טעינת סוללת ליתיום מקדם תהודה פריקה עצמית ושיטת מדידה

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Soláthraí Stáisiún Cumhachta Inaistrithe

מאמר זה מתאר את ההשפעות של חומרי אלקטרודה חיוביים, חומרי אלקטרודה שליליים, אלקטרוליטים וסביבות אחסון על קצב הפריקה העצמית של סוללות ליתיום יון. במקביל, היא מציגה את שיטת מדידת קצב פריקה עצמית של סוללת ליתיום-יון הנפוצה כיום ושיטת מדידה מהירה של קצב פריקה עצמית. מהנדס ההייטק של Guoxuan, ברוכים הבאים לכולם לשתף! תגובות פריקה עצמית של סוללת ליתיום-יון אינן ניתנות למניעה, אך ישנה לא רק הפחתה בסוללה עצמה, אלא גם משפיעה באופן רציני על חיי הסוללה או המחזור.

יחס הפריקה העצמית של סוללת הליתיום-יון הוא בדרך כלל 2% עד 5% לחודש, ויכול לעמוד במלואו בדרישות של סוללת המונומר. עם זאת, ברגע שסוללת ליתיום יון מונומר מורכבת למודול, בשל המאפיינים של כל סוללת ליתיום יון מונומר, המתח הסופי של כל סוללת ליתיום יון מונומר לא יכול להיות עקבי לחלוטין לאחר כל טעינה ופריקה, כך שמופיעה סוללת מונומר במודול סוללת ליתיום-יון, הביצועים של סוללת ליתיום יון מונומר ידרדרו. ככל שמספר הטעינה והפריקות גדל, מידת ההידרדרות תחריף עוד יותר, וחיי המחזור ירדו בחדות מאשר סוללת המונומר הבלתי מזווגת.

לכן, מחקר מעמיק על קצב הפריקה העצמית של סוללת הליתיום יון הוא הצורך הדחוף בייצור סוללות. ראשית, הפריקה העצמית של תופעת הפריקה העצמית של גורם הפריקה העצמית של הסוללה מתייחסת לתופעה של אובדן עצמי כאשר הסוללה בתורה, והיא ידועה גם בתור קיבולת נטענת. בדרך כלל ניתן לחלק את הפריקה העצמית לשני סוגים: פריקה עצמית הפיכה ופריקה עצמית בלתי הפיכה.

יכולת ההפסד יכולה להיות הפיכה כדי לפצות על פריקה עצמית הפיכה, והעיקרון דומה לתגובת הפריקה הרגילה של הסוללה. קיבולת האובדן אינה יכולה לקבל פיצוי על פריקה עצמית לפריקה עצמית בלתי הפיכה, וזו סיבה חשובה לכך שחלק הפנימי של הסוללה התרחש הפוך, כולל האלקטרודה החיובית ותגובת האלקטרוליט, התמיסה האלקטרוליטית, התגובה הנגרמת על ידי אוטוביוזת האלקטרוליטים, ובעת ייצור התגובה הבלתי הפיכה הנגרמת על ידי חוסר זיהומים הנגרמת מקצרים מיקרו. הגורמים המשפיעים של פריקה עצמית הם כמתואר להלן.

1 ההשפעה של חומר האלקטרודה החיובית חשובה היא שמתכת המעבר של חומר האלקטרודה החיובית והזיהומים מתפרקים קצרים בתוך משקעי האלקטרודה השליליים, ובכך נפרק לאחרונה מסוללת ליתיום-יון. Yah-Meiteng et al. חקר את התכונות הפיזיקליות והאלקטרוכימיות של שני חומרים חיוביים LIFEPO4.

המחקר מצא כי קצב הפריקה העצמית של תכולת זיהומי הברזל בחומרי הגלם ותהליך הטעינה והפריקה היו גבוהים, הסיבה לכך הייתה שהברזל הצטמצם בהדרגה על ידי האלקטרודה השלילית, חודר את הסרעפת, וכתוצאה מכך קצר חשמלי בסוללה, ובכך גרם לפריקה עצמית גבוהה יותר. 2 השפעת חומר האלקטרודה השלילי על הפריקה העצמית חשובה עקב התגובה הבלתי הפיכה של חומר האלקטרודה השלילי והאלקטרוליט. כבר בשנת 2003, Aurbach et al.

הציע שהאלקטרוליט ישוחזר וישחרר את הגז, כך שפני החלק הגרפיט ייחשפו לאלקטרוליט. במהלך תהליך הטעינה והפריקה, יון ליתיום הוא מטבעו, מבנה שכבות הגרפיט נהרס בקלות, וכתוצאה מכך יחסי פריקה עצמית גדולים יותר. 3 השפעת אלקטרוליט התמיסה האלקטרוליטית: קורוזיה של האלקטרוליט או זיהומים על פני האלקטרודה השלילית; חומר האלקטרודה מומס באלקטרוליט; האלקטרודה מומסת על ידי התמיסה האלקטרוליטית מומסת על ידי המוצק או הגז הבלתי מסיס ליצירת שכבת פסיבציה וכו&39;.

כיום, מספר רב של עובדי מחקר מחויבים לפיתוח תוספים חדשים כדי לעכב את השפעות האלקטרוליט על פריקה עצמית. Junliu et al. תוסף אלקטרוליט סוללה MCN111 להוספת תוספים, מצא כי ביצועי מחזור הטמפרטורה הגבוהים של הסוללה משופרים, וקצב הפריקה העצמית מופחת בדרך כלל.

הסיבה היא שתוספים אלה יכולים לשפר את ממברנת SEI כדי להגן על האלקטרודה השלילית של הסוללה. 4 מצב אחסון מצב אחסון גורמים משפיעים כלליים הם טמפרטורת אחסון וסוללה SOC. באופן כללי, ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר, ה-SOC גבוה יותר, הפריקה העצמית של הסוללה גדולה יותר.

TAKASHI et al. ניסויים מסוגלים על סוללות יון פוספט בתנאי איפוס. התוצאות מראות שיחס שימור הקיבולת יורד בהדרגה עם זמן המדף, והסוללה מוגבהת.

Liu Yunjian ואחרים משתמשים בסוללת ליתיום מסחרית המופעלת באמצעות ליתיום מנגנט. הוא מצא שהפוטנציאל היחסי של האלקטרודה החיובית הולך ועולה. הפוטנציאל היחסי של האלקטרודה השלילית הולך ונמוך יותר, תכונת ההפחתה שלה גם מתחזקת, שניהם יכולים להאיץ את משקעי MN, וכתוצאה מכך לעלייה בקצב הפריקה העצמית.

5 גורמים נוספים משפיעים על הגורמים של קצב פריקה עצמית של הסוללה, למעט כמה שתוארו לעיל, ישנם גם ההיבטים הבאים: בתהליך הייצור, הקוצים המתרחשים בעת חיתוך המוט וסביבת הייצור מוכנסת לסוללה. זיהומים, כגון אבק, אבקת מתכת על הצלחת וכו&39;, אלה עלולים לגרום לקצר מיקרו פנימי של הסוללה; יש מעגל אלקטרוני חיצוני כאשר הסביבה החיצונית רטובה, בידוד הקו החיצוני אינו מלא, מארז הסוללה גרוע, וכתוצאה מכך מעגל אלקטרוני חיצוני, וכתוצאה מכך פריקה עצמית; במהלך אחסון לטווח ארוך, החומר הפעיל של חומר האלקטרודה והקשר של קולט הזרם, וכתוצאה מכך ירידה בקיבולת, והפריקה העצמית עולה.

כל אחד מהגורמים לעיל או שילוב של מספר גורמים עלול לגרום להתנהגות פריקה עצמית של סוללת הליתיום-יון, שקשה למצוא ולהעריך את ביצועי האחסון של הסוללה. שנית, ניתן לראות את שיטת המדידה של יחס פריקה עצמית על ידי הניתוח שלעיל, מכיוון שקצב הפריקה העצמית של סוללת ליתיום יון הוא בדרך כלל נמוך. קצב הפריקה העצמית עצמו מושפע מטמפרטורה, שימוש במחזורים ו-SOC, ולכן מדידה מדויקת של פריקה עצמית של הסוללה היא קשה מאוד וגוזלת זמן.

1 קצב פריקה עצמית שיטת מדידה מסורתית כיום, שיטת זיהוי הפריקה העצמית המסורתית כוללת את שלושת הסוגים הבאים: פריקה כדי לקבוע את אובדן הקיבולת של הסוללה. קצב הפריקה העצמית הוא: בצורה של: c הוא הקיבולת המדורגת של הסוללה; C1 הוא יכולת פריקה. לאחר הנחת הפתח, ניתן לקבל את הקיבולת השיורית של המצבר עבור המצבר.

בשלב זה, תא הסוללה נטען שוב ושוב פעולת מחזור הפריקה, קבע את הקיבולת המלאה של השום החשמלי בשלב זה. שיטה זו יכולה לקבוע שהסוללה אינה אובדן קיבולת הפיך ואובדן קיבולת הפיך. ● קצב הנחתת מתח במעגל פתוח שיטת מדידה למתח המעגל הפתוח ולמצב טעינת הסוללה SOC יש קשר ישיר, כל עוד הוא מודד את קצב השינוי של ה-OCV של הסוללה בפרק זמן, כלומר השיטה פשוטה, פשוט רושמת את המתח של הסוללה בכל זמן.

יתרה מכך, על פי ההתאמה בין המתח לסוללה SOC, ניתן לקבל את מצב הטעינה של הסוללה. ניתן לקבל את קצב הפריקה העצמית של הסוללה על ידי חישוב הנחתה של הנחתת המתח וחישוב כושר הנחתה התואם ליחידת הזמן. ● שיטת החזקת קיבולת מודד את מתח הפתיחה הרצוי של הסוללה או את ההספק הנדרש לחיסכון, הנובע מקצב הפריקה העצמית של הסוללה.

כלומר, זרם הטעינה כאשר מעגל הסוללה הפתוח נמדד, וקצב הפריקה העצמית של הסוללה יכולים להיחשב כזרם הטעינה הנמדד. 2 שיטת מדידה מהירה של קצב פריקה עצמית עקב הזמן הארוך הנדרש לשיטת המדידה הקונבנציונלית, קצב הפריקה העצמית הוא רק שיטה לסינון הסוללה בתהליך זיהוי הסוללה בשל הזמן הארוך הנדרש לשיטת המדידה הקונבנציונלית. הופעתם של מספר רב של שיטות מדידה חדשות ונוחות, החוסכות זמן ואנרגיה רבים למדידות פריקה עצמית של סוללה.

● טכנולוגיית בקרה דיגיטלית טכנולוגיית בקרה דיגיטלית היא שיטת מדידת פריקה עצמית חדשה של שיטת מדידת פריקה עצמית נגזרת המבוססת על שיטות מדידה מסורתיות של פריקה עצמית. לשיטה זו היתרונות של קצר, דיוק גבוה, דיוק גבוה, ציוד פשוט. ● שיטת מעגל שווה מעגלים שווה היא שיטת מדידה חדשה של פריקה עצמית, המדמה את הסוללה למעגל שווה ערך, שיכול למדוד במהירות וביעילות את קצב הפריקה העצמית של סוללות ליתיום-יון.

שלישית, מדידת המשמעות של יחס פריקה עצמית כמדד ביצועים חשוב של סוללת ליתיום יון, יש לה השפעה חשובה על ההקרנה וההשבחה של הסוללה, ולכן לקצב ההתפרקות העצמית של סוללות ליתיום יון יש משמעות מרחיקת לכת. 1 חזה את הבעיה של אותו סליל באותו בוב, החומרים המשמשים, החומרים המשמשים ובקרת הייצור זהים בעצם. כאשר סוללה בודדת היא כמובן גדולה, הסיבה היא כנראה בגלל זיהומים ודיאפרגמה חודרת קוצים.

מיקרו קצר חשמלי. מכיוון שההשפעה של מיקרו-קצר על הסוללה היא איטית ובלתי הפיכה. לכן, הביצועים של סוללות כאלה אינם שונים בהרבה מסוללות רגילות בפרק זמן קצר, אך עם העמקה הדרגתית של תגובות פנימיות בלתי הפיכות, ביצועי הסוללה יהיו נמוכים בהרבה מביצועי המפעל שלה ומביצועי סוללה רגילים אחרים.

לכן, על מנת להבטיח את איכות הסוללה של המפעל, יש להסיר את הסוללה שנפרקה מעצמה. 2 לקבץ את הסוללה לקבוצת סוללות ליתיום יון כדי להיות עקביות טובה יותר, כולל קיבולת, מתח, התנגדות פנימית וקצב פריקה לבן וכו&39;. השפעת קצב הפריקה העצמית של הסוללה על ערכת הסוללות היא ביטוי חשוב.

לאחר ההרכבה למודול, עקב המשמעת העצמית של כל סוללת ליתיום יון מונומר, המתח יקטן בדרגות שונות, בסדרה במהלך המדפים או המחזור. תחת טעינה, הוא כרגע שווה, כך שהוא עלול להיטען יתר על המידה או לא להתמלא במודול סוללת הליתיום-יון לאחר הטעינה, והביצועים יתדרדרו בהדרגה עם מספר ההטענות. חיים במחזור בהשוואה לסוללות מונומר לא מזווגות. לכן, ערכת הסוללות דורשת מדידה וסינון מדויקים של המשמעת העצמית של סוללות ליתיום יון.

3 הערכת SOC של סוללה תיקון העומס נקרא גם הכוח הנותר, המייצג את היחס בין הסוללה בשימוש לפרק זמן או לטווח ארוך, היא מחזיקה בקיבולת הנותרת ובמצב הטעון במלואו, הנפוץ. לקצב פריקה עצמית לגבי הערכת SOC של סוללות ליתיום יון יש ערך ייחוס חשוב. לאחר זרם הפריקה העצמית, תיקון ערך ההתחלה של ה-SOC יכול לשפר את דיוק הערכת ה-SOC.

מצד אחד, הלקוח יכול להעריך את הזמן או מרחק הנסיעה של המוצר לפי הספק שנותר; מצד שני, דיוק חיזוי SOC של BMS יכול למעשה למנוע את טעינת יתר הסוללה Overlant, להאריך את חיי הסוללה. .