Laden des Selbstentladungsresonanzfaktors und Messmethode für Lithiumbatterien

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In diesem Dokument werden die Auswirkungen von Materialien für positive und negative Elektroden, Elektrolyten und Lagerumgebungen auf die Selbstentladungsrate von Lithium-Ionen-Batterien beschrieben. Gleichzeitig werden die derzeit allgemein verwendete Methode zur Messung der Selbstentladungsrate von Lithium-Ionen-Akkus und eine neue Methode zur schnellen Messung der Selbstentladungsrate vorgestellt. Von den Hightech-Ingenieuren von Guoxuan, alle sind herzlich eingeladen, dies zu teilen! Selbstentladungsreaktionen bei Lithium-Ionen-Akkus lassen sich nicht verhindern, sie führen jedoch nicht nur zu einer Reduzierung der Akkuleistung selbst, sondern beeinträchtigen auch die Akku- bzw. Zyklenlebensdauer erheblich.

Die Selbstentladungsrate der Lithium-Ionen-Batterie beträgt im Allgemeinen 2 % bis 5 % pro Monat und kann die Anforderungen der Monomerbatterie vollständig erfüllen. Sobald jedoch die Monomer-Lithium-Ionen-Batterie zu einem Modul zusammengebaut ist, kann die Endspannung jeder Monomer-Lithium-Ionen-Batterie aufgrund der Eigenschaften jeder Monomer-Lithium-Ionen-Batterie nach jedem Laden und Entladen nicht vollständig konsistent sein, sodass eine Monomer-Batterie in einem Lithium-Ionen-Batteriemodul erscheint und die Leistung der Monomer-Lithium-Ionen-Batterie nachlässt. Mit zunehmender Anzahl von Lade- und Entladevorgängen nimmt der Verschleiß weiter zu und die Zyklenlebensdauer sinkt im Vergleich zur ungepaarten Monomerbatterie deutlich.

Daher ist eine eingehende Erforschung der Selbstentladungsrate von Lithium-Ionen-Batterien für die Batterieproduktion dringend erforderlich. Erstens bezieht sich die Selbstentladung des Selbstentladungsfaktors der Batterie. Das Selbstentladungsphänomen bezieht sich auf das Phänomen des Selbstverlusts, wenn die Batterie eingeschaltet ist, und wird auch als aufladbare Kapazität bezeichnet. Die Selbstentladung kann grundsätzlich in zwei Arten unterteilt werden: reversible Selbstentladung und irreversible Selbstentladung.

Der Kapazitätsverlust kann reversibel sein, um die reversible Selbstentladung auszugleichen, und das Prinzip ähnelt der normalen Entladereaktion der Batterie. Der Kapazitätsverlust kann durch Selbstentladung oder irreversible Selbstentladung nicht ausgeglichen werden. Ein wichtiger Grund hierfür sind Reaktionen im Inneren der Batterie, darunter Reaktionen an der positiven Elektrode und dem Elektrolyten, Reaktionen in der Elektrolytlösung, Reaktionen durch Elektrolyt-Autobiose und irreversible Reaktionen durch Mikrokurzschlüsse aufgrund von Verunreinigungen bei der Herstellung. Die Einflussfaktoren der Selbstentladung sind wie folgt beschrieben.

1. Der Einfluss des positiven Elektrodenmaterials ist wichtig, da das Übergangsmetall und die Verunreinigungen des positiven Elektrodenmaterials innerhalb der Niederschläge der negativen Elektrode kurzzeitig entladen werden und dadurch erneut aus einer Lithium-Ionen-Batterie entladen werden. Yah-Meiteng et al. Untersuchung der physikalischen und elektrochemischen Eigenschaften von zwei positiven LIFEPO4-Materialien.

Die Studie ergab, dass die Selbstentladungsrate aufgrund des Eisenverunreinigungsgehalts in den Rohstoffen und des Lade- und Entladevorgangs hoch war. Der Grund dafür war, dass das Eisen durch die negative Elektrode allmählich reduziert wurde und die Membran durchbohrte, was zu einem Kurzschluss in der Batterie und somit zu einer höheren Selbstentladung führte. 2 Der Einfluss des negativen Elektrodenmaterials auf die Selbstentladung ist aufgrund der irreversiblen Reaktion des negativen Elektrodenmaterials und des Elektrolyten wichtig. Bereits 2003 haben Aurbach et al.

Es wurde vorgeschlagen, den Elektrolyten wiederherzustellen und das Gas freizusetzen, sodass die Oberfläche des Graphitteils dem Elektrolyten ausgesetzt war. Während des Lade- und Entladevorgangs ist die Graphitschichtstruktur von Lithiumionen inhärent und wird leicht zerstört, was zu einer höheren Selbstentladungsrate führt. 3 Auswirkungen der Elektrolytlösung: Korrosion des Elektrolyten oder Verunreinigungen auf der Oberfläche der negativen Elektrode; das Elektrodenmaterial wird im Elektrolyten aufgelöst; die Elektrode wird durch die Elektrolytlösung aufgelöst, unlösliche Feststoffe oder Gase lösen sich auf und bilden eine Passivierungsschicht usw.

Derzeit beschäftigen sich zahlreiche Forscher mit der Entwicklung neuer Additive, die die Auswirkungen des Elektrolyten auf die Selbstentladung hemmen. Junliu et al. Durch das Hinzufügen von Additiven zum Elektrolyt-Batteriezusatz MCN111 wurde festgestellt, dass die Leistung der Batterie bei hohen Temperaturen verbessert und die Selbstentladungsrate im Allgemeinen gesenkt wird.

Der Grund dafür ist, dass diese Additive die SEI-Membran verbessern können, um die negative Elektrode der Batterie zu schützen. 4 Speicherzustand Speicherzustand Allgemeine Einflussfaktoren sind die Lagertemperatur und der Ladezustand der Batterie. Im Allgemeinen gilt: Je höher die Temperatur, desto höher der SOC und desto größer die Selbstentladung der Batterie.

TAKASHI et al. Leistungsfähige Experimente an Phosphat-Ionen-Batterien unter Reset-Bedingungen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Kapazitätserhaltungsrate mit der Lagerzeit allmählich abnimmt und die Batterieleistung steigt.

Liu Yunjian und andere verwenden eine handelsübliche Lithiumbatterie mit Lithiummanganat. Es wurde festgestellt, dass das relative Potenzial der positiven Elektrode immer höher wird. Das relative Potenzial der negativen Elektrode wird immer niedriger und ihre reduzierende Eigenschaft wird ebenfalls stärker. Beides kann die MN-Ausfällung beschleunigen, was zu einer Erhöhung der Selbstentladungsrate führt.

5 Weitere Faktoren beeinflussen die Selbstentladungsrate der Batterie. Außer den oben beschriebenen gibt es noch die folgenden Aspekte: Im Produktionsprozess entstehen Grate, wenn der Pol geschnitten wird, und die Produktionsumgebung, die in die Batterie eindringt. Verunreinigungen wie Staub, Metallpulver auf der Platte usw. können einen internen Mikrokurzschluss der Batterie verursachen. Bei feuchter Umgebung, unvollständiger Isolierung der Außenleitungen oder schlechtem Batteriegehäuse kann es zu einem externen elektronischen Schaltkreis kommen, der eine Selbstentladung zur Folge hat. Bei längerer Lagerung kommt es zu einer Verklebung des aktiven Materials der Elektrode und des Stromkollektors, was zu einer Kapazitätsabnahme und einer verstärkten Selbstentladung führt.

Jeder der oben genannten Faktoren oder eine Kombination mehrerer Faktoren kann das Selbstentladungsverhalten der Lithium-Ionen-Batterie verursachen, wodurch die Speicherleistung der Batterie schwer zu ermitteln und abzuschätzen ist. Zweitens kann die Messmethode des Selbstentladungsverhältnisses anhand der obigen Analyse gesehen werden, da die Selbstentladungsrate von Lithium-Ionen-Batterien im Allgemeinen niedrig ist. Die Selbstentladungsrate selbst wird durch Temperatur, Zyklennutzung und SOC beeinflusst, daher ist eine genaue Messung der Selbstentladung der Batterie sehr schwierig und zeitaufwändig.

1 Selbstentladungsrate – Traditionelle Messmethode Derzeit gibt es für die traditionelle Methode zur Selbstentladungserkennung die folgenden drei Typen: Entladung zur Ermittlung des Kapazitätsverlusts der Batterie. Die Selbstentladungsrate hat die folgende Form: c ist die Nennkapazität der Batterie; C1 ist die Entladekapazität. Nach dem Öffnen kann die Restkapazität der Batterie ermittelt werden.

Zu diesem Zeitpunkt wird die Batteriezelle erneut aufgeladen und der Entladezyklus erneut ausgeführt. Zu diesem Zeitpunkt wird die volle Kapazität des elektrischen Knoblauchs ermittelt. Mit dieser Methode lässt sich feststellen, ob die Batterie einen nicht reversiblen Kapazitätsverlust oder einen reversiblen Kapazitätsverlust aufweist. ● Messmethode für die Dämpfungsrate der Leerlaufspannung. Zwischen der Leerlaufspannung und dem Ladezustand der Batterie (SOC) besteht eine direkte Beziehung, solange die Änderungsrate der OCV der Batterie in einem bestimmten Zeitraum gemessen wird. Das heißt, die Methode ist einfach und zeichnet lediglich die Spannung der Batterie zu einem beliebigen Zeitpunkt auf.

Darüber hinaus kann anhand der Entsprechung zwischen der Spannung und dem Batterie-SOC der Ladezustand der Batterie ermittelt werden. Die Selbstentladungsrate der Batterie kann durch Berechnung der Dämpfung der Spannungsdämpfung und Berechnung der Dämpfungskapazität entsprechend der Zeiteinheit ermittelt werden. ● Kapazitätserhaltungsmethode: Misst die gewünschte Öffnungsspannung der Batterie oder die zum Speichern erforderliche Leistung, die sich aus der Selbstentladungsrate der Batterie ergibt.

Das heißt, der Ladestrom bei offenem Batteriestromkreis wird gemessen, und die Selbstentladungsrate der Batterie kann als gemessener Ladestrom betrachtet werden. 2 Schnelle Messmethode für die Selbstentladungsrate Aufgrund der langen Zeit, die für die herkömmliche Messmethode benötigt wird, ist die Selbstentladungsrate aufgrund der langen Zeit, die für die herkömmliche Messmethode benötigt wird, nur eine Methode zum Filtern der Batterie im Batterieerkennungsprozess. Das Aufkommen einer großen Anzahl neuer und komfortabler Messmethoden spart viel Zeit und Energie bei Messungen der Selbstentladung von Batterien.

● Digitale Steuerungstechnologie Die digitale Steuerungstechnologie ist eine neue Methode zur Selbstentladungsmessung, die auf herkömmlichen Methoden zur Selbstentladungsmessung basiert. Dieses Verfahren bietet die Vorteile einer kurzen, hochpräzisen und einfachen Ausrüstung. ● Die Ersatzschaltkreismethode ist eine neue Methode zur Messung der Selbstentladung, die die Batterie in einem Ersatzschaltkreis simuliert, mit dem die Selbstentladungsrate von Lithium-Ionen-Batterien schnell und effektiv gemessen werden kann.

Drittens: Die Bedeutung der Selbstentladungsrate ist wichtig. Da sie ein wichtiger Leistungsindex für Lithium-Ionen-Batterien ist, hat sie einen großen Einfluss auf die Überprüfung und Entsorgung der Batterie. Daher ist die Selbstentladungsrate von Lithium-Ionen-Batterien von weitreichender Bedeutung. 1 Sagen Sie das Problem der gleichen Spule in der gleichen Spule voraus, die verwendeten Materialien, die verwendeten Materialien und die Produktionssteuerung sind grundsätzlich gleich. Wenn eine einzelne Batterie offensichtlich groß ist, liegt dies wahrscheinlich an Verunreinigungen und Graten, die die Membran durchbohren.

Mikrokurzschluss. Denn die Auswirkungen eines Mikrokurzschlusses auf die Batterie sind langsam und irreversibel. Daher unterscheidet sich die Leistung solcher Batterien innerhalb kurzer Zeit nicht wesentlich von der normaler Batterien. Mit der allmählichen Vertiefung interner irreversibler Reaktionen wird die Leistung der Batterie jedoch viel geringer sein als ihre Werksleistung und die Leistung anderer normaler Batterien.

Um die Qualität der Werksbatterie sicherzustellen, muss daher die selbstentladene Batterie ausgebaut werden. 2. Um eine bessere Konsistenz der Batterien in Lithium-Ionen-Batterien zu erreichen, einschließlich Kapazität, Spannung, Innenwiderstand und Weißentladungsrate usw., werden die Batterien gruppiert. Der Einfluss der Selbstentladungsrate der Batterie auf den Akkupack ist ein wichtiger Faktor.

Nach dem Zusammenbau zu einem Modul nimmt die Spannung aufgrund der Selbstdisziplin jedes Monomer-Lithium-Ionen-Akkus in unterschiedlichem Maße ab. Während der Reihenschaltung oder beim Laden ist sie derzeit gleich, sodass das Lithium-Ionen-Akkumodul nach dem Laden möglicherweise überladen oder leer ist und die Leistung mit der Anzahl der Lade- und Entladevorgänge allmählich nachlässt. Umlauflebensdauer im Vergleich zu ungepaarten Monomerbatterien. Daher erfordert der Akkupack eine genaue Messung und Prüfung der Selbstdisziplin von Lithium-Ionen-Akkus.

3. Schätzung des Batterie-SOC Die Korrektur der Ladung wird auch als verbleibende Leistung bezeichnet. Sie stellt das Verhältnis der verbleibenden Kapazität der Batterie über einen bestimmten Zeitraum oder über einen längeren Zeitraum dar, in dem sie verwendet wird, und ihres vollständig geladenen Zustands, der üblicherweise verwendet wird. Die Selbstentladungsrate ist bei der SOC-Berechnung von Lithium-Ionen-Batterien ein wichtiger Referenzwert. Nach dem Selbstentladungsstrom kann die Korrektur des Startwerts des SOC die Genauigkeit der SOC-Schätzung verbessern.

Einerseits kann der Kunde anhand der verbleibenden Leistung die Zeit oder Fahrstrecke des Produkts abschätzen, andererseits kann die SOC-Vorhersagegenauigkeit des BMS eine Überladung der Batterie wirksam verhindern und so die Batterielebensdauer verlängern. .