Demistificiranje utjecaja kapaciteta pražnjenja litijumskih baterija

Litijum-jonska baterija PACK uglavnom je proizvod čija se električna jezgra pregledava, sastavlja, pakuje i sastavlja kako bi se utvrdilo jesu li kvalificirani kapacitet i razlika tlaka.

1. Konzistentnost podudarne grupe

Konzistentnost između serija baterija i paralelnih ćelija treba posebno razmotriti u PAKETU baterije. Samo s dobrim kapacitetom, stanjem napunjenosti, unutarnjim otporom, konzistencijom samopražnjenja itd., Kapacitet baterije se može iskoristiti i osloboditi. Loše performanse ozbiljno će utjecati na ukupne performanse baterijskog paketa, pa čak i prouzrokovati prekomjerno punjenje ili prekomjerno pražnjenje da bi stvorile sigurnosne opasnosti. Dobra shema podudaranja učinkovit je način za poboljšanje konzistencije monomera.

Dobra kombinacija može ne samo poboljšati brzinu iskorištavanja ćelija, već i kontrolirati konzistenciju monomera, što je osnova za postizanje dobrog kapaciteta pražnjenja i stabilnosti ciklusa pri pražnjenju baterijskog paketa. Međutim, disperzija AC impedancije loše usklađenog kapaciteta ćelije baterije će se povećati, što će zauzvrat oslabiti performanse ciklusa i korisni kapacitet baterijskog paketa.

2. Način punjenja

Ispravan sistem punjenja ima važan utjecaj na kapacitet pražnjenja baterije. Ako je dubina punjenja plitka, kapacitet pražnjenja će se u skladu s tim smanjiti. Ako se prenapuni, to će utjecati na hemijski aktivne materijale baterije i prouzrokovati nepovratna oštećenja, smanjujući kapacitet i životni vijek baterije. Zbog toga je potrebno odabrati odgovarajuću brzinu punjenja, gornju granicu napona i konstantnu graničnu struju napona kako bi se osiguralo postizanje kapaciteta punjenja uz istovremeno optimiziranje efikasnosti i sigurnosti punjenja i stabilnosti.

Trenutno litijum-jonska baterija uglavnom koristi režim punjenja konstantnom strujom i konstantnim naponom. Analizom rezultata konstantne struje i konstantnog napona punjenja litijum-gvožđe-fosfatnog sistema i ternarnih sistema baterija pri različitim strujama punjenja i različitim naponima prekida, može se vidjeti da: (1) Kada je napon prekida punjenja konstantan, struja punjenja se povećava, a konstantni omjer struje smanjuje. Vrijeme punjenja je skraćeno, ali je povećana potrošnja energije; (2) Kada je struja punjenja konstantna, kako se smanji granični napon punjenja, omjer punjenja konstantne struje opada, a kapacitet punjenja i energija se smanjuju. Da bi se osigurao kapacitet baterije, litijum-gvožđe-fosfat Napon prekida punjenja baterije ne može biti manji od 3,4 V. Potrebno je uravnotežiti vrijeme punjenja i gubitak energije te odabrati odgovarajuću struju punjenja i vrijeme isključenja.

3. Stopa pražnjenja

Stopa pražnjenja važan je pokazatelj napajanih baterija. Pražnjenje velike brzine baterije test je za pozitivne i negativne materijale i elektrolit. Za materijal pozitivne elektrode litijum-gvožđe-fosfat, njegova je struktura stabilna, deformacija tijekom punjenja i pražnjenja je mala i ima osnovne uvjete za veliko strujno pražnjenje, ali nedostatak je što je provodljivost litijum-željezo-fosfata loša. Brzina difuzije litijum-jona u elektrolitu glavni je faktor koji utječe na brzinu pražnjenja baterije, a difuzija jona unutar baterije usko je povezana sa strukturom baterije i koncentracijom elektrolita.

Različite brzine pražnjenja dovode do različitih vremena pražnjenja i naponskim platformama pražnjenja baterija, što zauzvrat dovodi do različitih kapaciteta pražnjenja, što je posebno očigledno za paralelne baterije. Zbog toga je potrebno odabrati odgovarajuću brzinu ispuštanja.

Krivulja pražnjenja LiFePO4 baterija snage pri različitim brzinama od 0,1 C, 0,2 C, 0,5 C, 1 C, 1,5 C i 2 C na temperaturi okoline od 25 ℃. Vidljivo je da proces pražnjenja LiFePO4 baterije pri različitim brzinama ima stabilnu platformu za pražnjenje, napon platforme je između 3,0 ~ 3,4 V. Uz to, napon platforme opada s porastom brzine pražnjenja. To je zato što povećanje brzine pražnjenja povećava struju pražnjenja baterije i unutrašnji otpor baterije. , Napon će porasti kada se baterija isprazni. S druge strane, pražnjenje velike brzine struje povećat će polarizaciju baterije i smanjiti naponsku platformu baterije.

Kapacitet pražnjenja LiFePO4 baterije pod različitom brzinom pražnjenja smanjivat će se s porastom brzine pražnjenja baterije. Pri maloj brzini od 0,1 C, ispražnjeni kapacitet baterije veći je od nominalnog kapaciteta baterije, ali pri brzini od 2 C Kapacitet pražnjenja je samo 90% od nominalnog kapaciteta. To pokazuje da postoji određena negativna korelacija između brzine pražnjenja i kapaciteta baterije.

Prilikom pražnjenja litijum-jonskih baterija obično se koristi nacionalni standard 1C, a maksimalna struja pražnjenja obično je ograničena na 2 do 3C. Kada se prazni velikom jačinom struje, to će proizvesti veliki porast temperature i dovesti do gubitka energije. Zbog toga je potrebno u realnom vremenu nadzirati temperaturu baterije kako biste spriječili oštećenje baterije uslijed prekomjerne temperature i smanjili radni vijek baterije.

4. Temperaturni uslovi

Na litijum-jonske baterije utiče temperatura okoline, previsoka ili preniska temperatura uticaće na kapacitet baterije. Životni vijek baterije može utjecati ako dugo radi pod visokim temperaturama. Ako je temperatura preniska, kapacitet će biti teško igrati.

Temperatura uglavnom utječe na aktivnost i elektrolitske performanse pola materijala unutar baterije. Pri niskim temperaturama aktivnost baterije značajno opada, smanjuje se sposobnost umetanja i vađenja litija, povećavaju se unutrašnji otpor i polarizacijski napon baterije, stvarni raspoloživi kapacitet se smanjuje, kapacitet pražnjenja baterije se smanjuje, platforma za pražnjenje je niska i veća je vjerojatnost da će baterija doseći napon prekida pražnjenja. Raspoloživi kapacitet baterije se smanjuje, a efikasnost iskorištavanja energije baterije smanjuje se. Kada temperatura poraste, ekstrakcija i umetanje litijumovih jona između pozitivne i negativne elektrode postaju aktivni, tako da se smanjuje unutarnji otpor baterije, a vrijeme stabilizacije unutarnjeg otpora postaje duže, što povećava količinu migracije elektrona u vanjskom krugu, a kapacitet je učinkovitiji. Sviraj. Međutim, ako baterija dulje vrijeme radi u okruženju s visokim temperaturama, stabilnost strukture rešetke s pozitivnom elektrodom će se pogoršati, sigurnost baterije će se smanjiti, a vijek trajanja baterije će se znatno skratiti.

Stoga će i visoka temperatura i niska temperatura utjecati na performanse i vijek trajanja litij-gvožđe-fosfatne baterije. U stvarnom radnom procesu treba koristiti metode poput povećanja upravljanja toplotom baterije kako bi se osiguralo da baterija radi pod odgovarajućim temperaturnim uvjetima. U dijelu za testiranje baterija može se uspostaviti soba za ispitivanje stalne temperature na 25 ° C.

5. Sažetak

U ovom radu, u kombinaciji sa stvarnim stanjem litijum-jonske baterije PACK, analiziraju se i raspravljaju faktori koji utječu na kapacitet pražnjenja. Dobra konzistentnost grupe podudaranja baterija preduvjet je za ostvarivanje performansi i nivoa pražnjenja baterija, a možete se obratiti upotrebi metode podudaranja dinamičkih karakteristika grupe. Metoda punjenja se preporučuje da se koristi uravnotežena metoda punjenja kako bi se osiguralo da su SOC platforme svakog monomera slične prije pražnjenja. Potrebno je odabrati prikladnu brzinu pražnjenja, uzimajući u obzir i kapacitet i efikasnost ispitivanja. Okoliš ima veliki utjecaj na ispitivanje baterija, pa temperaturne uvjete treba kontrolirati.