор на характеристиките, според всяка крива между разстоянието между вектора на характеристиките за набора от индикатори, чрез избор на подходящи алгоритми за реализиране на класификацията на кривата и след това завършване на батерията на груповия процес.Този метод отчита промените в производителността на батерията при работа.Въз основа на това се избират други подходящи параметри за извършване на конфигурация на батерията и батерията с относително постоянна производителност може да бъде сортирана.

2. Метод на зареждане

Правилната система за зареждане има важен ефект върху капацитета на разреждане на батериите.Ако дълбочината на зареждане е ниска, капацитетът на разреждане ще намалее съответно.Ако дълбочината на зареждане е твърде ниска, химическите активни вещества на батерията ще бъдат засегнати и ще бъдат причинени необратими щети, намалявайки капацитета и живота на батерията.Следователно трябва да се изберат подходяща скорост на зареждане, горна граница на напрежението и прекъсване на постоянното напрежение, за да се гарантира, че капацитетът на зареждане може да бъде постигнат, като същевременно се оптимизира ефективността на зареждане и безопасността и стабилността.Понастоящем мощната литиево-йонна батерия приема предимно режим на зареждане с постоянен ток - постоянно напрежение.Чрез анализиране на резултатите от зареждане с постоянен ток и постоянно напрежение на литиево-железофосфатна система и батерии с тройна система при различни токове на зареждане и различни напрежения на прекъсване, може да се види, че:(1) когато напрежението на прекъсване на зареждането е навреме, токът на зареждане се увеличава, съотношението на постоянен ток намалява, времето за зареждане намалява, но консумацията на енергия се увеличава;(2) Когато зарядният ток е навреме, с намаляването на напрежението на прекъсване на зареждането, съотношението на зареждане с постоянен ток намалява, капацитетът на зареждане и енергията намаляват.За да се осигури капацитетът на батерията, напрежението на прекъсване на зареждането на литиево-железофосфатната батерия не трябва да бъде по-ниско от 3,4V.За да балансирате времето за зареждане и загубата на енергия, изберете подходящия ток на зареждане и време на прекъсване.

Консистенцията на SOC на всеки мономер до голяма степен определя капацитета на разреждане на батерията, а балансираното зареждане предоставя възможност за реализиране на сходството на първоначалната SOC платформа на всеки мономерен разряд, което може да подобри капацитета на разреждане и ефективността на разреждане (разряден капацитет/конфигурационен капацитет ).Режимът на балансиране при зареждане се отнася до балансирането на мощността на литиево-йонната батерия в процеса на зареждане.Обикновено той започва да се балансира, когато напрежението на батерията достигне или е по-високо от зададеното напрежение и предотвратява презареждането чрез намаляване на тока на зареждане.

Според различните състояния на отделните клетки в батерията беше предложена балансирана стратегия за контрол на зареждането, за да се реализира бързо зареждане на батерията и да се елиминира влиянието на непоследователни отделни клетки върху жизнения цикъл на батерията чрез фина настройка на зареждането ток на отделни клетки през модела на веригата за управление на балансирано зареждане на батерията.По-конкретно, общата енергия на литиево-йонната батерия може да бъде допълнена към отделната батерия чрез превключващи сигнали или енергията на отделната батерия може да бъде преобразувана в цялостната батерия.По време на зареждането на батерията, балансиращият модул проверява напрежението на всяка батерия.Когато напрежението достигне определена стойност, балансиращият модул започва да работи.Зарядният ток в единичната батерия се шунтира, за да се намали напрежението на зареждане, а енергията се подава обратно към шината за зареждане през модула за преобразуване, така че да се постигне целта на баланса.

Някои хора предлагат решение за вариационно изравняване на зареждането.Идеята за изравняване на този метод е, че към единичната клетка с ниска енергия се подава само допълнителна енергия, което предотвратява процеса на извеждане на енергията на единичната клетка с висока енергия, което значително опростява топологията на изравнителната верига.Тоест различни скорости на зареждане се използват за зареждане на отделни батерии с различни енергийни състояния, за да се постигне добър ефект на баланс.

3. Скорост на разреждане

Скоростта на разреждане е много важен показател за литиево-йонната батерия тип мощност.Голямата скорост на разреждане на батерията е тест за положителни и отрицателни електродни материали и електролит.Що се отнася до литиево-железния фосфат, той има стабилна структура, малко напрежение по време на зареждане и разреждане и има основните условия за голям токов разряд, но неблагоприятният фактор е лошата проводимост на литиево-железния фосфат.Скоростта на дифузия на литиеви йони в електролита е важен фактор, влияещ върху скоростта на разреждане на батерията, а дифузията на йони в батерията е тясно свързана със структурата и концентрацията на електролита на батерията.

Следователно различните скорости на разреждане водят до различно време на разреждане и платформи на напрежението на разреждане на батериите, което води до различен капацитет на разреждане, особено за паралелни батерии.Следователно трябва да се избере подходяща скорост на изпускане.Наличният капацитет на батерията намалява с увеличаването на тока на разреждане.

Jiang Cuina и т.н. за изследване на скоростта на разреждане на железен фосфат литиево-йонна батерия мономерът може да разреди капацитет, влиянието на набор от същия тип първоначална консистенция по-добра мономерна батерия са в 1 c ток зареждане до 3,8 V, след това съответно с 0,1, 0,2, 0,5, 1, 2, 3 c скорост на разреждане на разряд до 2,5 V, запишете връзката между кривата на напрежението и мощността на разряд, вижте фигура 1. Експерименталните резултати показват, че освободеният капацитет на 1 и 2C е 97,8% и 96,5 % от освободения капацитет на C/3, а освободената енергия е съответно 97,2% и 94,3% от освободената енергия на C/3.Вижда се, че с увеличаване на разрядния ток освободеният капацитет и освободената енергия на литиево-йонната батерия намаляват значително.

При разреждането на литиево-йонни батерии обикновено се избира националният стандарт 1C, а максималният разряден ток обикновено е ограничен до 2 ~ 3C.При разреждане с висок ток ще има голямо повишаване на температурата и загуба на енергия.Ето защо, следете температурата на батериите в реално време, за да предотвратите повреда на батерията и да съкратите живота на батерията.

4. Температурни условия

Температурата има важен ефект върху активността на електродния материал и ефективността на електролита в батерията.Капацитетът на батерията се влияе силно от висока или ниска температура.

При ниска температура активността на батерията е значително намалена, способността за вграждане и освобождаване на литий намалява, вътрешното съпротивление на батерията и поляризационното напрежение се увеличават, действителният наличен капацитет намалява, капацитетът на разреждане на батерията намалява, разрядната платформа е ниска, батерията е по-лесна за достигане на напрежението на прекъсване на разреждането, което се проявява, когато наличният капацитет на батерията е намален, ефективността на използване на енергията на батерията намалява.

С повишаване на температурата литиевите йони се появяват и вграждат между положителния и отрицателния полюс стават активни, така че вътрешното съпротивление на батерията намалява и времето за захващане става по-дълго, което увеличава движението на електронната лента във външната верига и прави капацитета по-ефективен.Въпреки това, ако батерията работи при висока температура за дълго време, стабилността на положителната решетъчна структура ще се влоши, безопасността на батерията ще бъде намалена и животът на батерията ще бъде значително съкратен.

Zhe Li et al.изследва влиянието на температурата върху действителния капацитет на разреждане на батериите и записва съотношението на действителния капацитет на разреждане на батериите към стандартния капацитет на разреждане (1C разреждане при 25 ℃) при различни температури.Съгласувайки промяната на капацитета на батерията с температурата, можем да получим: където: C е капацитетът на батерията;Т е температура;R2 е коефициентът на корелация на фитинга.Експерименталните резултати показват, че капацитетът на батерията намалява бързо при ниска температура, но се увеличава с повишаването на температурата при стайна температура.Капацитетът на батерията при -40 ℃ е само една трета от номиналната стойност, докато при 0 ℃ до 60 ℃ капацитетът на батерията се повишава от 80 процента от номиналния капацитет до 100 процента.

Анализът показва, че скоростта на промяна на омичното съпротивление при ниска температура е по-голяма от тази при висока температура, което показва, че ниската температура оказва значително влияние върху активността на батерията, като по този начин повлиява батерията може да се освободи.С повишаване на температурата омичното съпротивление и поляризационното съпротивление на процеса на зареждане и разреждане намаляват.Въпреки това, при по-високи температури балансът на химическите реакции и стабилността на материала в батерията ще бъдат унищожени, което ще доведе до възможни странични реакции, които ще повлияят на капацитета и вътрешното съпротивление на батерията, което ще доведе до съкращаване на живота на цикъла и дори намалена безопасност.

Следователно, както високата, така и ниската температура ще повлияят на производителността и експлоатационния живот на литиево-желязо-фосфатната батерия.В реалния работен процес трябва да се приемат нови методи като управление на топлината на батерията, за да се гарантира, че батерията работи при подходящи температурни условия.Стая за тестване с постоянна температура от 25 ℃ може да бъде установена във връзката за тестване на батерията.

lithium-ion-2


Час на публикация: 21 февруари 2022 г