Dejavniki, ki vplivajo na zmogljivost praznjenja PACK litij-ionskih baterij

PAKET litij-ionskih baterij je pomemben izdelek, ki po pregledovanju, združevanju, združevanju in sestavljanju celice izvaja preizkus električne zmogljivosti ter ugotavlja, ali sta zmogljivost in razlika tlaka primerna.

Akumulatorski serijsko vzporedni monomer je skladnost med posebnimi premisleki v paketu baterij, ima le dobro kapaciteto, napolnjeno stanje, kot je notranji upor, lahko se doseže doslednost samopraznjenja za predvajanje in sprostitev, zmogljivost baterije, če lahko slaba skladnost resno vpliva celotno zmogljivost baterije, tudi vzrok polnjenja ali praznjenja, da povzročajo varne skrite težave.Metoda dobre sestave je učinkovit način za izboljšanje konsistence monomera.

Litij-ionska baterija je omejena zaradi temperature okolice, previsoka ali prenizka temperatura bo vplivala na zmogljivost baterije.Če baterija dlje časa deluje pri visoki temperaturi, lahko to vpliva na življenjsko dobo baterije.Če je temperatura prenizka, bo zmogljivost težko predvajati.Hitrost praznjenja odraža sposobnost polnjenja in praznjenja baterije pri visokem toku.Če je hitrost praznjenja premajhna, sta hitrost polnjenja in praznjenja počasna, kar vpliva na učinkovitost preskusa.Če je hitrost prevelika, se bo zmogljivost zmanjšala zaradi polarizacijskega učinka in toplotnega učinka baterije, zato je treba izbrati ustrezno stopnjo polnjenja in praznjenja.

1. Skladnost konfiguracije

Dobra razporeditev ne more samo izboljšati stopnje izkoriščenosti celice, temveč tudi nadzorovati konsistenco celice, ki je osnova za doseganje dobre zmogljivosti praznjenja in stabilnosti cikla baterijskega paketa.Vendar se bo stopnja disperzije impedance izmeničnega toka povečala v primeru slabe zmogljivosti baterije, kar bo oslabilo zmogljivost cikla in razpoložljivo kapaciteto baterijskega paketa.Predlagana je metoda konfiguracije baterije na podlagi karakterističnega vektorja baterij.Ta vektor značilnosti odraža podobnost med podatki o napetosti polnjenja in praznjenja posamezne baterije in standardne baterije.Bližje kot je krivulja polnjenja in praznjenja baterije standardni krivulji, večja je njena podobnost in bližje je korelacijski koeficient 1. Ta metoda v glavnem temelji na korelacijskem koeficientu napetosti monomera v kombinaciji z drugimi parametri za doseči boljše rezultate.Težava pri tem pristopu je dobava standardnega vektorja funkcij baterije.Zaradi omejitev na ravni proizvodnje bodo zagotovo razlike med celicami, proizvedenimi v vsaki seriji, in zelo težko je dobiti vektor lastnosti, ki je primeren za vsako serijo.

Za analizo metode ocenjevanja razlike med posameznimi celicami je bila uporabljena kvantitativna analiza.Najprej so bile z matematično metodo izločene ključne točke, ki vplivajo na zmogljivost baterije, nato pa je bila izvedena matematična abstrakcija, da se uresniči celovito vrednotenje in primerjava zmogljivosti baterije.Kvalitativna analiza zmogljivosti baterije je bila preoblikovana v kvantitativno analizo in predlagana praktična preprosta metoda za optimalno razporeditev zmogljivosti baterije.Predlaga se na podlagi izbire celic nabora celovitega sistema ocenjevanja zmogljivosti, subjektivna Delphijeva stopnja korelacije sive barve in objektivno merjenje, vzpostavljen je model večparametrske sive korelacije baterije in premagovanje enostranosti posameznega indeksa kot standarda za ocenjevanje, izvaja ocena zmogljivosti močnostne litij-ionske baterije. Stopnja korelacije, pridobljena iz rezultatov ocenjevanja, zagotavlja zanesljivo teoretično osnovo za kasnejšo izbiro in dodelitev baterij.

Pomembne dinamične značilnosti s skupinsko metodo so glede na krivuljo polnjenja in praznjenja baterije za doseganje funkcije s skupino, njen konkretni korak izvedbe je izvleči značilno točko na krivulji, najprej oblikovati vektor značilnosti, glede na vsako krivuljo med razdaljo med vektorjem značilnosti za nabor indikatorjev, z izbiro ustreznih algoritmov za realizacijo klasifikacije krivulje in nato dokončanje baterije skupinskega procesa.Ta metoda upošteva variacijo zmogljivosti baterije med delovanjem.Na podlagi tega se izberejo drugi ustrezni parametri za izvedbo konfiguracije baterije in baterijo z razmeroma doslednim delovanjem lahko razvrstimo.

2. Način polnjenja

Ustrezen sistem polnjenja pomembno vpliva na zmogljivost praznjenja baterij.Če je globina polnjenja majhna, se bo zmogljivost praznjenja ustrezno zmanjšala.Če je globina polnjenja prenizka, to vpliva na kemično aktivne snovi baterije in povzroči nepopravljivo škodo, kar zmanjša zmogljivost in življenjsko dobo baterije.Zato je treba izbrati ustrezno stopnjo polnjenja, zgornjo mejo napetosti in izklopnega toka s konstantno napetostjo, da se zagotovi doseganje zmogljivosti polnjenja, hkrati pa optimizira učinkovitost polnjenja ter varnost in stabilnost.Trenutno močna litij-ionska baterija večinoma uporablja način polnjenja s stalnim tokom - konstantno napetostjo.Z analizo rezultatov polnjenja s konstantnim tokom in konstantno napetostjo litijevega železovega fosfatnega sistema in baterij ternarnega sistema pri različnih polnilnih tokovih in različnih izklopnih napetostih je razvidno, da1) ko je izklopna napetost polnjenja pravočasno, se polnilni tok poveča, razmerje konstantnega toka se zmanjša, čas polnjenja se zmanjša, vendar se poraba energije poveča;(2) Ko je polnilni tok pravočasen, se z zmanjšanjem izklopne napetosti polnjenja zmanjša polnilno razmerje s konstantnim tokom, zmanjšata se polnilna zmogljivost in energija.Da bi zagotovili zmogljivost baterije, izklopna napetost polnjenja litij-železo-fosfatne baterije ne sme biti nižja od 3,4 V.Če želite uravnotežiti čas polnjenja in izgubo energije, izberite ustrezen polnilni tok in čas izklopa.

Konzistentnost SOC vsakega monomera v veliki meri določa kapaciteto praznjenja akumulatorja, uravnoteženo polnjenje pa omogoča uresničitev podobnosti začetne platforme SOC vsakega praznjenja monomera, kar lahko izboljša zmogljivost praznjenja in učinkovitost praznjenja (zmogljivost praznjenja/konfiguracijska zmogljivost ).Način uravnoteženja pri polnjenju se nanaša na uravnoteženje moči litij-ionske baterije v procesu polnjenja.Običajno se začne uravnovešati, ko napetost akumulatorja doseže ali je višja od nastavljene napetosti, in preprečuje prekomerno polnjenje z zmanjšanjem polnilnega toka.

Glede na različna stanja posameznih celic v baterijskem paketu je bila predlagana uravnotežena strategija nadzora polnjenja, ki omogoča hitro polnjenje baterijskega paketa in odpravlja vpliv nedoslednih posameznih celic na življenjsko dobo akumulatorja s fino nastavitvijo polnjenja. tok posameznih celic skozi model vezja za nadzor uravnoteženega polnjenja akumulatorja.Natančneje, celotno energijo litij-ionskega akumulatorja je mogoče dopolniti s posameznimi baterijami s preklopnimi signali ali pa se lahko energija posamezne baterije pretvori v celoten akumulator.Med polnjenjem baterijskega niza modul za uravnoteženje preveri napetost vsake baterije.Ko napetost doseže določeno vrednost, začne delovati izravnalni modul.Polnilni tok v eni bateriji se preklopi, da se zmanjša polnilna napetost, energija pa se prek modula vrne nazaj v polnilno vodilo za pretvorbo, da se doseže namen ravnotežja.

Nekateri so predlagali rešitev variacijskega izenačevanja polnjenja.Ideja izenačevanja te metode je, da se posamezni celici z nizko energijo dovaja le dodatna energija, kar preprečuje proces odvzema energije posamezne celice z visoko energijo, kar močno poenostavi topologijo izravnalnega vezja.To pomeni, da se za polnjenje posameznih baterij z različnimi energijskimi stanji uporabljajo različne stopnje polnjenja, da se doseže dober učinek ravnotežja.

3. Stopnja praznjenja

Hitrost praznjenja je zelo pomemben indeks za litij-ionsko baterijo z močjo.Velika hitrost praznjenja baterije je test za pozitivne in negativne materiale elektrod in elektrolit.Kar zadeva litijev železov fosfat, ima stabilno strukturo, majhno obremenitev med polnjenjem in praznjenjem in ima osnovne pogoje velikega tokovnega praznjenja, vendar je neugoden dejavnik slaba prevodnost litijevega železovega fosfata.Hitrost difuzije litijevih ionov v elektrolitu je pomemben dejavnik, ki vpliva na hitrost praznjenja baterije, difuzija ionov v bateriji pa je tesno povezana s strukturo in koncentracijo elektrolita baterije.

Zato različne hitrosti praznjenja vodijo do različnih časov praznjenja in napetostnih platform praznjenja baterij, kar vodi do različnih zmogljivosti praznjenja, zlasti pri vzporednih baterijah.Zato je treba izbrati ustrezno stopnjo izpusta.Razpoložljiva zmogljivost baterije se zmanjšuje s povečanjem toka praznjenja.

Jiang Cuina itd za preučevanje stopnje praznjenja železovega fosfata litij-ionske baterije monomer lahko izprazni zmogljivost, vpliv niza iste vrste začetne konsistence boljše monomerne baterije so v 1 c tokovnem polnjenju do 3,8 V, nato za 0,1, 0,2, 0,5, 1, 2, 3 c hitrost praznjenja do 2,5 V, zabeležite razmerje med napetostjo in krivuljo moči praznjenja, glejte sliko 1. Rezultati eksperimenta kažejo, da je sproščena zmogljivost 1 in 2C 97,8 % in 96,5 % sproščene zmogljivosti C/3, sproščena energija pa je 97,2 % oziroma 94,3 % sproščene energije C/3.Vidimo, da se s povečanjem razelektritvenega toka sproščena zmogljivost in sproščena energija litij-ionske baterije znatno zmanjšata.

Pri praznjenju litij-ionskih baterij je na splošno izbran nacionalni standard 1C, največji tok praznjenja pa je običajno omejen na 2 ~ 3C.Pri praznjenju z visokim tokom bo prišlo do velikega dviga temperature in izgube energije.Zato spremljajte temperaturo baterijskih nizov v realnem času, da preprečite poškodbe baterije in skrajšate življenjsko dobo baterije.

4. Temperaturni pogoji

Temperatura pomembno vpliva na aktivnost elektrodnega materiala in delovanje elektrolita v bateriji.Visoka ali nizka temperatura močno vpliva na zmogljivost baterije.

Pri nizki temperaturi se aktivnost baterije znatno zmanjša, zmanjša se sposobnost vgradnje in sproščanja litija, povečata se notranji upor baterije in polarizacijska napetost, zmanjša se dejanska razpoložljiva zmogljivost, zmanjša se zmogljivost praznjenja baterije, platforma za praznjenje je nizka, baterija lažje doseže izklopno napetost praznjenja, kar se kaže v zmanjšanju razpoložljive kapacitete baterije, zmanjšanju učinkovitosti izrabe energije baterije.

Ko se temperatura dvigne, se litijevi ioni pojavijo in vgradijo med pozitivnim in negativnim polom, postanejo aktivni, zato se notranji upor baterije zmanjša in čas oprijema postane daljši, kar poveča gibanje elektronskega pasa v zunanjem vezju in naredi zmogljivost učinkovitejše.Če pa baterija dlje časa deluje pri visoki temperaturi, se bo stabilnost strukture pozitivne rešetke poslabšala, varnost baterije se bo zmanjšala, življenjska doba baterije pa se bo znatno skrajšala.

Zhe Li et al.preučevali vpliv temperature na dejansko kapaciteto praznjenja baterij in zabeležili razmerje med dejansko zmogljivostjo praznjenja baterij in standardno kapaciteto praznjenja (1C praznjenje pri 25℃) pri različnih temperaturah.Če prilagodimo spremembo kapacitete baterije s temperaturo, lahko dobimo: kjer je: C zmogljivost baterije;T je temperatura;R2 je korelacijski koeficient prileganja.Eksperimentalni rezultati kažejo, da zmogljivost baterije hitro upada pri nizki temperaturi, vendar se povečuje z zvišanjem temperature pri sobni temperaturi.Zmogljivost baterije pri -40 ℃ je le ena tretjina nazivne vrednosti, medtem ko se pri 0 ℃ do 60 ℃ zmogljivost baterije dvigne z 80 odstotkov nazivne kapacitete na 100 odstotkov.

Analiza je pokazala, da je hitrost spremembe ohmske upornosti pri nizki temperaturi večja kot pri visoki temperaturi, kar kaže, da nizka temperatura pomembno vpliva na aktivnost baterije, tako da se lahko akumulator sprosti.Z naraščanjem temperature se omska upornost in polarizacijska upornost procesa polnjenja in praznjenja zmanjšata.Vendar pa se pri višjih temperaturah porušita kemično reakcijsko ravnovesje in stabilnost materiala v bateriji, kar bo povzročilo možne stranske reakcije, ki bodo vplivale na kapaciteto in notranjo odpornost baterije, kar bo povzročilo skrajšanje življenjske dobe in celo zmanjšano varnost.

Zato bosta tako visoka kot nizka temperatura vplivala na delovanje in življenjsko dobo litij-železo-fosfatne baterije.V dejanskem delovnem procesu je treba sprejeti nove metode, kot je termično upravljanje baterije, da se zagotovi, da baterija deluje pri ustreznih temperaturnih pogojih.Prostor za testiranje konstantne temperature 25 ℃ se lahko vzpostavi v povezavi za testiranje baterijskega paketa.