اخبار شرکت 【باتری BAIDUN】 عوامل موثر بر ظرفیت تخلیه باتری لیتیومی PACK را توضیح دهید

 

 

باتری های لیتیوم یون دارای مزایای ظرفیت زیاد، انرژی ویژه بالا، عمر چرخه خوب، عدم اثر حافظه و غیره هستند و به سرعت در حال توسعه هستند.ظرفیت به عنوان بحرانی ترین شاخص عملکرد آن نیز توجه محققان را به خود جلب کرده است.به همین ترتیب، PACK باتری لیتیومی به طور مداوم در جهت ظرفیت زیاد، شارژ سریع، عمر طولانی و ایمنی بالا در حال توسعه است و الزامات جدیدی نیز برای فناوری فرآیند در فرآیند تولید آن مطرح می شود.

 

 

 

 

 

 

باتری لیتیوم یونی PACK عمدتاً محصولی است که هسته الکتریکی آن غربال، مونتاژ، بسته بندی و مونتاژ می شود تا مشخص شود که آیا ظرفیت و اختلاف فشار واجد شرایط هستند یا خیر.

 

 

سازگاری بین سری باتری و سلول های موازی نیاز به توجه ویژه در بسته باتری دارد.فقط با ظرفیت خوب، وضعیت شارژ، مقاومت داخلی، قوام خود تخلیه و غیره می توان ظرفیت بسته باتری را اعمال و آزاد کرد.عملکرد ضعیف به طور جدی بر عملکرد کلی بسته باتری تأثیر می گذارد و حتی باعث شارژ بیش از حد یا تخلیه بیش از حد برای ایجاد خطرات ایمنی می شود.یک طرح تطبیق خوب روشی موثر برای بهبود قوام مونومر است.

 

 

باتری های لیتیوم یونی تحت تأثیر دمای محیط قرار می گیرند، دمای بیش از حد بالا یا خیلی پایین بر ظرفیت باتری تأثیر می گذارد.اگر باتری برای مدت طولانی تحت شرایط دمای بالا کار کند، ممکن است عمر چرخه باتری تحت تأثیر قرار گیرد.اگر دما خیلی پایین باشد، ظرفیت بازی دشوار خواهد بود.

 

 

میزان دشارژ نشان دهنده ظرفیت شارژ و دشارژ بالای باتری است.اگر سرعت خیلی کم باشد، سرعت شارژ و دشارژ آهسته خواهد بود، که بر راندمان آزمایش تأثیر می گذارد.اگر نرخ خیلی زیاد باشد، ظرفیت باتری به دلیل قطبش و اثرات حرارتی باتری کاهش می یابد، بنابراین باید یک باتری مناسب را انتخاب کنید.نرخ شارژ و دشارژ.

 

 

1. تطبیق قوام گروه

 

 

 

یک ترکیب خوب نه تنها می تواند میزان استفاده از سلول ها را بهبود بخشد، بلکه قوام مونومرها را نیز کنترل می کند، که مبنایی برای دستیابی به ظرفیت تخلیه خوب و ثبات چرخه در تخلیه بسته باتری است.با این حال، پراکندگی امپدانس AC ظرفیت سلول باتری با همخوانی ضعیف افزایش می یابد، که به نوبه خود عملکرد چرخه و ظرفیت قابل استفاده بسته باتری را تضعیف می کند.

 

 

 

 

متخصصان روشی را برای تطبیق باتری با توجه به بردار ویژگی باتری پیشنهاد کرده اند.این بردار ویژگی شباهت بین داده های ولتاژ شارژ و دشارژ باتری تک و داده های شارژ و دشارژ باتری استاندارد را منعکس می کند.هرچه منحنی شارژ و دشارژ باتری به منحنی استاندارد نزدیک‌تر باشد، درجه تشابه بیشتر و ضریب همبستگی به 1 نزدیک‌تر است. با پارامترهای دیگر برای گروه بندی، که می تواند اثر گروه بندی بهتری داشته باشد.دشواری این روش این است که نیاز به ارائه یک بردار ویژگی استاندارد باتری دارد.با توجه به محدودیت سطح تولید، باید بین باتری های تولید شده در هر دسته تفاوت هایی وجود داشته باشد و دستیابی به مجموعه ای از بردارهای ویژگی مناسب برای هر دسته از باتری ها بسیار دشوار است.

 

 

متخصصان از تجزیه و تحلیل کمی برای تجزیه و تحلیل روش های ارزیابی تفاوت بین سلول های منفرد استفاده کردند.ابتدا از روش‌های ریاضی برای استخراج نکات کلیدی که بر عملکرد باتری تأثیر می‌گذارند استفاده کنید و سپس برای دستیابی به ارزیابی و مقایسه جامع عملکرد باتری، تجزیه و تحلیل کیفی عملکرد باتری را به تجزیه و تحلیل کمی تبدیل کنید و به بهترین نحو با عملکرد کلی بسته باتری مطابقت دهید. یک روش ساده که می تواند در عمل عمل کند پیشنهاد شده است.یک سیستم ارزیابی عملکرد جامع مبتنی بر غربالگری و تطبیق باتری پیشنهاد شده است که امتیازدهی دلفی ذهنی و اندازه‌گیری همبستگی خاکستری عینی را برای ایجاد یک مدل همبستگی خاکستری چند پارامتری برای باتری‌ها ترکیب می‌کند، که بر یک طرفه بودن استفاده از یک شاخص واحد به عنوان ارزیابی غلبه می‌کند. استانداردارزیابی عملکرد باتری قدرت نوع توان محقق می شود، و درجه همبستگی به دست آمده از نتیجه ارزیابی، مبنای نظری قابل اعتمادی برای انتخاب و مونتاژ بعدی باتری فراهم می کند.

 

 

روش تطبیق مشخصه پویا عمدتاً بر اساس منحنی شارژ و تخلیه باتری برای تحقق عملکرد تطبیق است.مرحله اجرای خاص این است که ابتدا نقاط مشخصه روی منحنی را استخراج کنیم تا یک بردار مشخصه تشکیل شود.با توجه به فاصله بین بردارهای مشخصه هر منحنی، شاخص تخصیص این است که با انتخاب الگوریتم مناسب، طبقه بندی منحنی را محقق کرده و سپس فرآیند تخصیص باتری را تکمیل کند.این نوع روش گروه بندی تغییرات عملکرد باتری را در حین کار در نظر می گیرد.بر این اساس، پارامترهای مناسب دیگری برای تطبیق باتری انتخاب می‌شوند و باتری‌هایی با عملکرد نسبتاً ثابت قابل دسته‌بندی هستند.

 

 

2. روش شارژ

 

 

 

یک سیستم شارژ مناسب تاثیر مهمی بر ظرفیت تخلیه باتری دارد.اگر عمق شارژ کم باشد، ظرفیت تخلیه به همان نسبت کاهش می یابد.اگر بیش از حد شارژ شود، مواد فعال شیمیایی باتری را تحت تأثیر قرار می دهد و آسیب های جبران ناپذیری ایجاد می کند و ظرفیت و عمر باتری را کاهش می دهد.بنابراین، انتخاب یک نرخ شارژ مناسب، ولتاژ حد بالایی و جریان قطع ولتاژ ثابت برای اطمینان از دستیابی به ظرفیت شارژ و در عین حال بهینه‌سازی راندمان شارژ و ایمنی و پایداری ضروری است.

 

 

 

 

در حال حاضر، باتری لیتیوم یون قدرت بیشتر از حالت شارژ جریان ثابت-ولتاژ ثابت استفاده می کند.لیو یانجین و همکاراننتایج شارژ جریان ثابت و ولتاژ ثابت سیستم فسفات آهن لیتیوم و باتری های سیستم سه تایی را در جریان های شارژ مختلف و ولتاژهای قطع مختلف تجزیه و تحلیل کرد و دریافت که: (1) هنگامی که ولتاژ قطع شارژ ثابت است، جریان شارژ افزایش می یابد. و نسبت جریان ثابت کاهش می یابد.هنگامی که جریان شارژ کم است، زمان شارژ کوتاه می شود، اما مصرف انرژی افزایش می یابد.(2) هنگامی که جریان شارژ ثابت است، با کاهش ولتاژ قطع شارژ، نسبت شارژ جریان ثابت کاهش می یابد و ظرفیت شارژ و انرژی کاهش می یابد.به منظور اطمینان از ظرفیت باتری، اسید فسفریک ولتاژ قطع شارژ باتری لیتیوم آهن نمی تواند کمتر از 3.4 ولت باشد.باید بین زمان شارژ و اتلاف انرژی تعادل برقرار کرد و جریان شارژ و زمان قطع مناسب را انتخاب کرد.

 

 

سازگاری SOC هر سلول ظرفیت تخلیه بسته باتری را تا حد زیادی تعیین می کند و شارژ یکسان سازی امکان دستیابی به شباهت پلت فرم SOC اولیه تخلیه هر سلول را فراهم می کند که می تواند ظرفیت تخلیه و دشارژ را بهبود بخشد. کارایی (ظرفیت تخلیه/ظرفیت گروه همسان).روش بالانس در شارژ به بالانس کردن باتری برق در طول فرآیند شارژ اشاره دارد.به طور کلی، تعادل زمانی شروع می شود که ولتاژ سلول باتری به ولتاژ تعیین شده برسد یا از آن فراتر رود و با کاهش جریان شارژ از شارژ بیش از حد جلوگیری می کند.

 

 

با توجه به حالت های مختلف تک سلولی در بسته باتری، متخصصان از مدل مدار کنترل شارژ تساوی بسته باتری و مدار یکسان سازی برای تنظیم دقیق جریان شارژ سلول های تک استفاده می کنند و روشی را پیشنهاد می کنند که بتواند شارژ سریع را تحقق بخشد. بسته باتری و حذف سلول های تک.استراتژی کنترل شارژ متعادل کننده متناقض که بر عمر چرخه بسته باتری تأثیر می گذارد.به طور خاص، از طریق سیگنال سوئیچ، انرژی کلی بسته باتری لیتیوم یونی به باتری تک تکمیل می شود یا انرژی باتری منفرد به بسته باتری کلی تبدیل می شود.در طول فرآیند شارژ بسته باتری، با تشخیص مقدار ولتاژ هر باتری، زمانی که ولتاژ باتری تک به مقدار مشخصی رسید، ماژول یکسان سازی شروع به کار می کند.جریان شارژ در تک باتری برای کاهش ولتاژ شارژ قطع می شود و جریان تقسیم شده توسط ماژول تبدیل می شود و انرژی برای رسیدن به هدف تعادل به گذرگاه شارژ بازگردانده می شود.

 

 

متخصصان راه حل یکسان سازی نرخ شارژ متغیر را پیشنهاد کرده اند.ایده یکسان سازی راه حل این است که تنها باتری تک با انرژی کم را با انرژی اضافی تکمیل کنید، از فرآیند برداشت انرژی از باتری تک پرانرژی اجتناب کنید، که تا حد زیادی ساده می کند. توپولوژی مدار یکسان سازی توضیح داده شده است.یعنی نرخ های شارژ متفاوتی برای شارژ سلول های تک در حالت های انرژی مختلف استفاده می شود تا به یک اثر تعادل خوب دست یابیم.

 

 

3. میزان تخلیه

 

 

 

میزان دشارژ یک شاخص مهم برای باتری های قدرتی است.دشارژ با سرعت بالای باتری آزمایشی برای بررسی مواد و الکترولیت مثبت و منفی است.برای ماده الکترود مثبت لیتیوم آهن فسفات، ساختار آن پایدار است، کرنش در حین شارژ و تخلیه کم است و شرایط اولیه برای تخلیه جریان زیاد را دارد، اما نقطه ضعف آن این است که هدایت فسفات آهن لیتیوم ضعیف است.نرخ انتشار یون های لیتیوم در الکترولیت عامل اصلی تاثیرگذار بر میزان دشارژ باتری است و انتشار یون ها در داخل باتری ارتباط تنگاتنگی با ساختار باتری و غلظت الکترولیت دارد.

 

 

 

 

بنابراین، نرخ‌های دشارژ متفاوت منجر به زمان‌های دشارژ و سکوهای ولتاژ تخلیه باتری‌ها می‌شود که به نوبه خود منجر به ظرفیت‌های تخلیه متفاوت می‌شود که به ویژه برای بسته‌های باتری موازی مشهود است.بنابراین، انتخاب یک نرخ تخلیه مناسب ضروری است.رابطه بین ظرفیت تخلیه و نرخ تخلیه (جریان) را می توان با معادله Peukert توصیف کرد:

 

C=KI^{که در}

 

در فرمول: I جریان تخلیه است.n ثابت Peukert است که مربوط به ساختار باتری است و مقدار آن بین 1.15 و 1.42 است.K یک ثابت است که یک ثابت مربوط به مقدار ماده فعال در باتری است.

 

 

ظرفیت موجود باتری با افزایش جریان تخلیه کاهش می یابد.

 

 

متخصصان تأثیر سرعت تخلیه بر ظرفیت تخلیه سلول‌های باتری لیتیوم آهن فسفات را مطالعه کرده‌اند.گروهی از سلول های تک با همان مدل با قوام اولیه خوب به 3.8 ولت با جریان 1C شارژ می شوند و سپس به ترتیب با 0.1، 0.2 و 0.5 شارژ می شوند.، نرخ تخلیه 1، 2 و 3C تا 2.5 ولت، منحنی رابطه بین ولتاژ و برق تخلیه شده را ثبت کنید.نتایج تجربی نشان می دهد که ظرفیت دبی 1 و 2 درجه سانتی گراد به ترتیب 8/97 و 5/96 درصد ظرفیت تخلیه C/3 و انرژی آزاد شده به ترتیب 2/97 و 3/94 درصد انرژی تخلیه شده توسط C/3 است.با افزایش، ظرفیت و انرژی آزاد شده توسط باتری لیتیوم یون به میزان قابل توجهی کاهش یافته است.

 

 

 

 

هنگام تخلیه باتری های لیتیوم یون، معمولاً از استاندارد ملی 1C استفاده می شود و حداکثر جریان تخلیه معمولاً بین 2 تا 3 درجه سانتیگراد محدود می شود.هنگام تخلیه با جریان بالا، افزایش دما زیادی ایجاد می کند و منجر به اتلاف انرژی می شود.بنابراین لازم است دمای بسته باتری به صورت لحظه ای کنترل شود تا از آسیب دیدن باتری در اثر دمای بیش از حد جلوگیری شود و طول عمر باتری کاهش یابد.

 

 

چهارم، شرایط دما

 

 

 

دما عمدتاً بر فعالیت و عملکرد الکترولیت مواد قطعه قطب داخل باتری تأثیر می گذارد.دمای خیلی زیاد و خیلی پایین تاثیر بیشتری روی ظرفیت باتری دارد.

 

 

در دماهای پایین، فعالیت باتری به میزان قابل توجهی کاهش می یابد، توانایی درج و استخراج لیتیوم کاهش می یابد، مقاومت داخلی و ولتاژ قطبش باتری افزایش می یابد، ظرفیت واقعی موجود کاهش می یابد، ظرفیت تخلیه باتری کاهش می یابد، پلت فرم تخلیه کم است و احتمال اینکه باتری به ولتاژ قطع تخلیه برسد بیشتر است.ظرفیت موجود باتری کاهش می یابد و راندمان استفاده از انرژی باتری کاهش می یابد.

 

 

هنگامی که دما افزایش می یابد، استخراج و وارد کردن یون های لیتیوم بین الکترودهای مثبت و منفی فعال می شود، به طوری که مقاومت داخلی باتری کاهش می یابد و زمان تثبیت مقاومت داخلی طولانی تر می شود، که باعث می شود میزان مهاجرت الکترون در خارج از بدن افزایش یابد. مدار افزایش می یابد و ظرفیت موثرتر است.بازی.با این حال، اگر باتری برای مدت طولانی در یک محیط با دمای بالا کار کند، پایداری ساختار شبکه الکترود مثبت بدتر می شود، ایمنی باتری کاهش می یابد و عمر باتری به طور قابل توجهی کاهش می یابد.

 

 

متخصصان تأثیر دما بر ظرفیت تخلیه واقعی باتری را مطالعه کرده اند و نسبت ظرفیت تخلیه واقعی باتری به ظرفیت تخلیه استاندارد (دشارژ 1 درجه سانتیگراد در 25 درجه سانتیگراد) را در دماهای مختلف ثبت کرده اند.با تطبیق تغییر ظرفیت باتری با دما، دریافت می کنیم:

 

C=(-5.06974)*exp(-T/55.90333)+14.03729,R^2-0.99784

 

در فرمول: C ظرفیت باتری است.T دما است.R2 ضریب همبستگی اتصالات است.آزمایش‌ها نشان داده‌اند که ظرفیت باتری در دماهای پایین بسیار سریع تحلیل می‌رود، در حالی که ظرفیت باتری با افزایش دما در اطراف دمای اتاق افزایش می‌یابد.ظرفیت باتری تنها 1/3 مقدار اسمی در -40 درجه سانتیگراد است، در حالی که در دمای 0 تا 60 درجه سانتیگراد، ظرفیت باتری از 80٪ ظرفیت اسمی به 100٪ افزایش می یابد.

 

 

تجزیه و تحلیل معتقد است که نرخ تغییر مقاومت اهمی در دمای پایین بیشتر از دمای بالا است، که نشان می دهد دمای پایین تأثیر قابل توجهی بر فعالیت باتری دارد و در نتیجه بر ظرفیت تخلیه باتری تأثیر می گذارد.با افزایش دما، مقاومت داخلی اهمی و مقاومت داخلی پلاریزاسیون هر دو در طول شارژ و دشارژ کاهش می‌یابند.اما در دماهای بالاتر تعادل واکنش‌های شیمیایی در باتری و پایداری مواد از بین می‌رود و ممکن است واکنش‌های جانبی رخ دهد که بر ظرفیت باتری و مقاومت داخلی تأثیر می‌گذارد و در نتیجه عمر چرخه باتری کاهش می‌یابد و حتی ایمنی کاهش می‌یابد.

 

 

بنابراین، هم دمای بالا و هم دمای پایین بر عملکرد و عمر باتری لیتیوم آهن فسفات تأثیر می گذارد.در فرآیند کار واقعی، باید از روش هایی مانند افزایش مدیریت حرارتی باتری استفاده کرد تا اطمینان حاصل شود که باتری در شرایط دمایی مناسب کار می کند.در لینک تست بسته باتری PACK، یک اتاق آزمایش دمای ثابت در 25 درجه سانتیگراد می تواند ایجاد شود.

 

 

پنج، خلاصه

 

 

 

در این مقاله، همراه با وضعیت واقعی بسته باتری لیتیوم یون، عوامل موثر بر ظرفیت تخلیه مورد تجزیه و تحلیل و بحث قرار می‌گیرند.انطباق خوب بسته باتری، پیش نیازی برای تحقق عملکرد و سطح تخلیه بسته باتری است، می توانید به استفاده از روش گروه تطبیق ویژگی های دینامیکی مراجعه کنید.روش شارژ استفاده از روش شارژ متعادل برای اطمینان از مشابه بودن پلت فرم های SOC هر مونومر قبل از تخلیه توصیه می شود.انتخاب یک نرخ تخلیه مناسب با در نظر گرفتن ظرفیت و راندمان آزمایش ضروری است.محیط تأثیر زیادی در آزمایش باتری دارد، بنابراین شرایط دما باید کنترل شود.