Faktory ovlivňující vybíjecí kapacitu lithium-iontových baterií PACK

lithium-ion-1

Lithium-iontová baterie PACK je důležitým produktem, který provádí test elektrického výkonu po screeningu, seskupování, seskupování a montáži článku a určuje, zda je kapacita a tlakový rozdíl způsobilé.

Baterie sériově paralelní monomer je konzistence mezi a speciálními požadavky v sadě baterií, má pouze dobrou kapacitu, nabitý stav, jako je vnitřní odpor, lze dosáhnout konzistence samovybíjení pro přehrávání a uvolnění, kapacita baterie, pokud špatná konzistence může vážně ovlivnit celý výkon baterie, dokonce i kvůli nabíjení nebo vybíjení, které způsobují bezpečné skryté potíže.Dobrá metoda složení je účinný způsob, jak zlepšit konzistenci monomeru.

Lithium-iontová baterie je omezena okolní teplotou, příliš vysoká nebo příliš nízká teplota ovlivní kapacitu baterie.Životnost baterie může být ovlivněna, pokud baterie pracuje dlouhou dobu při vysoké teplotě.Pokud je teplota příliš nízká, kapacita se bude obtížně přehrávat.Rychlost vybíjení odráží kapacitu baterie při nabíjení a vybíjení vysokým proudem.Pokud je rychlost vybíjení příliš malá, rychlost nabíjení a vybíjení je pomalá, což ovlivňuje účinnost testu.Pokud je rychlost příliš velká, dojde ke snížení kapacity vlivem polarizačního efektu a tepelného efektu baterie, proto je nutné zvolit vhodnou rychlost nabíjení a vybíjení.

1. Konzistence konfigurace

Dobré uspořádání může nejen zlepšit míru využití článku, ale také řídit konzistenci článku, což je základem pro dosažení dobré vybíjecí kapacity a stability cyklu baterie.Stupeň rozptylu AC impedance se však zesílí v případě nízké kapacity baterie, což oslabí výkon cyklu a dostupnou kapacitu sady baterií.Je navržen způsob konfigurace baterií založený na charakteristickém vektoru baterií.Tento vektor odráží podobnost mezi údaji o nabíjecím a vybíjecím napětí jedné baterie a standardní baterie.Čím blíže je křivka nabití a vybití baterie standardní křivce, tím vyšší je její podobnost a korelační koeficient se blíží 1. Tato metoda je založena především na korelačním koeficientu napětí monomeru v kombinaci s dalšími parametry k dosáhnout lepších výsledků.Potíž s tímto přístupem je poskytnout standardní vektor vlastností baterie.Kvůli omezením na úrovni produkce musí existovat rozdíly mezi buňkami produkovanými v každé dávce a je velmi obtížné získat znakový vektor, který je vhodný pro každou dávku.

Kvantitativní analýza byla použita k analýze metody vyhodnocení rozdílu mezi jednotlivými buňkami.Nejprve byly matematickou metodou extrahovány klíčové body ovlivňující výkon baterie a poté byla provedena matematická abstrakce za účelem komplexního vyhodnocení a srovnání výkonu baterie.Kvalitativní analýza výkonu baterie byla transformována do kvantitativní analýzy a byla navržena praktická jednoduchá metoda pro optimální alokaci výkonu baterie.Je navržen na základě výběru buněk soubor komplexního systému hodnocení výkonu, bude subjektivní stupeň Delphi stupně šedé korelace a objektivní měření, je vytvořen model víceparametrové korelace šedé baterie a překoná jednostrannost jediného indexu jako standardu hodnocení, implementuje hodnocení výkonu lithium-iontové baterie typu napájení, stupeň korelace získaný z výsledků hodnocení poskytuje spolehlivý teoretický základ pro pozdější výběr a přidělení baterií.

Důležité dynamické charakteristiky u skupinové metody jsou podle křivky nabití a vybití baterie pro dosažení funkce se skupinou, jejím konkrétním implementačním krokem je extrahovat bod prvku na křivce, nejprve vytvořit vektor prvku podle každé křivky mezi vzdáleností mezi příznakovým vektorem pro sadu indikátorů, výběrem vhodných algoritmů pro realizaci klasifikace křivky a poté dokončením baterie skupinového procesu.Tato metoda bere v úvahu změny výkonu baterie v provozu.Na základě toho jsou vybrány další vhodné parametry pro provedení konfigurace baterie a lze třídit baterii s relativně konzistentním výkonem.

2. Způsob nabíjení

Správný nabíjecí systém má důležitý vliv na vybíjecí kapacitu baterií.Pokud je hloubka nabíjení nízká, kapacita vybíjení se odpovídajícím způsobem sníží.Pokud je hloubka nabití příliš nízká, dojde k ovlivnění chemických aktivních látek baterie a nevratnému poškození, které sníží kapacitu a životnost baterie.Proto by měla být zvolena vhodná rychlost nabíjení, horní mezní napětí a konstantní vypínací proud napětí, aby bylo zajištěno, že lze dosáhnout nabíjecí kapacity a zároveň optimalizovat účinnost nabíjení, bezpečnost a stabilitu.V současné době používá lithium-iontová baterie většinou režim nabíjení konstantním proudem – konstantním napětím.Analýzou výsledků nabíjení konstantním proudem a konstantním napětím lithium-železofosfátového systému a baterií ternárního systému při různých nabíjecích proudech a různých vypínacích napětích lze vidět, že:(1) když je napětí pro přerušení nabíjení zapnuto, nabíjecí proud se zvyšuje, poměr konstantního proudu se snižuje, doba nabíjení se snižuje, ale spotřeba energie se zvyšuje;(2) Když je nabíjecí proud zapnutý, s poklesem vypínacího napětí nabíjení se poměr nabíjení konstantním proudem snižuje, nabíjecí kapacita i energie se snižují.Aby byla zajištěna kapacita baterie, nemělo by být vypínací napětí lithium-železofosfátové baterie nižší než 3,4 V.Chcete-li vyvážit dobu nabíjení a ztrátu energie, zvolte vhodný nabíjecí proud a dobu vypnutí.

Konzistence SOC každého monomeru do značné míry určuje kapacitu vybíjení baterie a vyvážené nabíjení poskytuje možnost realizovat podobnost počáteční platformy SOC každého vybití monomeru, což může zlepšit kapacitu vybíjení a účinnost vybíjení (kapacita vybíjení / kapacita konfigurace ).Vyrovnávací režim při nabíjení se týká vyvážení výkonu lithium-iontové baterie v procesu nabíjení.Obecně se začíná vyrovnávat, když napětí baterie dosáhne nebo je vyšší než nastavené napětí, a zabraňuje přebíjení snížením nabíjecího proudu.

Podle různých stavů jednotlivých článků v bateriovém bloku byla navržena vyvážená strategie řízení nabíjení pro realizaci rychlého nabíjení bateriového bloku a eliminaci vlivu nekonzistentních jednotlivých článků na životnost cyklu bateriového bloku jemným doladěním nabíjení. proud jednotlivých článků přes model vyváženého řídicího obvodu nabíjení baterie.Konkrétně může být celková energie lithium-iontové baterie doplněna do jednotlivé baterie přepínáním signálů nebo může být energie jednotlivé baterie převedena na celkovou baterii.Během nabíjení bateriového řetězce vyvažovací modul kontroluje napětí každé baterie.Když napětí dosáhne určité hodnoty, vyrovnávací modul začne pracovat.Nabíjecí proud v jedné baterii je bočníkem, aby se snížilo nabíjecí napětí, a energie je přiváděna zpět do nabíjecí sběrnice přes modul pro konverzi, aby se dosáhlo účelu rovnováhy.

Někteří lidé navrhují řešení variačního vyrovnání nabíjení.Myšlenka ekvalizace této metody spočívá v tom, že do jednotlivého článku s nízkou energií je dodávána pouze dodatečná energie, což zabraňuje procesu odebírání energie jednoho článku s vysokou energií, což značně zjednodušuje topologii vyrovnávacího obvodu.To znamená, že různé rychlosti nabíjení se používají k nabíjení jednotlivých baterií s různými energetickými stavy, aby se dosáhlo dobrého vyváženého efektu.

3. Rychlost vybíjení

Rychlost vybíjení je u lithium-iontových baterií velmi důležitým ukazatelem.Velká rychlost vybíjení baterie je testem na materiály kladných a záporných elektrod a elektrolyt.Pokud jde o fosforečnan lithný, má stabilní strukturu, malé namáhání při nabíjení a vybíjení a má základní podmínky velkého vybíjení proudu, ale nepříznivým faktorem je špatná vodivost fosforečnanu lithného.Rychlost difúze iontů lithia v elektrolytu je důležitým faktorem ovlivňujícím rychlost vybíjení baterie a difúze iontů v baterii úzce souvisí se strukturou a koncentrací elektrolytu v baterii.

Proto různé rychlosti vybíjení vedou k různé době vybíjení a platformám vybíjecího napětí baterií, což vede k různým vybíjecím kapacitám, zejména u paralelních baterií.Proto by měla být zvolena vhodná rychlost vybíjení.Dostupná kapacita baterie klesá s rostoucím vybíjecím proudem.

Jiang Cuina atd. studovat rychlost vybíjení fosforečnanu železitého monomeru lithium-iontové baterie může vybíjet kapacitu, vliv sady stejného typu počáteční konzistence lepší monomerní baterie jsou v 1 c proudu nabití na 3,8 V, pak respektive o 0,1, 0,2, 0,5, 1, 2, 3 c vybíjecí rychlost vybíjení na 2,5 V, zaznamenejte vztah mezi křivkou napětí a vybíjecího výkonu, viz obrázek 1. Experimentální výsledky ukazují, že uvolněná kapacita 1 a 2C je 97,8 % a 96,5 % uvolněné kapacity C/3 a uvolněná energie je 97,2 % a 94,3 % uvolněné energie C/3.Je vidět, že s rostoucím vybíjecím proudem výrazně klesá uvolněná kapacita a uvolněná energie lithium-iontové baterie.

Při vybíjení lithium-iontových baterií se obecně volí národní standard 1C a maximální vybíjecí proud je obvykle omezen na 2 ~ 3C.Při vybíjení velkým proudem dojde k velkému nárůstu teploty a ztrátě energie.Proto sledujte teplotu řetězců baterie v reálném čase, abyste zabránili poškození baterie a zkrátili její životnost.

4. Teplotní podmínky

Teplota má důležitý vliv na aktivitu materiálu elektrody a výkon elektrolytu v baterii.Kapacita baterie je výrazně ovlivněna vysokou nebo nízkou teplotou.

Při nízké teplotě se výrazně snižuje aktivita baterie, snižuje se schopnost vkládat a uvolňovat lithium, zvyšuje se vnitřní odpor baterie a polarizační napětí, snižuje se skutečná dostupná kapacita, snižuje se vybíjecí kapacita baterie, snižuje se vybíjecí kapacita baterie, zvyšuje se životnost baterie a její polarizační napětí. vybíjecí platforma je nízká, baterie snáze dosáhne vybíjecího vypínacího napětí, což se projevuje snížením dostupné kapacity baterie, snížením účinnosti využití energie baterie.

Jak teplota stoupá, ionty lithia se vynořují a ukládají se mezi kladný a záporný pól, aktivují se, takže vnitřní odpor baterie klesá a doba uchopení se prodlužuje, což zvyšuje pohyb elektronického pásku ve vnějším obvodu a zvyšuje efektivitu kapacity.Pokud však baterie pracuje delší dobu při vysoké teplotě, zhorší se stabilita kladné mřížkové struktury, sníží se bezpečnost baterie a výrazně se zkrátí životnost baterie.

Zhe Li a kol.studoval vliv teploty na skutečnou kapacitu vybíjení baterií a zaznamenával poměr skutečné kapacity vybíjení baterií ke standardní kapacitě vybíjení (1C vybíjení při 25 °C) při různých teplotách.Přizpůsobením změny kapacity baterie s teplotou můžeme získat: kde: C je kapacita baterie;T je teplota;R2 je korelační koeficient tvarovky.Experimentální výsledky ukazují, že kapacita baterie se rychle snižuje při nízké teplotě, ale zvyšuje se s rostoucí teplotou při pokojové teplotě.Kapacita baterie při -40 ℃ je pouze jedna třetina nominální hodnoty, zatímco při 0 ℃ až 60 ℃ kapacita baterie roste z 80 procent nominální kapacity na 100 procent.

Analýza ukazuje, že rychlost změny ohmického odporu při nízké teplotě je větší než při vysoké teplotě, což ukazuje, že nízká teplota má významný dopad na činnost baterie, a tak může dojít k uvolnění baterie.S rostoucí teplotou klesá ohmický odpor a polarizační odpor procesu nabíjení a vybíjení.Při vyšších teplotách však dojde ke zničení rovnováhy chemických reakcí a stability materiálu v baterii, což má za následek možné vedlejší reakce, které ovlivní kapacitu a vnitřní odpor baterie, což má za následek zkrácení životnosti a dokonce snížení bezpečnosti.

Proto jak vysoká teplota, tak nízká teplota ovlivní výkon a životnost lithium-železofosfátové baterie.Ve skutečném pracovním procesu by měly být přijaty nové metody, jako je tepelný management baterie, aby bylo zajištěno, že baterie bude fungovat za vhodných teplotních podmínek.Testovací místnost s konstantní teplotou 25 ℃ může být stanovena v odkazu na testování sady baterií.

lithium-ion-2


Čas odeslání: 21. února 2022