Zelfontladingsresonantiefactor en meetmethode voor het opladen van lithiumbatterijen

Auctor Iflowpower - Dostawca przenośnych stacji zasilania

In dit artikel worden de effecten van positieve elektrodematerialen, negatieve elektrodematerialen, elektrolyten en opslagomgevingen op de zelfontladingssnelheid van lithiumionbatterijen beschreven. Tegelijkertijd introduceert het de huidige, veelgebruikte traditionele meetmethode voor de zelfontladingssnelheid van lithium-ionbatterijen en een nieuwe snelle meetmethode voor de zelfontladingssnelheid. Van Guoxuan hightech ingenieur, welkom iedereen om te delen! Lithium-ion batterij zelfontladingsreacties zijn niet te voorkomen, maar er is niet alleen de vermindering van de batterij zelf, maar ook ernstige invloed op de batterij of cycluslevensduur.

De zelfontlading van de lithium-ionbatterij bedraagt ​​doorgaans 2% tot 5% per maand en voldoet volledig aan de eisen van de monomeerbatterij. Zodra de monomeer-lithium-ionbatterij echter in een module is gemonteerd, kan de eindspanning van elke monomeer-lithium-ionbatterij niet volledig consistent zijn na elke lading en ontlading, vanwege de kenmerken van elke monomeer-lithium-ionbatterij. Hierdoor kan een monomeerbatterij in een lithium-ionbatterijmodule verschijnen en zullen de prestaties van de monomeer-lithium-ionbatterij verslechteren. Naarmate het aantal keren opladen en ontladen toeneemt, neemt de mate van verslechtering verder toe en is de levensduur aanzienlijk korter dan bij een ongepaarde monomeerbatterij.

Daarom is diepgaand onderzoek naar de zelfontladingssnelheid van de lithium-ionbatterij een dringende noodzaak voor de batterijproductie. Ten eerste verwijst de zelfontlading van de zelfontladingsfactor van de batterij naar het fenomeen van zelfverlies wanneer de batterij op zijn beurt weer opgeladen wordt, en staat ook bekend als de oplaadbare capaciteit. Zelfontlading kan over het algemeen worden onderverdeeld in twee typen: omkeerbare zelfontlading en onomkeerbare zelfontlading.

Het capaciteitsverlies kan omkeerbaar zijn om de omkeerbare zelfontlading te compenseren. Het principe is vergelijkbaar met de normale ontladingsreactie van de batterij. Het verlies aan capaciteit kan geen compensatie verkrijgen door zelfontlading tot onomkeerbare zelfontlading, en het is een belangrijke reden dat de binnenkant van de batterij is geïnverteerd, met inbegrip van de positieve elektrode en de elektrolytreactie, de elektrolytische elektrolytische oplossing, de reactie veroorzaakt door de elektrolyt autobiose, en bij de productie de onomkeerbare reactie veroorzaakt door microkortsluitingen veroorzaakt door onzuiverheden. De factoren die zelfontlading beïnvloeden, worden hieronder beschreven.

1 De invloed van het positieve elektrodemateriaal is belangrijk omdat het positieve elektrodemateriaal, het overgangsmetaal en de onzuiverheden, binnen de negatieve elektrodeprecipitatie kort worden ontladen en daardoor opnieuw worden ontladen uit een lithium-ionbatterij. Yah-Meiteng et al. Onderzoek naar de fysische en elektrochemische eigenschappen van twee LIFEPO4-positieve materialen.

Uit het onderzoek bleek dat de zelfontladingssnelheid van de ijzerverontreiniging in de grondstoffen en het laad- en ontlaadproces hoog waren. De reden hiervoor was dat het ijzer geleidelijk werd verminderd door de negatieve elektrode, waardoor het membraan werd doorboord, wat leidde tot kortsluiting in de batterij en daardoor een hogere zelfontlading. 2 Het effect van het negatieve elektrodemateriaal op de zelfontlading is belangrijk vanwege de onomkeerbare reactie van het negatieve elektrodemateriaal en de elektrolyt. Al in 2003 publiceerden Aurbach et al.

Stelde voor dat de elektrolyt werd hersteld en het gas werd vrijgegeven, zodat het oppervlak van het grafietdeel werd blootgesteld aan de elektrolyt. Tijdens het laad- en ontlaadproces wordt de gelaagde grafietstructuur van lithiumionen van nature gemakkelijk vernietigd, wat resulteert in grotere zelfontladingsverhoudingen. 3 Impact van de elektrolytische oplossing elektrolyt: corrosie van de elektrolyt of onzuiverheden op het oppervlak van de negatieve elektrode; het elektrodemateriaal wordt opgelost in de elektrolyt; de elektrode wordt opgelost door de elektrolytische oplossing; wordt opgelost door de onoplosbare vaste stof of het onoplosbare gas om een ​​passiveringslaag te vormen, enz.

Momenteel houdt een groot aantal onderzoekers zich bezig met de ontwikkeling van nieuwe additieven om de effecten van elektrolyt op zelfontlading te remmen. Junliu et al. MCN111-accu-elektrolytadditief om additieven toe te voegen, heeft aangetoond dat de prestaties van de accu bij hoge temperatuurcycli worden verbeterd en dat de zelfontladingssnelheid over het algemeen wordt verlaagd.

De reden hiervoor is dat deze additieven het SEI-membraan kunnen verbeteren en zo de negatieve elektrode van de batterij kunnen beschermen. 4 Opslagstatus Opslagstatus Algemene beïnvloedende factoren zijn opslagtemperatuur en batterij-SOC. Over het algemeen geldt: hoe hoger de temperatuur, hoe hoger de SOC en hoe groter de zelfontlading van de batterij.

TAKASHI et al. Vaardige experimenten met fosfaationbatterijen onder resettende omstandigheden. Uit de resultaten blijkt dat de capaciteitsbehoudverhouding geleidelijk afneemt naarmate de houdbaarheid langer is en de batterij hoger is.

Liu Yunjian en anderen gebruiken een commerciële lithium-mangaan-lithiumbatterij. Er is vastgesteld dat het relatieve potentiaal van de positieve elektrode steeds hoger wordt. Het relatieve potentieel van de negatieve elektrode wordt steeds lager, de reducerende eigenschap wordt ook sterker, beide kunnen de MN-neerslag versnellen, wat resulteert in een toename van de zelfontladingssnelheid.

5 Er zijn nog andere factoren die de zelfontladingssnelheid van de batterij beïnvloeden. Behalve de hierboven beschreven factoren zijn er ook de volgende aspecten: In het productieproces ontstaan ​​er bramen wanneer de paal wordt doorgesneden en de productieomgeving waarin de batterij wordt geïntroduceerd. Onzuiverheden, zoals stof, metaalpoeder op de plaat, enz. kunnen interne microkortsluiting van de batterij veroorzaken. Er ontstaat een extern elektronisch circuit wanneer de externe omgeving vochtig is. De isolatie van de buitenste lijn is niet volledig. De batterijbehuizing is slecht, wat resulteert in een extern elektronisch circuit, wat resulteert in zelfontlading. Bij langdurige opslag neemt het actieve materiaal van het elektrodemateriaal en de binding van de stroomcollector af, wat resulteert in een afname van de capaciteit en een toename van de zelfontlading.

Elk van de bovenstaande factoren of een combinatie van meerdere factoren kan het zelfontladingsgedrag van de lithium-ionbatterij veroorzaken, waardoor het moeilijk is om de opslagprestaties van de batterij te vinden en in te schatten. Ten tweede kan de meetmethode voor de zelfontladingsverhouding worden gezien in de bovenstaande analyse, aangezien de zelfontladingsgraad van lithium-ionbatterijen over het algemeen laag is. De zelfontladingssnelheid zelf wordt beïnvloed door de temperatuur, het aantal cycli en de SOC. Het nauwkeurig meten van de zelfontlading van de batterij is daarom erg moeilijk en tijdrovend.

1 Zelfontladingssnelheid Traditionele meetmethode Momenteel kent de traditionele zelfontladingsdetectiemethode de volgende drie typen: Ontlading om het capaciteitsverlies van de batterij te bepalen. De zelfontladingssnelheid is: in de vorm: c is de nominale capaciteit van de batterij; C1 is de ontladingscapaciteit. Nadat de opening is gemaakt, kan de restcapaciteit van de batterij worden verkregen.

Op dit moment wordt de batterijcel opnieuw opgeladen en wordt de ontlaadcyclus opnieuw uitgevoerd. Hiermee wordt de volledige capaciteit van de elektrische knoflook op dit moment bepaald. Met deze methode kan worden vastgesteld of de batterij een omkeerbaar capaciteitsverlies heeft en of er sprake is van omkeerbaar capaciteitsverlies. ● Dempingssnelheid van de open circuit-spanning Meetmethode De open circuit-spanning en de laadstatus van de batterij (SOC) hebben een directe relatie, zolang deze de veranderingssnelheid van de OCV van de batterij in een bepaalde tijd meet. Dat wil zeggen dat de methode eenvoudig is en simpelweg de spanning van de batterij gedurende een bepaalde tijd registreert.

Verder kan de laadtoestand van de batterij worden verkregen op basis van de overeenkomst tussen de spanning en de SOC van de batterij. De zelfontladingssnelheid van de batterij kan worden verkregen door de demping van de spanningsverzwakking te berekenen en de dempingscapaciteit te berekenen die overeenkomt met de eenheidstijd. ● Capaciteitsbehoudmethode Meet de gewenste openingsspanning van de batterij of het vermogen dat nodig is om te besparen, als resultaat van de zelfontladingssnelheid van de batterij.

Dat wil zeggen dat de laadstroom bij een open batterijcircuit wordt gemeten en dat de zelfontladingssnelheid van de batterij als de gemeten laadstroom kan worden beschouwd. 2 Zelfontladingssnelheid Snelle meetmethode Vanwege de lange tijd die nodig is voor de conventionele meetmethode, is de zelfontladingssnelheid slechts een methode om de batterij te filteren in het batterijdetectieproces vanwege de lange tijd die nodig is voor de conventionele meetmethode. De opkomst van een groot aantal nieuwe en handige meetmethoden, die veel tijd en energie besparen bij het meten van de zelfontlading van batterijen.

● Digitale regeltechnologie Digitale regeltechnologie is een nieuwe zelfontladingsmeetmethode van afgeleide zelfontladingsmeetmethode gebaseerd op traditionele zelfontladingsmeetmethoden. Deze methode heeft als voordeel dat de apparatuur kort, zeer nauwkeurig en eenvoudig is. ● Equivalent circuitry equivalent circuit method is een nieuwe meetmethode voor zelfontlading, die de batterij simuleert in een equivalent circuit, waarmee de zelfontladingssnelheid van lithium-ionbatterijen snel en effectief kan worden gemeten.

Ten derde, het meten van de betekenis van de zelfontladingsverhouding. Als belangrijke prestatie-index van lithium-ionbatterijen heeft het een belangrijke impact op de screening en gratificatie van de batterij, dus de zelfontladingssnelheid van lithium-ionbatterijen is van verstrekkende betekenis. 1 Voorspel het probleem van dezelfde spoel in dezelfde spoel, de gebruikte materialen, de gebruikte materialen en de productiecontrole zijn in principe hetzelfde. Wanneer de individuele batterij duidelijk groot is, ligt de oorzaak waarschijnlijk in onzuiverheden en bramen die het diafragma doorboren.

Microkortsluiting. Omdat de gevolgen van een microkortsluiting voor de batterij langzaam en onomkeerbaar zijn. Daarom verschillen de prestaties van dergelijke batterijen op korte termijn niet veel van normale batterijen, maar naarmate de interne onomkeerbare reacties geleidelijk toenemen, zullen de prestaties van de batterij veel lager zijn dan de fabrieksprestaties en de prestaties van andere normale batterijen.

Om de kwaliteit van de fabrieksaccu te waarborgen, moet de zelfontladen accu daarom worden verwijderd. 2 Om de batterij te groeperen, groepeert u lithium-ionbatterijen om een ​​betere consistentie te krijgen, inclusief capaciteit, spanning, interne weerstand en witte ontladingssnelheid, enz. De invloed van de zelfontladingssnelheid van de batterij op het batterijpakket is een belangrijke manifestatie.

Zodra ze in een module zijn samengevoegd, zal de spanning in verschillende mate afnemen vanwege de zelfdiscipline van elke monomeer lithium-ionbatterij, in serie tijdens het opbergen of de cyclus. Tijdens het onderladen is de spanning op dat moment gelijk, dus kan de lithium-ionbatterijmodule na het opladen overladen of leeg raken, en zullen de prestaties geleidelijk afnemen naarmate er vaker wordt opgeladen en ontladen. Circulerend leven vergeleken met ongepaarde monomeerbatterijen. Daarom is het nodig dat het batterijpakket nauwkeurig wordt gemeten en dat de zelfdiscipline van lithium-ionbatterijen wordt gescreend.

3 Schatting van de SOC van de batterij De correctie van de belasting wordt ook wel het resterende vermogen genoemd, wat de verhouding weergeeft van de batterij die gedurende een bepaalde periode of op de lange termijn wordt gebruikt, de resterende capaciteit en de volledig opgeladen toestand, wat veelgebruikt is. De zelfontladingssnelheid bij de schatting van de SOC van lithium-ionbatterijen is een belangrijke referentiewaarde. Na de zelfontladingsstroom kan de correctie van de startwaarde van de SOC de nauwkeurigheid van de SOC-schatting verbeteren.

Enerzijds kan de klant de tijd of de reisafstand van het product schatten op basis van het resterende vermogen; anderzijds kan de SOC-voorspellingsnauwkeurigheid van BMS effectief voorkomen dat de batterij overbelast raakt en de levensduur van de batterij verlengen. .