Faktor yang mempengaruhi kapasiti nyahcas PACK bateri litium-ion

lithium-ion-1

PACK bateri ion litium ialah produk penting yang menjalankan ujian prestasi elektrik selepas penapisan, pengelompokan, pengumpulan dan pemasangan sel, dan menentukan sama ada kapasiti dan perbezaan tekanan adalah layak.

Monomer selari siri bateri ialah ketekalan antara kepada pertimbangan khusus dalam PACK bateri, hanya mempunyai kapasiti yang baik, keadaan dicas, seperti rintangan dalaman, konsistensi nyahcas sendiri boleh dicapai untuk bermain dan melepaskan, kapasiti bateri jika konsistensi buruk boleh menjejaskan serius keseluruhan prestasi bateri, malah menyebabkan pengecasan atau pelepasan yang menyebabkan masalah tersembunyi yang selamat.Kaedah komposisi yang baik adalah cara yang berkesan untuk meningkatkan ketekalan monomer.

Bateri litium ion dihadkan oleh suhu ambien, suhu terlalu tinggi atau terlalu rendah akan menjejaskan kapasiti bateri.Hayat kitaran bateri mungkin terjejas jika bateri berfungsi pada suhu tinggi untuk masa yang lama.Jika suhu terlalu rendah, kapasiti akan menjadi sukar untuk dimainkan.Kadar nyahcas mencerminkan kapasiti pengecasan dan nyahcas bateri pada arus tinggi.Jika kadar nyahcas terlalu kecil, kelajuan pengecasan dan nyahcas adalah perlahan, yang menjejaskan kecekapan ujian.Jika kadar terlalu besar, kapasiti akan dikurangkan disebabkan oleh kesan polarisasi dan kesan haba bateri, jadi perlu memilih kadar cas dan nyahcas yang sesuai.

1. Ketekalan konfigurasi

Susunan yang baik bukan sahaja dapat meningkatkan kadar penggunaan sel, tetapi juga mengawal ketekalan sel, yang merupakan asas untuk mencapai kapasiti nyahcas yang baik dan kestabilan kitaran pek bateri.Walau bagaimanapun, tahap penyebaran impedans AC akan dipergiatkan dalam kes kapasiti bateri yang lemah, yang akan melemahkan prestasi kitaran dan kapasiti pek bateri yang tersedia.Kaedah konfigurasi bateri berdasarkan vektor ciri bateri dicadangkan.Vektor ciri ini menggambarkan persamaan antara data voltan cas dan nyahcas bagi satu bateri dan bateri standard.Semakin hampir keluk cas-nyahcas bateri dengan keluk piawai, semakin tinggi persamaannya, dan semakin hampir pekali korelasi kepada 1. Kaedah ini terutamanya berdasarkan pekali korelasi voltan monomer, digabungkan dengan parameter lain untuk mencapai hasil yang lebih baik.Kesukaran dengan pendekatan ini adalah untuk membekalkan vektor ciri bateri standard.Disebabkan oleh kekangan tahap pengeluaran, pasti terdapat perbezaan antara sel yang dihasilkan dalam setiap kelompok, dan sangat sukar untuk mendapatkan vektor ciri yang sesuai untuk setiap kelompok.

Analisis kuantitatif digunakan untuk menganalisis kaedah penilaian perbezaan antara sel tunggal.Pertama, perkara utama yang mempengaruhi prestasi bateri telah diekstrak melalui kaedah matematik, dan kemudian abstraksi matematik telah dijalankan untuk merealisasikan penilaian dan perbandingan prestasi bateri yang komprehensif.Analisis kualitatif prestasi bateri telah diubah menjadi analisis kuantitatif, dan kaedah mudah praktikal untuk peruntukan optimum prestasi bateri telah dikemukakan.Dicadangkan berdasarkan set pemilihan sel sistem penilaian prestasi yang komprehensif, gred Delphi subjektif darjah korelasi kelabu dan pengukuran objektif, model korelasi kelabu berbilang parameter bateri ditubuhkan, dan mengatasi berat sebelah indeks tunggal sebagai standard penilaian, melaksanakan penilaian prestasi bateri ion litium kuasa jenis kuasa, Tahap korelasi yang diperoleh daripada keputusan penilaian menyediakan asas teori yang boleh dipercayai untuk pemilihan dan peruntukan bateri kemudian.

Ciri dinamik penting dengan kaedah kumpulan adalah mengikut lengkung cas bateri dan nyahcas untuk mencapai fungsi dengan kumpulan, langkah pelaksanaan konkritnya adalah untuk mengekstrak titik ciri pada lengkung, pertama untuk membentuk vektor ciri, mengikut setiap lengkung antara jarak antara vektor ciri untuk set penunjuk, dengan memilih algoritma yang sesuai untuk merealisasikan klasifikasi lengkung, dan kemudian melengkapkan bateri proses kumpulan.Kaedah ini mengambil kira variasi prestasi bateri dalam operasi.Atas dasar ini, parameter lain yang sesuai dipilih untuk menjalankan konfigurasi bateri, dan bateri dengan prestasi yang agak konsisten boleh diisih.

2. Kaedah pengecasan

Sistem pengecasan yang betul mempunyai kesan penting ke atas kapasiti nyahcas bateri.Jika kedalaman pengecasan rendah, kapasiti nyahcas akan berkurangan sama.Jika kedalaman pengecasan terlalu rendah, bahan kimia aktif bateri akan terjejas dan kerosakan tidak dapat dipulihkan akan menyebabkan, mengurangkan kapasiti dan hayat bateri.Oleh itu, kadar pengecasan yang sesuai, voltan had atas dan arus pemotongan voltan malar harus dipilih untuk memastikan kapasiti pengecasan dapat dicapai, sambil mengoptimumkan kecekapan pengecasan dan keselamatan dan kestabilan.Pada masa ini, bateri ion litium kuasa kebanyakannya menggunakan mod pengecasan arus malar - voltan malar.Dengan menganalisis keputusan pengecasan arus malar dan voltan malar sistem fosfat besi litium dan bateri sistem ternary di bawah arus pengecasan yang berbeza dan voltan pemotongan yang berbeza, dapat dilihat bahawa:(1) apabila voltan pemotongan pengecasan tepat pada masanya, arus pengecasan meningkat, nisbah arus malar berkurangan, masa pengecasan berkurangan, tetapi penggunaan tenaga meningkat;(2) Apabila arus pengecasan menepati masa, dengan pengurangan voltan pemotongan pengecasan, nisbah pengecasan arus malar berkurangan, kapasiti pengecasan dan tenaga kedua-duanya berkurangan.Untuk memastikan kapasiti bateri, voltan pemotongan pengecasan bateri fosfat besi litium tidak boleh lebih rendah daripada 3.4V.Untuk mengimbangi masa pengecasan dan kehilangan tenaga, pilih masa semasa pengecasan dan masa pemotongan yang sesuai.

Konsistensi SOC setiap monomer sebahagian besarnya menentukan kapasiti nyahcas pek bateri, dan pengecasan seimbang memberikan kemungkinan untuk merealisasikan persamaan platform SOC awal setiap nyahcas monomer, yang boleh meningkatkan kapasiti nyahcas dan kecekapan nyahcas (kapasiti nyahcas/kapasiti konfigurasi ).Mod pengimbangan dalam pengecasan merujuk kepada pengimbangan bateri ion litium kuasa dalam proses pengecasan.Ia biasanya mula mengimbangi apabila voltan pek bateri mencapai atau lebih tinggi daripada voltan yang ditetapkan, dan menghalang pengecasan berlebihan dengan mengurangkan arus pengecasan.

Mengikut keadaan sel individu yang berbeza dalam pek bateri, strategi kawalan pengecasan yang seimbang telah dicadangkan untuk merealisasikan pengecasan pantas pek bateri dan menghapuskan pengaruh sel individu yang tidak konsisten pada hayat kitaran pek bateri dengan memperhalusi pengecasan. arus sel individu melalui model litar kawalan pengecasan seimbang bagi pek bateri.Secara khusus, tenaga keseluruhan pek bateri ion litium boleh ditambah kepada bateri individu dengan menukar isyarat, atau tenaga bateri individu boleh ditukar kepada pek bateri keseluruhan.Semasa pengecasan rentetan bateri, modul pengimbangan menyemak voltan setiap bateri.Apabila voltan mencapai nilai tertentu, modul pengimbangan mula berfungsi.Arus pengecasan dalam bateri tunggal adalah shunt untuk mengurangkan voltan pengecasan, dan tenaga disalurkan kembali ke bas pengecasan melalui modul untuk penukaran, untuk mencapai tujuan keseimbangan.

Sesetengah orang mengemukakan penyelesaian penyamaan pengecasan variasi.Idea penyamaan kaedah ini ialah hanya tenaga tambahan yang dibekalkan kepada sel tunggal dengan tenaga rendah, yang menghalang proses mengeluarkan tenaga sel tunggal dengan tenaga tinggi, yang sangat memudahkan topologi litar penyamaan.Iaitu, kadar pengecasan yang berbeza digunakan untuk mengecas bateri individu dengan keadaan tenaga yang berbeza untuk mencapai kesan keseimbangan yang baik.

3. Kadar pelepasan

Kadar nyahcas ialah indeks yang sangat penting untuk bateri ion litium jenis kuasa.Kadar nyahcas bateri yang besar adalah ujian untuk bahan elektrod dan elektrolit positif dan negatif.Bagi fosfat besi litium, ia mempunyai struktur yang stabil, ketegangan kecil semasa cas dan pelepasan, dan mempunyai syarat asas pelepasan arus yang besar, tetapi faktor yang tidak menguntungkan ialah kekonduksian yang lemah fosfat besi litium.Kadar resapan ion litium dalam elektrolit merupakan faktor penting yang mempengaruhi kadar nyahcas bateri, dan resapan ion dalam bateri berkait rapat dengan struktur dan kepekatan elektrolit bateri.

Oleh itu, kadar nyahcas yang berbeza membawa kepada masa nyahcas yang berbeza dan platform voltan nyahcas bateri, yang membawa kepada kapasiti nyahcas yang berbeza, terutamanya untuk bateri selari.Oleh itu, kadar pelepasan yang sesuai harus dipilih.Kapasiti bateri yang tersedia berkurangan dengan peningkatan arus nyahcas.

Jiang Cuina dan lain-lain untuk mengkaji kadar nyahcas besi fosfat litium-ion bateri monomer boleh nyahcas kapasiti, pengaruh satu set jenis yang sama konsistensi awal bateri monomer yang lebih baik adalah dalam 1 c cas semasa kepada 3.8 V, kemudian masing-masing sebanyak 0.1, 0.2, 0.5, 1, 2, 3 c kadar nyahcas nyahcas kepada 2.5 V, rekodkan hubungan antara voltan dan keluk kuasa nyahcas, Lihat Rajah 1. Keputusan eksperimen menunjukkan bahawa kapasiti terbebas 1 dan 2C ialah 97.8% dan 96.5 % daripada kapasiti terbebas C/3, dan tenaga yang dilepaskan masing-masing adalah 97.2% dan 94.3% daripada tenaga terbebas C/3.Ia dapat dilihat bahawa dengan peningkatan arus nyahcas, kapasiti yang dilepaskan dan tenaga yang dibebaskan bateri lithium ion berkurangan dengan ketara.

Dalam pelepasan bateri litium ion, standard kebangsaan 1C biasanya dipilih, dan arus nyahcas maksimum biasanya terhad kepada 2 ~ 3C.Apabila menyahcas dengan arus tinggi, akan berlaku kenaikan suhu yang besar dan kehilangan tenaga.Oleh itu, pantau suhu rentetan bateri dalam masa nyata untuk mengelakkan kerosakan bateri dan memendekkan hayat bateri.

4. Keadaan suhu

Suhu mempunyai kesan penting ke atas aktiviti bahan elektrod dan prestasi elektrolit dalam bateri.Kapasiti bateri sangat dipengaruhi oleh suhu tinggi atau rendah.

Pada suhu rendah, aktiviti bateri dikurangkan dengan ketara, keupayaan untuk membenamkan dan melepaskan litium berkurangan, rintangan dalaman bateri dan peningkatan voltan polarisasi, kapasiti sebenar yang tersedia dikurangkan, kapasiti nyahcas bateri dikurangkan, platform nyahcas rendah, bateri lebih mudah untuk mencapai voltan pemotongan pelepasan, yang ditunjukkan apabila kapasiti bateri yang tersedia berkurangan, kecekapan penggunaan tenaga bateri berkurangan.

Apabila suhu meningkat, ion litium muncul dan terbenam di antara kutub positif dan negatif menjadi aktif, jadi rintangan dalaman bateri berkurangan dan masa cengkaman menjadi lebih lama, yang meningkatkan pergerakan jalur elektronik dalam litar luaran dan menjadikan kapasiti lebih berkesan.Walau bagaimanapun, jika bateri berfungsi pada suhu tinggi untuk masa yang lama, kestabilan struktur kekisi positif akan menjadi lebih teruk, keselamatan bateri akan berkurangan, dan hayat bateri akan dipendekkan dengan ketara.

Zhe Li et al.mengkaji pengaruh suhu pada kapasiti nyahcas sebenar bateri, dan merekodkan nisbah kapasiti nyahcas sebenar bateri kepada kapasiti nyahcas standard (nyahcas 1C pada 25 ℃) pada suhu yang berbeza.Memasang perubahan kapasiti bateri dengan suhu, kita boleh mendapatkan: di mana: C ialah kapasiti bateri;T ialah suhu;R2 ialah pekali korelasi bagi pemasangan.Keputusan eksperimen menunjukkan bahawa kapasiti bateri mereput dengan cepat pada suhu rendah, tetapi meningkat dengan peningkatan suhu pada suhu bilik.Kapasiti bateri pada -40℃ hanya satu pertiga daripada nilai nominal, manakala pada 0℃ hingga 60℃, kapasiti bateri meningkat daripada 80 peratus kapasiti nominal kepada 100 peratus.

Analisis menunjukkan bahawa kadar perubahan rintangan ohmik pada suhu rendah adalah lebih besar daripada pada suhu tinggi, yang menunjukkan bahawa suhu rendah mempunyai kesan yang ketara ke atas aktiviti bateri, sekali gus menjejaskan bateri boleh dilepaskan.Dengan peningkatan suhu, rintangan ohmik dan rintangan polarisasi proses pengecasan dan nyahcas berkurangan.Walau bagaimanapun, pada suhu yang lebih tinggi, keseimbangan tindak balas kimia dan kestabilan bahan dalam bateri akan dimusnahkan, mengakibatkan tindak balas sampingan yang mungkin berlaku, yang akan menjejaskan kapasiti dan rintangan dalaman bateri, mengakibatkan hayat kitaran yang dipendekkan dan juga mengurangkan keselamatan.

Oleh itu, kedua-dua suhu tinggi dan suhu rendah akan menjejaskan prestasi dan hayat perkhidmatan bateri fosfat besi litium.Dalam proses kerja sebenar, kaedah baharu seperti pengurusan haba bateri harus diguna pakai untuk memastikan bateri berfungsi pada keadaan suhu yang sesuai.Bilik ujian suhu malar 25 ℃ boleh diwujudkan dalam pautan ujian PACK bateri.

lithium-ion-2


Masa siaran: Feb-21-2022