Фактори, влияещи върху капацитета на разреждане на литиево{0}}йонната батерия
PACK литиево-йонните батерии е основно за тестване на електрическата производителност на клетките след скрининг, групиране, опаковане и сглобяване, за да се определи дали капацитетът и разликата в налягането са подходящи продукти.
Консистенцията между последователните и паралелните клетки на батерията е специално внимание в комплекта батерии. Само при добър капацитет, състояние на заряд, вътрешно съпротивление и{0}}последователност на саморазреждане, капацитетът на батерията може да бъде натоварен и освободен. Лошата производителност ще повлияе сериозно на цялостната производителност на батерията и дори може да причини презареждане или преразреждане, което води до опасности за безопасността. Добрият метод на комбиниране е ефективен начин за подобряване на консистенцията на мономерите.
Литиево{0}}йонните батерии са ограничени от влиянието на температурата на околната среда и капацитетът на батерията ще бъде засегнат, ако температурата е твърде висока или твърде ниска. Ако батерията работи при условия на висока температура за дълго време, нейният цикъл може да бъде засегнат. Ако температурата е твърде ниска, капацитетът ще бъде труден за упражняване. Скоростта на разреждане отразява високата-способност за зареждане и разреждане на батерията. Ако скоростта е твърде малка, скоростта на зареждане и разреждане ще бъде бавна, което ще повлияе на ефективността на теста; ако скоростта е твърде голяма, капацитетът ще бъде намален поради поляризационния ефект и топлинния ефект на батерията. Скорост на зареждане и разреждане.
1. Съвпадаща консистенция
Добрата конфигурация може не само да подобри степента на използване на клетките, но също така да контролира консистенцията на клетките, което е основата за постигане на добър капацитет на разреждане и стабилност на цикъла при разреждането на батерията. Въпреки това, дисперсията на променливотоковия импеданс на капацитета на акумулаторната клетка с лоша конфигурация ще се увеличи, което от своя страна ще отслаби производителността на цикъла и използваемия капацитет на батерията. Някой предложи метод за съпоставяне на батерията според характеристичния вектор на батерията. Характеристичният вектор отразява степента на сходство между данните за напрежението на зареждане и разреждане на единичната батерия и данните за зареждане и разреждане на стандартната батерия. Колкото по-близо е кривата на зареждане{0}}на разреждане на батерията до стандартната крива, толкова по-високо е сходството и толкова по-близо е коефициентът на корелация до 1. Този метод на съвпадение се основава главно на коефициента на корелация на напрежението на мономера, и след това комбинира други параметри, за да извърши съпоставянето, което може да получи по-добър ефект на съвпадение. Трудността при този подход е да се доставят стандартни вектори на характеристиките на батерията. Поради ограничения на производственото ниво трябва да има разлики между всяка партида батерии и е много трудно да се получи набор от вектори на характеристиките, които са подходящи за всяка партида батерии.
Количествен анализ беше използван за анализиране на метода за оценка на разликата между отделните клетки. Първо, ключовите точки, влияещи върху производителността на батерията, се извличат чрез математически методи, а след това се извършва математическа абстракция, за да се постигне цялостна оценка и сравнение на производителността на батерията, а качественият анализ на производителността на батерията се преобразува в количествен анализ, така че да се оптимизира цялостна производителност на батерията. Представен е прост метод, който може да се приложи на практика. Предложена е цялостна система за оценка на производителността, базирана на избор и групиране на батерии, комбинираща субективно оценяване на Delphi и обективно измерване на степента на корелация на сивото и установяване на много-модел на корелация на сивото с много параметри за батериите, който преодолява този- едностранчивост на използването на единичен индекс като стандарт за оценка. Оценката на производителността на мощната литиево{2}}йонна батерия е реализирана и корелацията, получена от резултатите от оценката, осигурява надеждна теоретична основа за скрининг и съпоставяне на батерията на по-късен етап.
Методът за съвпадение на динамичните характеристики е главно за реализиране на функцията за съвпадение според кривата на зареждане и разреждане на батерията. Специфичните стъпки за изпълнение са първо да се извлекат характерните точки на кривата, за да се образува характеристичен вектор. Според разстоянието между характеристичните вектори между всяка крива, За индекса на съвпадение, класификацията на кривата се осъществява чрез избор на подходящ алгоритъм и след това процесът на съпоставяне на батерията завършва. Този метод на съпоставяне взема предвид промените в производителността на батерията по време на работа. На тази основа се избират други подходящи параметри за съвпадение на батерията и могат да се сортират батерии с по-стабилна производителност.
2. Метод на зареждане
Подходящият режим на зареждане оказва значително влияние върху капацитета на разреждане на батерията. Ако дълбочината на зареждане е плитка, капацитетът на разреждане ще бъде съответно намален. Ако се презареди, това ще повлияе на химическите активни вещества на батерията и ще причини необратими щети, намалявайки капацитета и живота на батерията. Поради това е необходимо да изберете подходяща скорост на зареждане, горна граница на напрежението и постоянно напрежение на прекъсване-ток, за да се гарантира, че ефективността на зареждане, безопасността и стабилността са оптимизирани, докато се реализира капацитетът на зареждане. Понастоящем захранващите литиево-йонни батерии използват 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 батерия с тройна система при различни токове на зареждане и различни-напрежения на прекъсване, може да се знае, че: (1) когато зареждането прекъсне{{5 }}изключено напрежение се натиска, зарядният ток се увеличава и съотношението на постоянния ток намалява. Времето за зареждане се съкращава, но консумацията на енергия се увеличава; (2) Когато зарядният ток се натисне, с намаляването на напрежението на прекъсване на зареждането-коефициентът на зареждане с постоянен ток намалява и капацитетът на зареждане и енергията се намаляват. За да се гарантира капацитета на батерията, железен фосфат. Напрежението на прекъсване на заряда-напрежението на литиево-йонните батерии не може да бъде по-ниско от 3,4V. За да балансирате времето за зареждане и загубата на енергия, изберете подходящ ток на зареждане и{12}}време на прекъсване.
Консистенцията на SOC на всяка клетка до голяма степен определя капацитета на разреждане на батерията, а балансираното зареждане предоставя възможност за постигане на подобна първоначална SOC платформа за разреждане на всяка клетка, което може да подобри капацитета на разреждане и ефективността на разреждане (разряден капацитет/съответстващ капацитет) . Методът на изравняване при зареждане се отнася до изравняване на мощността на литиево{0}}йонната батерия по време на процеса на зареждане. Обикновено изравняването започва, когато напрежението на батерията достигне или надвиши зададеното напрежение, а презареждането се предотвратява чрез намаляване на тока на зареждане.
Според различните състояния на единичните клетки в батерията, чрез модела на веригата за балансирано зареждане на батерията и изравнителната верига за фина-настройка на тока на зареждане на единичните клетки, се предлага метод, който може не само да реализира бързото зареждане на батерията, но и да елиминира несъответствието на отделните клетки. Стратегия за изравняване на контрола на заряда за ефектите от жизнения цикъл на батерията. По-конкретно, чрез превключващия сигнал, общата енергия на литиево-йонния пакет батерии се допълва към единичната батерия или енергията на единичната батерия се преобразува в цялостната батерия. По време на процеса на зареждане на батерията, чрез откриване на стойността на напрежението на всяка отделна клетка, когато напрежението на отделната клетка достигне определена стойност, модулът за балансиране започва да работи. Зарядният ток в единичната батерия се разделя, за да се намали напрежението на зареждане, а разделеният ток се преобразува от модула, за да върне енергията към шината за зареждане, за да постигне целта на баланса.
Някой предложи решение за изравняване на зареждането с променлива скорост. Идеята за изравняване на този метод е да се доставя допълнителна енергия само на единичната батерия с ниска енергия, което предотвратява процеса на извличане на енергията на единичната батерия с повече енергия, което значително опростява процеса. Топологията на изравнителната верига. Тоест, различни скорости на зареждане се използват за зареждане на отделните клетки с различни енергийни състояния, така че да се постигне добър ефект на баланс.
3. Скорост на разреждане
Скоростта на разреждане е решаващ индикатор за мощните литиево{0}}йонни батерии. Високоскоростният разряд на батерията е тест за положителните и отрицателните електродни материали и електролити. За материала на положителния електрод литиев железен фосфат, неговата структура е стабилна, напрежението по време на зареждане и разреждане е малко и има основните условия за висок разряд на тока, но недостатъкът е, че проводимостта на литиево-железния фосфат е лоша. 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 на батерията и концентрацията на електролита.
Следователно различните скорости на разреждане водят до различно време на разреждане и платформи на напрежението на разреждане на батериите, което от своя страна води до различен капацитет на разреждане, което е особено очевидно за паралелни батерии. Поради това е необходимо да се избере подходящата скорост на разреждане. Използваемият капацитет на батерията намалява с увеличаване на тока на разреждане.
Jiang Cuina et al. изследва ефекта от скоростта на разреждане върху освобождаемия капацитет на клетките на литиево-железо-фосфатните батерии. Група единични клетки с добра първоначална консистенция от същия тип бяха заредени до 3,8V при 1C ток и след това бяха заредени при 0.1, 0.2, скоростите на разреждане {{7} }.5, 1, 2 и 3C бяха разредени до 2,5V и кривата на връзката между напрежението и разредената мощност беше записана, както е показано на фигура 1. Експерименталните резултати показват, че освободеният капацитет на 1 и 2C е 97,8 процента и 96,5 процента от освободения капацитет на C/3, а освободената енергия е съответно 97,2 процента и 94,3 процента от енергията, освободена от C/3. Увеличаването на капацитета и енергията, отделяни от литиево{27}}йонната батерия, са значително намалени.
Когато литиево{0}}йонната батерия е разредена, обикновено се използва националният стандарт 1C, а максималният ток на разреждане обикновено е ограничен до 23C. Когато се разреди голям ток, ще настъпи голямо повишаване на температурата и ще доведе до загуба на енергия. Поради това е необходимо да се следи температурата на батерията в реално време, за да се предотврати повреда на батерията поради прекомерна температура и да се намали експлоатационният живот на батерията.
4. Температурни условия
Температурата значително влияе върху активността и електролитните характеристики на електродния материал вътре в батерията. Твърде високата и твърде ниската температура оказват по-голямо влияние върху капацитета на батерията.
При ниска температура активността на батерията е значително намалена, способността за интеркалиране и извличане на литий намалява, вътрешното съпротивление и поляризационното напрежение на батерията се увеличават, действителният използваем капацитет намалява, капацитетът на разреждане на батерията се намалява , платформата за разреждане е ниска и е по-вероятно батерията да достигне напрежението на прекъсване на разряда{0}}. Тъй като наличният капацитет на батерията намалява, ефективността на използване на енергията на батерията намалява.
Когато температурата се повиши, извличането и вкарването на литиеви йони между положителните и отрицателните електроди стават активни, така че вътрешното съпротивление на батерията се намалява и времето за стабилност на вътрешното съпротивление става по-дълго, което увеличава количеството на подвижността на електроните в външна верига и капацитетът е по-ефективен. играй. Въпреки това, ако батерията работи в среда с висока температура за дълго време, стабилността на структурата на положителната решетка ще се влоши, безопасността на батерията ще бъде намалена и животът на батерията ще бъде значително съкратен.
Li Zhe et al. изследва ефекта на температурата върху действителния капацитет на разреждане на батерията и записва съотношението на действителния капацитет на разреждане на батерията към стандартния капацитет на разреждане (1C разреждане при 25 градуса) при различни температури. Съпоставете промяната на капацитета на батерията с температурата и получете: Във формулата: C е капацитетът на батерията; T е температурата; R2 е коефициентът на корелация на фитинга. Експериментите показват, че капацитетът на батерията намалява много бързо при ниска температура, докато капацитетът се увеличава с повишаване на температурата при около нормална температура. Капацитетът на батерията при -40 градуса е само 1/3 от номиналната стойност, докато при 0 градуса до 60 градуса капацитетът на батерията се увеличава от 80 процента от номиналния капацитет до 100 процента.
Анализът показва, че скоростта на промяна на омичното вътрешно съпротивление при ниска температура е по-голяма от тази при висока температура, което показва, че ниската температура има по-очевиден ефект върху активността на батерията, като по този начин се отразява на разреждаемата мощност на батерията. С повишаване на температурата, омичното вътрешно съпротивление и поляризационното вътрешно съпротивление на процеса на зареждане и разреждане намаляват. Въпреки това, при по-високи температури балансът на химическата реакция в батерията и стабилността на материала ще бъдат унищожени, което ще доведе до възможни странични реакции, които ще повлияят на капацитета на батерията и вътрешното съпротивление, което ще доведе до съкращаване на живота на цикъла и дори намалена безопасност.
Следователно, както високите, така и ниските температури ще повлияят на производителността и експлоатационния живот на литиево-желязо-фосфатните батерии. В реалния работен процес трябва да се използват методи като управление на топлината на новата батерия, за да се гарантира, че батерията работи при подходящи температурни условия. При теста на пакета батерии може да се установи помещение за изпитване с постоянна температура от 25 градуса.
