Faktor resonansi self-discharge baterai lithium dan metode pengukurannya

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Umhlinzeki Wesiteshi Samandla Esiphathekayo

Makalah ini menguraikan pengaruh bahan elektroda positif, bahan elektroda negatif, elektrolit, dan lingkungan penyimpanan terhadap laju pengosongan daya sendiri baterai ion litium. Sekaligus, memperkenalkan metode pengukuran laju pengosongan daya baterai lithium-ion tradisional yang umum digunakan saat ini dan metode pengukuran cepat laju pengosongan daya baterai lithium-ion baru. Dari insinyur teknologi tinggi Guoxuan, selamat datang untuk berbagi! Reaksi pelepasan muatan sendiri baterai lithium-ion tidak dapat dicegah, tetapi tidak hanya mengurangi daya baterai itu sendiri, tetapi juga berdampak serius pada masa pakai baterai atau siklusnya.

Rasio pengosongan sendiri baterai lithium-ion umumnya 2% hingga 5% per bulan, dan dapat sepenuhnya memenuhi persyaratan baterai monomer. Namun, setelah baterai ion litium monomer dirakit menjadi modul, karena karakteristik masing-masing baterai ion litium monomer, tegangan akhir masing-masing baterai ion litium monomer tidak dapat sepenuhnya konsisten setelah setiap pengisian dan pengosongan daya, sehingga jika baterai monomer muncul di modul baterai ion litium, kinerja baterai ion litium monomer akan menurun. Karena jumlah pengisian dan pengosongan daya meningkat, tingkat kerusakan akan semakin parah, dan siklus hidupnya akan menurun tajam dibandingkan baterai monomer yang tidak berpasangan.

Oleh karena itu, penelitian mendalam tentang tingkat pengosongan daya sendiri pada baterai ion litium merupakan kebutuhan mendesak dalam produksi baterai. Pertama, pelepasan muatan sendiri dari faktor pelepasan muatan sendiri fenomena pelepasan muatan sendiri baterai mengacu pada fenomena kehilangan muatan sendiri ketika baterai pada gilirannya, dan ini juga dikenal sebagai kapasitas yang dapat diisi ulang. Pelepasan muatan sendiri secara umum dapat dibagi menjadi dua jenis: pelepasan muatan sendiri yang dapat dibalikkan dan pelepasan muatan sendiri yang tidak dapat dibalikkan.

Kapasitas yang hilang dapat dibalikkan untuk mengkompensasi pelepasan muatan sendiri yang dapat dibalikkan, dan prinsipnya serupa dengan reaksi pelepasan muatan normal baterai. Kapasitas rugi tidak dapat memperoleh kompensasi pelepasan muatan sendiri menjadi pelepasan muatan sendiri yang ireversibel, dan merupakan alasan penting bahwa bagian dalam baterai telah terjadi kebalikannya, termasuk elektroda positif dan reaksi elektrolit, larutan elektrolit elektrolit, reaksi yang disebabkan oleh autobiosis elektrolit, dan ketika diproduksi Reaksi ireversibel yang disebabkan oleh hubungan arus pendek mikro yang disebabkan oleh kotoran. Faktor-faktor yang mempengaruhi pelepasan muatan sendiri adalah sebagaimana diuraikan di bawah ini.

1 Pengaruh bahan elektroda positif yang penting ialah bahwa logam transisi dan kotoran dari bahan elektroda positif dilepaskan dalam waktu singkat dalam presipitasi elektroda negatif, sehingga dilepaskan kembali dari baterai ion litium. Yah-Meiteng dkk. Mempelajari sifat fisik dan elektrokimia dari dua bahan positif LIFEPO4.

Penelitian ini menemukan bahwa tingkat pelepasan muatan sendiri dari kandungan pengotor besi dalam bahan baku dan proses pengisian dan pengosongan muatan tinggi, alasannya adalah besi secara bertahap dikurangi oleh elektroda negatif, menusuk diafragma, sehingga mengakibatkan hubungan arus pendek dalam baterai, sehingga menyebabkan pelepasan muatan sendiri yang lebih tinggi. 2 Pengaruh bahan elektroda negatif terhadap pelepasan muatan sendiri penting karena reaksi tak dapat balik dari bahan elektroda negatif dan elektrolit. Sejak tahun 2003, Aurbach dkk.

Mengusulkan agar elektrolit dipulihkan dan melepaskan gas, sehingga permukaan bagian grafit terkena elektrolit. Selama proses pengisian dan pengosongan daya, ion litium pada dasarnya memiliki struktur berlapis grafit yang mudah hancur, sehingga menghasilkan rasio pengosongan daya sendiri yang lebih besar. 3 Dampak elektrolit larutan elektrolit: korosi elektrolit atau kotoran pada permukaan elektroda negatif; bahan elektroda terlarut dalam elektrolit; elektroda terlarut oleh larutan elektrolit dilarutkan oleh padatan atau gas yang tidak larut untuk membentuk lapisan pasivasi, dll.

Saat ini, sejumlah besar pekerja penelitian berkomitmen untuk mengembangkan aditif baru untuk menghambat efek elektrolit pada pelepasan muatan sendiri. Junliu dan kawan-kawan. Aditif elektrolit baterai MCN111 untuk menambahkan aditif, menemukan bahwa kinerja siklus suhu tinggi baterai ditingkatkan, dan tingkat pengosongan sendiri umumnya diturunkan.

Alasannya adalah karena aditif ini dapat meningkatkan membran SEI untuk melindungi elektroda negatif baterai. 4 Status penyimpanan status penyimpanan Faktor umum yang memengaruhi adalah suhu penyimpanan dan SOC baterai. Secara umum, makin tinggi suhu, makin tinggi SOC, makin besar pula pelepasan muatan sendiri baterai.

TAKASHI dkk. Percobaan yang mumpuni pada baterai ion fosfat dalam kondisi pengaturan ulang. Hasilnya menunjukkan bahwa rasio retensi kapasitas secara bertahap menurun seiring dengan lamanya waktu penyimpanan, dan baterai meningkat.

Liu Yunjian dan lainnya menggunakan baterai litium bertenaga litium manganat komersial. Telah ditemukan bahwa potensial relatif elektrode positif semakin lama semakin tinggi. Potensial relatif elektrode negatif semakin Rendah, sifat reduksinya juga semakin kuat, keduanya dapat mempercepat presipitasi MN, sehingga mengakibatkan peningkatan laju pelepasan sendiri.

5 Faktor lain yang mempengaruhi faktor laju self-discharge baterai, kecuali beberapa yang dijelaskan di atas, ada juga aspek-aspek berikut: Dalam proses produksi, gerinda yang terjadi saat kutub dipotong, dan lingkungan produksi diperkenalkan ke dalam baterai. Kotoran, seperti debu, serbuk logam pada pelat, dsb., dapat menyebabkan hubungan arus pendek mikro internal pada baterai; terdapat sirkuit elektronik eksternal saat lingkungan luar basah, isolasi saluran luar tidak lengkap, casing baterai buruk, sehingga mengakibatkan hubungan arus pendek mikro eksternal, sehingga mengakibatkan pelepasan muatan sendiri; selama penyimpanan jangka panjang, bahan aktif bahan elektroda dan ikatan pengumpul arus, sehingga mengakibatkan penurunan kapasitas, dan pelepasan muatan sendiri meningkat.

Masing-masing faktor di atas atau kombinasi beberapa faktor dapat menyebabkan perilaku pengosongan daya sendiri pada baterai lithium-ion, sehingga menyulitkan dalam menemukan dan memperkirakan kinerja penyimpanan baterai. Kedua, metode pengukuran rasio pengosongan daya sendiri dapat dilihat dari analisis di atas, karena tingkat pengosongan daya sendiri baterai ion litium umumnya rendah. Tingkat pengosongan sendiri dipengaruhi oleh suhu, penggunaan siklus dan SOC, sehingga pengukuran akurat tingkat pengosongan sendiri baterai sangat sulit dan memakan waktu.

1 Tingkat pengosongan daya sendiri Metode Pengukuran Tradisional Saat ini, metode deteksi pengosongan daya sendiri tradisional memiliki tiga jenis berikut: Pengosongan daya untuk menentukan hilangnya kapasitas baterai. Tingkat pengosongan daya sendiri adalah: dalam bentuk: c adalah kapasitas terukur baterai; C1 adalah kapasitas pengosongan daya. Setelah pembukaan dilakukan, maka dapat diperoleh kapasitas sisa baterai.

Pada saat ini, sel baterai diisi ulang dan operasi siklus pengosongan lagi, tentukan kapasitas penuh bawang putih listrik pada saat ini. Metode ini dapat menentukan bahwa baterai tidak mengalami kehilangan kapasitas yang dapat dibalikkan dan kehilangan kapasitas yang dapat dibalikkan. ● Laju redaman tegangan sirkuit terbuka Metode pengukuran Tegangan sirkuit terbuka dan status pengisian baterai SOC memiliki hubungan langsung, asalkan mengukur laju perubahan OCV baterai dalam jangka waktu tertentu, artinya, metodenya sederhana, cukup mencatat tegangan baterai pada waktu tertentu.

Selanjutnya, berdasarkan korespondensi antara tegangan dan SOC baterai, status pengisian baterai dapat diperoleh. Tingkat pelepasan sendiri baterai dapat diperoleh dengan perhitungan redaman redaman tegangan dan perhitungan kapasitas redaman yang sesuai dengan satuan waktu. ● Metode penyimpanan kapasitas Mengukur tegangan pembukaan baterai yang diinginkan atau daya yang diperlukan untuk menyimpan, yang dihasilkan dari tingkat pengosongan daya sendiri baterai.

Artinya, arus pengisian daya saat sirkuit terbuka baterai diukur, dan laju pengosongan daya sendiri baterai dapat dianggap sebagai arus pengisian daya yang terukur. 2 Metode Pengukuran Cepat Laju Pengosongan Daya Sendiri Karena waktu yang dibutuhkan untuk metode pengukuran konvensional lama, laju pengosongan daya sendiri hanya merupakan metode penyaringan baterai dalam proses pendeteksian baterai karena waktu yang dibutuhkan untuk metode pengukuran konvensional lama. Munculnya sejumlah besar metode pengukuran yang baru dan nyaman, menghemat banyak waktu dan energi untuk pengukuran pengosongan daya baterai sendiri.

● Teknologi kontrol digital Teknologi kontrol digital adalah metode pengukuran pelepasan muatan sendiri yang baru, metode pengukuran pelepasan muatan sendiri turunan berdasarkan metode pengukuran pelepasan muatan sendiri tradisional. Metode ini mempunyai kelebihan yaitu waktu yang singkat, ketelitian yang tinggi, dan peralatan yang sederhana. ● Metode rangkaian ekivalen rangkaian ekivalen adalah metode pengukuran pelepasan sendiri yang baru, yang mensimulasikan baterai menjadi rangkaian ekivalen, yang dapat mengukur laju pelepasan sendiri baterai lithium-ion dengan cepat dan efektif.

Ketiga, mengukur makna rasio pengosongan daya sendiri Sebagai indeks kinerja penting baterai ion litium, ia memiliki dampak penting pada penyaringan dan kelulusan baterai, sehingga tingkat pengosongan daya sendiri baterai ion litium memiliki makna penting yang luas. 1 Prediksikan masalah kumparan yang sama dalam kumparan yang sama, bahan yang digunakan, bahan yang digunakan dan pengendalian produksi pada dasarnya sama. Bila baterai masing-masing jelas berukuran besar, kemungkinan besar penyebabnya adalah kotoran dan duri yang menusuk diafragma.

Hubungan arus pendek mikro. Karena dampak hubungan arus pendek mikro pada baterai lambat dan tidak dapat diubah kembali. Oleh karena itu, kinerja baterai semacam itu tidak jauh berbeda dari baterai normal dalam waktu singkat, tetapi dengan pendalaman bertahap dari reaksi ireversibel internal, kinerja baterai akan jauh lebih rendah daripada kinerja pabriknya dan kinerja baterai normal lainnya.

Oleh karena itu, untuk memastikan kualitas baterai pabrik, baterai yang mengalami pengosongan daya sendiri harus dilepaskan. 2 Untuk mengelompokkan baterai untuk mengelompokkan baterai lithium ion agar lebih konsisten, termasuk kapasitas, tegangan, resistansi internal, dan laju pelepasan putih, dll. Dampak tingkat pengosongan daya sendiri baterai pada kemasan baterai merupakan perwujudan yang penting.

Setelah dirakit menjadi modul, karena disiplin diri masing-masing baterai ion litium monomer, tegangan akan menurun dalam derajat yang berbeda, secara seri selama penyimpanan atau siklus. Saat pengisian daya, saat ini sama, sehingga mungkin terisi daya berlebih atau tidak terisi daya dalam modul baterai ion litium setelah pengisian daya, dan kinerjanya akan berangsur-angsur menurun seiring dengan jumlah pengisian dan pengosongan daya. Beredar kehidupan dibandingkan dengan baterai monomer yang tidak berpasangan. Oleh karena itu, paket baterai memerlukan pengukuran dan penyaringan yang akurat terhadap disiplin diri baterai ion litium.

3 Estimasi SOC Baterai Beban yang dikoreksi juga disebut daya tersisa, yang merupakan rasio baterai yang digunakan untuk jangka waktu tertentu atau jangka panjang yang menampung kapasitas tersisa dan keadaan terisi penuh, yang umum digunakan. Tingkat pengosongan daya sendiri tentang estimasi SOC baterai ion litium memiliki nilai referensi penting. Setelah arus pelepasan sendiri, koreksi nilai awal SOC dapat meningkatkan akurasi estimasi SOC.

Di satu sisi, pelanggan dapat memperkirakan waktu atau jarak tempuh produk berdasarkan daya yang tersisa; di sisi lain, akurasi prediksi SOC dari BMS dapat secara efektif mencegah pengisian daya baterai yang berlebihan, memperpanjang masa pakai baterai. .