Okeerẹ Itọsọna to Litiumu-Ion Batiri Discharge Itupale

Idanwo iṣẹ ṣiṣe ti o wọpọ julọ ti batiri litiumu-ion - ilana itupale itusilẹ idasilẹ

Nigbati batiri lithium-ion ba jade, foliteji iṣẹ rẹ nigbagbogbo yipada nigbagbogbo pẹlu itesiwaju akoko. Foliteji iṣẹ ti batiri naa ni a lo bi ordinate, akoko itusilẹ, tabi agbara, tabi ipo idiyele (SOC), tabi ijinle itusilẹ (DOD) bi abscissa, ati ohun ti o fa ni a pe ni igbi idasilẹ. Lati loye itusilẹ ihuwasi ti batiri, a nilo akọkọ lati ni oye foliteji ti batiri ni ipilẹ.

[foliteji ti batiri]

Fun awọn elekiturodu lenu lati dagba batiri gbọdọ pade awọn wọnyi awọn ipo: awọn ilana ti ọdun elekitironi ni kemikali lenu (ie ifoyina ilana) ati awọn ilana ti gba awọn elekitironi (ie idinku lenu ilana) gbọdọ wa ni niya ni meji ti o yatọ agbegbe, eyi ti o yatọ si ifaseyin redox gbogbogbo; ifaseyin redox ti nkan ti nṣiṣe lọwọ ti awọn amọna meji gbọdọ jẹ gbigbe nipasẹ Circuit ita, eyiti o yatọ si iṣesi microbattery ninu ilana ipata irin. Awọn foliteji ti awọn batiri ni o pọju iyato laarin awọn rere elekiturodu ati odi elekiturodu. Awọn paramita bọtini kan pato pẹlu foliteji Circuit ṣiṣi, foliteji ṣiṣẹ, idiyele ati foliteji gige gige, bbl

[O pọju elekitirodi ti ohun elo batiri lithium-ion]

Agbara elekitirode tọka si immersion ti ohun elo to lagbara ni ojutu elekitiroti, ti n ṣafihan ipa itanna, iyẹn ni, iyatọ ti o pọju laarin oju ti irin ati ojutu. Iyatọ ti o pọju yii ni a npe ni agbara ti irin ni ojutu tabi agbara ti elekiturodu. Ni kukuru, agbara elekiturodu jẹ ifarahan fun ion tabi atomu lati gba elekitironi kan.

Nitorinaa, fun elekiturodu rere kan tabi ohun elo elekiturodu odi, nigba ti a gbe sinu elekitiroti kan pẹlu iyo lithium, agbara elekiturodu rẹ jẹ afihan bi:

Nibo ni φ c jẹ agbara elekiturodu ti nkan yii. Agbara elekiturodu hydrogen boṣewa ti ṣeto si 0.0V.

[Fọliteji ṣiṣii ti batiri naa]

Agbara elekitiroti ti batiri naa jẹ iṣiro imọ-jinlẹ ni ibamu si iṣesi ti batiri nipa lilo ọna thermodynamic, iyẹn ni, iyatọ laarin agbara elekiturodu iwọntunwọnsi ti batiri ati awọn amọna rere ati odi nigbati Circuit ba ya ni iye ti o pọju. wipe batiri le fun foliteji. Ni otitọ, awọn amọna rere ati odi kii ṣe dandan ni ipo iwọntunwọnsi thermodynamic ninu elekitiroti, iyẹn ni, agbara elekiturodu ti iṣeto nipasẹ awọn amọna rere ati odi ti batiri ninu ojutu elekitiroti nigbagbogbo kii ṣe agbara elekiturodu iwọntunwọnsi, nitorinaa ìmọ-Circuit foliteji ti batiri ni gbogbo kere ju awọn oniwe-electromotive agbara. Fun idahun elekitirodu:

Ṣiyesi ipo ti kii ṣe boṣewa ti paati ifaseyin ati iṣẹ ṣiṣe (tabi ifọkansi) ti paati ti nṣiṣe lọwọ ni akoko pupọ, foliteji Circuit ṣiṣi gangan ti sẹẹli jẹ iyipada nipasẹ idogba agbara:

Nibo R jẹ igbagbogbo gaasi, T ni iwọn otutu ti iṣe, ati pe a jẹ iṣẹ paati tabi ifọkansi. Foliteji Circuit ṣiṣi ti batiri naa da lori awọn ohun-ini ti ohun elo elekiturodu rere ati odi, elekitiroti ati awọn ipo iwọn otutu, ati pe o jẹ ominira ti geometry ati iwọn batiri naa. Litiumu ion elekiturodu ohun elo igbaradi sinu polu, ati litiumu irin dì jọ sinu bọtini idaji batiri, le wiwọn awọn elekiturodu ohun elo ni orisirisi awọn SOC ipinle ti ìmọ foliteji, ìmọ foliteji ti tẹ ni elekiturodu awọn ohun elo ti idiyele ipinle lenu, ipamọ batiri ìmọ foliteji ju, ṣugbọn ko gan ńlá, ti o ba ti awọn ìmọ foliteji ju ju sare tabi titobi ni ajeji lasan. Iyipada ipo dada ti awọn nkan ti nṣiṣe lọwọ bipolar ati itusilẹ ti ara ẹni ti batiri jẹ awọn idi akọkọ fun idinku ti foliteji Circuit ṣiṣi ni ibi ipamọ, pẹlu iyipada ti Layer boju-boju ti tabili ohun elo elekiturodu rere ati odi; iyipada ti o pọju ti o ṣẹlẹ nipasẹ aisedeede thermodynamic ti elekiturodu, itu ati ojoriro ti awọn idoti ajeji irin, ati Circuit kukuru kukuru ti o ṣẹlẹ nipasẹ diaphragm laarin awọn amọna rere ati odi. Nigbati batiri ion litiumu ti ogbo, iyipada ti iye K (ju silẹ foliteji) jẹ iṣeto ati ilana iduroṣinṣin ti fiimu SEI lori oju ohun elo elekiturodu. Ti o ba ti foliteji ju tobi ju, nibẹ ni a bulọọgi-kukuru Circuit inu, ati awọn batiri ti wa ni dajo a v re unqualified.

[Batiri Polarization]

Nigbati lọwọlọwọ ba kọja nipasẹ elekiturodu, lasan ti elekiturodu yapa kuro ninu agbara elekiturodu iwọntunwọnsi ni a pe ni polarization, ati pe polarization n ṣe agbejade agbara ti o pọju. Ni ibamu si awọn okunfa ti polarization, awọn polarization le ti wa ni pin si ohmic polarization, fojusi polarization ati electrochemical polarization. EEYA. 2 jẹ iṣipopada itusilẹ aṣoju ti batiri ati ipa ti ọpọlọpọ awọn polarization lori foliteji.

 Ṣe nọmba 1. Aṣoju ifasilẹ itusilẹ ati polarization

(1) Ohmic polarization: ṣẹlẹ nipasẹ awọn resistance ti kọọkan apakan ti awọn batiri, awọn titẹ ju iye tẹle ohm ká ofin, awọn ti isiyi dinku, awọn polarization dinku lẹsẹkẹsẹ, ati awọn ti isiyi farasin lẹsẹkẹsẹ lẹhin ti o duro.

(2) Electrochemical polarization: awọn polarization ti wa ni ṣẹlẹ nipasẹ awọn lọra electrochemical lenu lori awọn elekiturodu dada. O dinku ni pataki laarin ipele microsecond bi lọwọlọwọ ti n dinku.

(3) Ifojusi polarization: nitori idaduro ti ilana itọka ion ninu ojutu, iyatọ ifọkansi laarin oju ti elekiturodu ati ara ojutu ti wa ni polarized labẹ lọwọlọwọ kan. Yi polarization dinku tabi sọnu bi ina lọwọlọwọ n dinku ni awọn aaya macroscopic (iṣẹju diẹ si mewa ti awọn aaya).

Agbara inu ti batiri naa pọ si pẹlu ilosoke ti isunjade lọwọlọwọ ti batiri, eyiti o jẹ pataki nitori pe ṣiṣan nla lọwọlọwọ pọ si aṣa polarization ti batiri naa, ati pe isọjade lọwọlọwọ ti o tobi sii, aṣa polarization ti o han gedegbe, bi a ṣe han ni Nọmba 2. Ni ibamu si ofin Ohm: V = E0-IRT, pẹlu ilosoke ti abẹnu lapapọ resistance RT, awọn akoko ti a beere fun awọn batiri foliteji lati de ọdọ awọn yosita ge-pipa foliteji ti wa ni correspondingly dinku, ki awọn Tu agbara jẹ tun. dinku.

Ṣe nọmba 2. Ipa ti iwuwo lọwọlọwọ lori polarization

Batiri ion litiumu jẹ pataki iru batiri ifọkansi litiumu ion. Gbigba agbara ati ilana idasilẹ ti batiri ion litiumu jẹ ilana ti ifibọ ati yiyọ awọn ions lithium ninu awọn amọna rere ati odi. Awọn okunfa ti o kan polarization ti awọn batiri lithium-ion pẹlu:

(1) Ipa ti elekitiroti: iṣiṣẹ kekere ti elekitiroti jẹ idi akọkọ fun polarization ti awọn batiri ion litiumu. Ni iwọn otutu gbogbogbo, ifarapa ti elekitiroti ti a lo fun awọn batiri lithium-ion jẹ gbogbo 0.01 ~ 0.1S/cm nikan, eyiti o jẹ ida kan ninu ojutu olomi. Nitorinaa, nigbati awọn batiri lithium-ion ba jade ni lọwọlọwọ giga, o ti pẹ ju lati ṣafikun Li + lati elekitiroliti, ati pe lasan polarisation yoo waye. Imudara ifarapa ti elekitiroti jẹ ifosiwewe bọtini lati mu ilọsiwaju agbara idasilẹ lọwọlọwọ ti awọn batiri lithium-ion.

(2) Ipa ti awọn ohun elo ti o dara ati odi: ikanni to gun ti awọn ohun elo rere ati odi ti awọn patikulu ion litiumu nla ti o tan kaakiri si oju, eyiti ko ni itara si idasilẹ oṣuwọn nla.

(3) Aṣoju oludari: akoonu ti oluranlowo olutọpa jẹ ifosiwewe pataki ti o ni ipa iṣẹ idasilẹ ti ipin giga. Ti o ba ti akoonu ti conductive oluranlowo ninu awọn cathode agbekalẹ jẹ insufficient, awọn elekitironi ko le wa ni ti o ti gbe ni akoko nigbati awọn ti o tobi lọwọlọwọ ti wa ni idasilẹ, ati awọn polarization ti abẹnu resistance posi ni kiakia, ki awọn batiri foliteji ti wa ni kiakia dinku si awọn yosita ge-pipa foliteji. .

(4) Ipa ti apẹrẹ ọpa: sisanra ọpa: ninu ọran ti idasilẹ nla lọwọlọwọ, iyara ifasẹ ti awọn nkan ti nṣiṣe lọwọ jẹ iyara pupọ, eyiti o nilo ion litiumu lati fi sii ni kiakia ati silori ninu ohun elo naa. Ti awo ọpa ba nipọn ati pe ọna itọka litiumu ion n pọ si, itọsọna ti sisanra ọpá yoo ṣe itọsi ifọkansi ion litiumu nla kan.

Iwapọ iwuwo: iwuwo iwapọ ti dì ọpá naa tobi, pore naa di kere, ati ọna ti iṣipopada ion litiumu ninu itọsọna sisanra dì ọpá naa gun. Ni afikun, ti iwuwo iwapọ ba tobi ju, agbegbe olubasọrọ laarin ohun elo ati elekitiroti naa dinku, aaye ifaseyin elekiturodu dinku, ati resistance inu ti batiri naa yoo tun pọ si.

(5) Awọn ipa ti SEI awo: awọn Ibiyi ti SEI awo se alekun awọn resistance ti awọn elekiturodu / electrolyte ni wiwo, Abajade ni foliteji hysteresis tabi polarization.

[foliteji iṣẹ ti batiri]

Foliteji iṣẹ, ti a tun mọ ni foliteji ipari, tọka si iyatọ ti o pọju laarin awọn amọna rere ati odi ti batiri nigbati ṣiṣan lọwọlọwọ ba nṣan ni Circuit ni ipo iṣẹ. Ni ipo iṣẹ ti itusilẹ batiri, nigbati lọwọlọwọ ba nṣan nipasẹ batiri naa, o yẹ ki a bori resistance ti o ṣẹlẹ nipasẹ resistance inu, eyiti yoo fa idinku titẹ ohmic ati polarization elekiturodu, nitorinaa foliteji ṣiṣẹ nigbagbogbo kere ju foliteji Circuit ṣiṣi, ati nigbati gbigba agbara, awọn foliteji opin nigbagbogbo ga ju awọn ìmọ Circuit foliteji. Iyẹn ni, abajade ti polarization jẹ ki foliteji ipari ti idasilẹ batiri dinku ju agbara elekitiroti ti batiri naa, eyiti o ga ju agbara elekitiroti ti batiri ti o ni idiyele lọ.

Nitori awọn aye ti polarization lasan, awọn ese foliteji ati awọn gangan foliteji ninu awọn ilana ti idiyele ati itusilẹ. Nigbati o ba ngba agbara, foliteji lẹsẹkẹsẹ jẹ die-die ti o ga ju foliteji gangan lọ, polarization parẹ ati foliteji naa ṣubu nigbati foliteji lẹsẹkẹsẹ ati foliteji gangan dinku lẹhin itusilẹ naa.

Lati ṣe akopọ apejuwe ti o wa loke, ọrọ naa jẹ:

E +, E- - ṣe aṣoju awọn agbara ti awọn amọna rere ati odi, lẹsẹsẹ, E + 0 ati E- -0 ṣe aṣoju agbara elekiturodu iwọntunwọnsi ti awọn amọna rere ati odi, lẹsẹsẹ, VR duro fun foliteji polarization ohmic, ati η + , η - -aṣoju agbara ti awọn amọna rere ati odi, lẹsẹsẹ.

[Ofin ipilẹ ti idanwo idasilẹ]

Lẹhin oye ipilẹ ti foliteji batiri, a bẹrẹ lati ṣe itupalẹ iṣipopada idasilẹ ti awọn batiri lithium-ion. Ipilẹ itusilẹ ni ipilẹ ṣe afihan ipo elekiturodu, eyiti o jẹ ipo giga ti awọn iyipada ipinlẹ ti awọn amọna rere ati odi.

Iwọn foliteji ti awọn batiri litiumu-ion jakejado ilana idasilẹ le pin si awọn ipele mẹta

1) Ni ipele ibẹrẹ ti batiri naa, foliteji naa lọ silẹ ni iyara, ati pe iwọn idasilẹ ti o pọ si, iyara foliteji naa ṣubu;

2) Foliteji batiri wọ ipele iyipada ti o lọra, eyiti a pe ni agbegbe pẹpẹ ti batiri naa. Oṣuwọn idasilẹ ti o kere si,

Awọn gun awọn iye ti awọn Syeed agbegbe, awọn ti o ga awọn Syeed foliteji, awọn losokepupo awọn foliteji ju.

3) Nigbati agbara batiri ba ti fẹrẹ pari, foliteji fifuye batiri bẹrẹ lati ju silẹ ni kiakia titi foliteji iduro idasilẹ ti de.

Lakoko idanwo, awọn ọna meji lo wa lati gba data

(1) Gba data ti lọwọlọwọ, foliteji ati akoko ni ibamu si aarin akoko ṣeto Δ t;

(2) Gba lọwọlọwọ, foliteji ati data akoko ni ibamu si iyatọ iyipada foliteji ṣeto Δ V. Iṣe deede ti gbigba agbara ati ohun elo gbigba agbara ni akọkọ pẹlu deede lọwọlọwọ, iṣedede foliteji ati deede akoko. Tabili 2 ṣe afihan awọn igbelewọn ohun elo ti gbigba agbara kan ati ẹrọ gbigba agbara, nibiti% FS ṣe aṣoju ipin ogorun ti iwọn kikun, ati 0.05% RD tọka si aṣiṣe wiwọn laarin iwọn 0.05% ti kika. Gbigba agbara ati awọn ohun elo idasilẹ ni gbogbo igba lo orisun lọwọlọwọ igbagbogbo CNC dipo resistance fifuye fun fifuye, nitorinaa foliteji o wu ti batiri ko ni nkankan lati ṣe pẹlu resistance jara tabi resistance parasitic ninu Circuit, ṣugbọn ibatan nikan pẹlu foliteji E ati resistance inu inu. r ati awọn Circuit lọwọlọwọ ti mo ti awọn bojumu foliteji orisun ti deede si batiri. Ti o ba ti awọn resistance ti wa ni lilo fun fifuye, ṣeto awọn foliteji ti awọn bojumu foliteji orisun ti batiri deede lati wa ni E, awọn ti abẹnu resistance ni r, ati awọn fifuye resistance ni R. Ṣe iwọn foliteji ni mejeji opin ti awọn fifuye resistance pẹlu awọn foliteji. mita, bi o han ni awọn loke olusin ni Figure 6. Sibẹsibẹ, ni asa, nibẹ ni o wa asiwaju resistance ati imuduro olubasọrọ resistance (aṣọ parasitic resistance) ninu awọn Circuit. Aworan iyika deede ti o han ni FIG. 3 ti han ni nọmba ti o tẹle ti FIG. 3. Ni asa, awọn parasitic resistance ti wa ni sàì ṣe, ki awọn lapapọ fifuye resistance di tobi, ṣugbọn awọn won foliteji ni foliteji ni mejeji opin ti awọn fifuye resistance R, ki awọn aṣiṣe ti wa ni a ṣe.

 Aworan 3 Aworan atọka ipilẹ opo ati aworan iyika deede deede ti ọna itusilẹ resistance

Nigba ti awọn ibakan lọwọlọwọ orisun pẹlu awọn ti isiyi I1 ti lo bi awọn fifuye, awọn sikematiki aworan atọka ati awọn gangan deede Circuit aworan atọka han ni Figure 7. E, I1 ni o wa ibakan iye ati r jẹ ibakan fun akoko kan.

Lati agbekalẹ ti o wa loke, a le rii pe awọn foliteji meji ti A ati B jẹ igbagbogbo, iyẹn ni, foliteji ti batiri naa ko ni ibatan si iwọn ti jara resistance ni lupu, ati pe, ko ni nkankan lati ṣe. pẹlu awọn parasitic resistance. Ni afikun, ipo wiwọn ebute mẹrin le ṣaṣeyọri wiwọn deede diẹ sii ti foliteji iṣelọpọ batiri.

olusin 4 Equiple Àkọsílẹ aworan atọka ati gangan deedee Circuit aworan atọka ti ibakan lọwọlọwọ fifuye orisun

Orisun lọwọlọwọ jẹ ẹrọ ipese agbara ti o le pese lọwọlọwọ igbagbogbo si fifuye naa. O tun le jẹ ki o wu lọwọlọwọ ibakan nigbati ipese agbara ita n yipada ati awọn abuda ikọjusi yipada.

[Ipo idanwo itusilẹ]

Gbigba agbara ati ohun elo idanwo idasilẹ ni gbogbogbo nlo ẹrọ semikondokito bi eroja sisan. Nipa ṣiṣatunṣe ifihan agbara iṣakoso ti ẹrọ semikondokito, o le ṣedasilẹ fifuye ti awọn abuda oriṣiriṣi bii lọwọlọwọ igbagbogbo, titẹ igbagbogbo ati resistance igbagbogbo ati bẹbẹ lọ. Ipo idanwo itusilẹ batiri lithium-ion ni akọkọ pẹlu itusilẹ lọwọlọwọ igbagbogbo, itusilẹ resistance igbagbogbo, itusilẹ agbara igbagbogbo, bbl Ni ipo idasilẹ kọọkan, itusilẹ ti nlọ lọwọ ati itusilẹ aarin tun le pin, ninu eyiti ni ibamu si ipari akoko, idasile aarin ni a le pin si isọsita lainidii ati idasilẹ pulse. Lakoko idanwo itusilẹ, batiri naa yoo jade ni ibamu si ipo ti a ṣeto, o da duro gbigba agbara lẹhin ti o de awọn ipo ti o ṣeto. Awọn ipo gige idasilẹ pẹlu eto gige-pipa foliteji, eto gige-pipa akoko, gige gige-pipa agbara, gige gige iwọn foliteji odi, bbl Iyipada ti foliteji idasilẹ batiri jẹ ibatan si eto idasilẹ, pe ni, awọn iyipada ti awọn yosita ti tẹ ti wa ni tun fowo nipasẹ awọn yosita eto, pẹlu: yosita lọwọlọwọ, yosita otutu, yosita ifopinsi foliteji; lemọlemọ tabi lemọlemọfún itusilẹ. Ti o tobi lọwọlọwọ idasilẹ, iyara foliteji ti n ṣiṣẹ yoo lọ silẹ; pẹlu iwọn otutu itusilẹ, iṣipopada itusilẹ yipada ni rọra.

(1) Ijadelọ lọwọlọwọ lọwọlọwọ

Nigbati itusilẹ lọwọlọwọ igbagbogbo, iye ti isiyi ti ṣeto, ati lẹhinna iye ti isiyi ti de nipasẹ ṣiṣatunṣe orisun lọwọlọwọ igbagbogbo CNC, ki o le mọ yosita lọwọlọwọ lọwọlọwọ ti batiri naa. Ni akoko kanna, iyipada foliteji ipari ti batiri naa ni a gba lati ṣawari awọn abuda idasilẹ ti batiri naa. Itọjade lọwọlọwọ lọwọlọwọ jẹ idasilẹ ti lọwọlọwọ idasilẹ kanna, ṣugbọn foliteji batiri tẹsiwaju lati ju silẹ, nitorinaa agbara tẹsiwaju lati ju silẹ. Nọmba 5 jẹ foliteji ati iṣipopada lọwọlọwọ ti idasilẹ lọwọlọwọ igbagbogbo ti awọn batiri lithium-ion. Nitori itusilẹ lọwọlọwọ igbagbogbo, ipo akoko ti yipada ni irọrun si agbara (ọja ti lọwọlọwọ ati akoko) ipo. olusin 5 fihan awọn foliteji-agbara ti tẹ ni ibakan lọwọlọwọ idasilẹ. Itọjade lọwọlọwọ lọwọlọwọ jẹ ọna idasilẹ ti o wọpọ julọ ti a lo ninu awọn idanwo batiri lithium-ion.

Ṣe nọmba 5 gbigba agbara foliteji igbagbogbo lọwọlọwọ ati awọn iṣipopada ṣiṣan lọwọlọwọ nigbagbogbo ni awọn oṣuwọn pupọ pupọ

(2) Igbasilẹ agbara igbagbogbo

Nigbati agbara ibakan ba jade, iye agbara agbara igbagbogbo P ti ṣeto ni akọkọ, ati pe foliteji U ti batiri naa ni a gba. Ninu ilana itusilẹ, P nilo lati jẹ igbagbogbo, ṣugbọn U n yipada nigbagbogbo, nitorinaa o jẹ dandan lati ṣatunṣe nigbagbogbo I lọwọlọwọ ti orisun lọwọlọwọ CNC ni ibamu si agbekalẹ I = P / U lati ṣaṣeyọri idi ti idasilẹ agbara igbagbogbo . Jeki agbara itusilẹ ko yipada, nitori foliteji ti batiri naa tẹsiwaju lati ju silẹ lakoko ilana itusilẹ, nitorinaa lọwọlọwọ ni idasilẹ agbara igbagbogbo tẹsiwaju lati jinde. Nitori itusilẹ agbara igbagbogbo, ipo ipoidojuko akoko ni irọrun yipada sinu agbara (ọja ti agbara ati akoko) ipo ipoidojuko.

Ṣe nọmba 6 Gbigba agbara nigbagbogbo ati awọn iṣipaya gbigba agbara ni oriṣiriṣi awọn oṣuwọn ilọpo meji

Ifiwera laarin isunjade lọwọlọwọ igbagbogbo ati idasilẹ agbara igbagbogbo

Ṣe nọmba 7: (a) gbigba agbara ati apẹrẹ agbara idasilẹ ni awọn ipin oriṣiriṣi; (b) idiyele ati idasile ti tẹ

 Nọmba 7 fihan awọn abajade ti idiyele ipin oriṣiriṣi ati awọn idanwo idasilẹ ni awọn ipo meji ti litiumu irin fosifeti batiri. Ni ibamu si awọn ti tẹ agbara ni FIG. 7 (a), pẹlu ilosoke ti idiyele ati idasilẹ lọwọlọwọ ni ipo lọwọlọwọ igbagbogbo, idiyele gangan ati agbara idasilẹ ti batiri dinku diẹdiẹ, ṣugbọn iwọn iyipada jẹ iwọn kekere. Awọn idiyele gangan ati agbara idasilẹ ti batiri naa dinku diẹdiẹ pẹlu ilosoke ti agbara, ati pe pupọ pọ si, ibajẹ agbara ni yiyara. Agbara idasilẹ oṣuwọn 1 h kere ju ipo ṣiṣan igbagbogbo lọ. Ni akoko kanna, nigbati idiyele-iṣiro ti o dinku ju iwọn 5 h, agbara batiri naa ga julọ labẹ ipo agbara igbagbogbo, lakoko ti agbara batiri ti o ga ju iwọn 5 h jẹ ti o ga julọ labẹ ipo ti o wa lọwọlọwọ nigbagbogbo.

Lati olusin 7 (b) fihan agbara-foliteji ti tẹ, labẹ awọn majemu ti kekere ratio, litiumu iron fosifeti batiri meji mode agbara-foliteji ti tẹ, ati idiyele ati yosita foliteji Syeed iyipada ni ko ńlá, ṣugbọn labẹ awọn majemu ti ga ratio, ibakan lọwọlọwọ-ibakan foliteji mode ti ibakan foliteji akoko significantly to gun, ati gbigba agbara foliteji Syeed pọ significantly, yosita foliteji Syeed ti wa ni significantly dinku.

(3) Ilọjade resistance igbagbogbo

Nigba ti ibakan resistance yosita, a ibakan resistance iye R ti ṣeto akọkọ lati gba awọn wu foliteji ti awọn batiri U. Nigba ti yosita ilana, R ti wa ni ti a beere lati wa ni ibakan, ṣugbọn U ti wa ni nigbagbogbo iyipada, ki awọn ti isiyi I iye ti CNC ibakan lọwọlọwọ orisun yẹ ki o wa ni atunṣe nigbagbogbo ni ibamu si agbekalẹ I = U / R lati ṣaṣeyọri idi ti itusilẹ resistance igbagbogbo. Awọn foliteji ti awọn batiri ti wa ni nigbagbogbo dinku ninu awọn yosita ilana, ati awọn resistance jẹ kanna, ki awọn yosita lọwọlọwọ I jẹ tun kan idinku ilana.

(4) Ilọjade ti o tẹsiwaju, itusilẹ lainidii ati idasilẹ pulse

Batiri naa ti yọ silẹ ni lọwọlọwọ igbagbogbo, agbara igbagbogbo ati atako igbagbogbo, lakoko lilo iṣẹ akoko lati mọ iṣakoso ti itusilẹ lemọlemọfún, itusilẹ aarin ati itusilẹ pulse. Nọmba 11 ṣe afihan awọn iṣipopada lọwọlọwọ ati awọn iyipo foliteji ti idiyele pulse aṣoju / idanwo idasilẹ.

Ṣe nọmba 8 Awọn iṣipopada lọwọlọwọ ati awọn ọna foliteji fun awọn idanwo idiyele-iṣanjade pulse aṣoju

[Alaye ti o wa ninu iṣipopada itusilẹ]

Yiyi ti tẹ n tọka si ọna ti foliteji, lọwọlọwọ, agbara ati awọn ayipada miiran ti batiri ni akoko pupọ lakoko ilana idasilẹ. Alaye ti o wa ninu idiyele ati iṣipopada idasilẹ jẹ ọlọrọ pupọ, pẹlu agbara, agbara, foliteji ṣiṣẹ ati pẹpẹ foliteji, ibatan laarin agbara elekiturodu ati ipo idiyele, bbl Awọn data akọkọ ti o gbasilẹ lakoko idanwo idasilẹ ni akoko itankalẹ ti isiyi ati foliteji. Ọpọlọpọ awọn paramita le ṣee gba lati awọn data ipilẹ wọnyi. Awọn alaye atẹle ti o le gba nipasẹ ọna gbigbe.

(1) Foliteji

Ninu idanwo itusilẹ ti batiri ion litiumu, awọn aye foliteji ni akọkọ pẹlu pẹpẹ foliteji, foliteji agbedemeji, foliteji apapọ, foliteji gige-pipa, ati bẹbẹ lọ Foliteji Syeed jẹ iye foliteji ti o baamu nigbati iyipada foliteji kere ati iyipada agbara jẹ nla. , eyiti o le gba lati iye ti o ga julọ ti dQ/dV. Foliteji agbedemeji jẹ iye foliteji ti o baamu ti idaji agbara batiri naa. Fun awọn ohun elo ti o han gedegbe lori pẹpẹ, gẹgẹbi litiumu iron fosifeti ati litiumu titanate, foliteji agbedemeji jẹ foliteji pẹpẹ. Awọn apapọ foliteji ni awọn doko agbegbe ti awọn foliteji-agbara ti tẹ (ie, batiri yosita agbara) pin nipa awọn ilana iṣiro agbara ni u = U (t) * I (t) dt / I (t) dt. Foliteji gige-pipa n tọka si foliteji ti o kere ju laaye nigbati batiri ba jade. Ti foliteji ba kere ju foliteji gige kuro, foliteji ni awọn opin mejeeji ti batiri naa yoo lọ silẹ ni iyara, ti o dagba itusilẹ pupọ. Sisọjade pupọ le fa ibaje si nkan ti nṣiṣe lọwọ elekiturodu, padanu agbara ifasẹyin, ki o si kuru igbesi aye batiri naa. Gẹgẹbi a ti ṣalaye ni apakan akọkọ, foliteji batiri naa ni ibatan si ipo idiyele ti ohun elo cathode ati agbara elekiturodu.

(2) Agbara ati agbara pato

Agbara batiri n tọka si iye ina ti a tu silẹ nipasẹ batiri labẹ eto itusilẹ kan (labẹ isunmọ lọwọlọwọ I, itusilẹ otutu T, foliteji gige-pipa V), n tọka agbara batiri lati tọju agbara ni Ah tabi C Agbara ti ni ipa nipasẹ ọpọlọpọ awọn eroja, gẹgẹbi iṣipopada lọwọlọwọ, iwọn otutu idasilẹ, bbl Iwọn agbara jẹ ipinnu nipasẹ iye awọn nkan ti nṣiṣe lọwọ ninu awọn amọna rere ati odi.

Agbara imọ-jinlẹ: agbara ti a fun nipasẹ nkan ti nṣiṣe lọwọ ninu iṣesi.

Agbara gidi: agbara gangan ti a tu silẹ labẹ eto idasilẹ kan.

Agbara ti a ṣe iwọn: tọka si iye ti o kere ju ti agbara ti o ni iṣeduro nipasẹ batiri labẹ awọn ipo idasilẹ ti a ṣe apẹrẹ.

Ninu idanwo idasilẹ, a ṣe iṣiro agbara nipasẹ sisọpọ lọwọlọwọ lori akoko, ie C = I (t) dt, lọwọlọwọ igbagbogbo ni t idasilẹ igbagbogbo, C = I (t) dt = I t; ibakan resistance R idasilẹ, C = I (t) dt = (1 / R) * U (t) dt (1 / R) * jade (u ni apapọ yosita foliteji, t ni awọn yosita akoko).

Agbara pato: Lati le ṣe afiwe awọn batiri ti o yatọ, ero ti agbara kan pato ti ṣafihan. Agbara pato n tọka si agbara ti a fun nipasẹ nkan ti nṣiṣe lọwọ ti ibi-ẹyọkan tabi elekiturodu iwọn iwọn ẹyọkan, eyiti a pe ni agbara kan pato ibi-iwọn tabi agbara kan pato iwọn didun. Ọna iṣiro deede jẹ: agbara kan pato = agbara idasilẹ akọkọ batiri / (iye nkan ti nṣiṣe lọwọ * oṣuwọn lilo nkan ti nṣiṣe lọwọ)

Awọn nkan ti o ni ipa lori agbara batiri:

a. Ilọjade lọwọlọwọ ti batiri naa: ti o tobi lọwọlọwọ, agbara iṣẹjade dinku;

b. Iwọn iwọn otutu ti batiri: nigbati iwọn otutu ba dinku, agbara iṣẹjade dinku;

c. Foliteji gige kuro ti itusilẹ ti batiri naa: akoko idasilẹ ti a ṣeto nipasẹ ohun elo elekiturodu ati opin iṣesi elekiturodu funrararẹ jẹ 3.0V tabi 2.75V ni gbogbogbo.

d. Gbigba agbara ati awọn akoko idasilẹ ti batiri naa: lẹhin idiyele pupọ ati idasilẹ ti batiri, nitori ikuna ti ohun elo elekiturodu, batiri naa yoo ni anfani lati dinku agbara idasilẹ ti batiri naa.

e. Awọn ipo gbigba agbara ti batiri naa: oṣuwọn gbigba agbara, iwọn otutu, foliteji gige-pipa yoo ni ipa lori agbara batiri naa, nitorinaa ipinnu agbara idasilẹ.

 Ọna ti ipinnu agbara batiri:

Awọn ile-iṣẹ oriṣiriṣi ni awọn iṣedede idanwo oriṣiriṣi ni ibamu si awọn ipo iṣẹ. Fun awọn batiri litiumu-ion fun awọn ọja 3C, ni ibamu si boṣewa orilẹ-ede GB / T18287-2000 Sipesifikesonu Gbogbogbo fun Awọn Batiri Lithium-ion fun Tẹlifoonu Cellular, ọna idanwo agbara ti batiri jẹ atẹle yii: a) gbigba agbara: 0.2C5A gbigba agbara; b) itusilẹ: 0.2C5A gbigba agbara; c) awọn ipele marun, eyiti ọkan jẹ oṣiṣẹ.

Fun ile-iṣẹ ọkọ ayọkẹlẹ ina, ni ibamu si boṣewa orilẹ-ede GB / T 31486-2015 Awọn ibeere Iṣe Itanna ati Awọn ọna Idanwo fun Batiri Agbara fun Awọn ọkọ ina, agbara ti batiri naa tọka si agbara (Ah) ti a tu silẹ nipasẹ batiri ni iwọn otutu yara. pẹlu 1I1 (A) idasilẹ lọwọlọwọ lati de ọdọ foliteji ifopinsi, ninu eyiti I1 jẹ lọwọlọwọ oṣuwọn 1 wakati, ti iye rẹ jẹ dọgba si C1 (A). Ọna idanwo ni:

A) Ni iwọn otutu yara, da foliteji ibakan duro nigbati o ba ngba agbara pẹlu gbigba agbara lọwọlọwọ lọwọlọwọ si foliteji ifopinsi gbigba agbara ti o ṣalaye nipasẹ ile-iṣẹ, ki o da gbigba agbara silẹ nigbati gbigba agbara lọwọlọwọ ba lọ silẹ si 0.05I1 (A), ki o mu gbigba agbara fun 1h lẹhin gbigba agbara.

Bb) Ni iwọn otutu yara, batiri naa ti gba silẹ pẹlu lọwọlọwọ 1I1 (A) titi ti idasilẹ ba de foliteji ifopinsi itusilẹ ti a sọ ni awọn ipo imọ-ẹrọ ile-iṣẹ;

C) agbara idasilẹ (ti a ṣewọn nipasẹ Ah), ṣe iṣiro itusilẹ agbara kan pato (diwọn nipasẹ Wh / kg);

3 d) Tun awọn igbesẹ a) -) c) 5 igba. Nigbati iyatọ nla ti awọn idanwo itẹlera 3 kere ju 3% ti agbara ti o ni iwọn, idanwo naa le pari ni ilosiwaju ati awọn abajade ti awọn idanwo 3 to kẹhin le jẹ aropin.

(3) Ipinle idiyele, SOC

SOC (Ipinlẹ ti idiyele) jẹ ipo idiyele, ti o nsoju ipin ti agbara ti o ku ti batiri naa si ipo gbigba agbara ni kikun lẹhin akoko kan tabi igba pipẹ labẹ iwọn idasilẹ kan. Awọn ọna ti "ìmọ-Circuit foliteji + wakati-akoko Integration" ọna nlo awọn ìmọ-Circuit foliteji ọna lati siro ni ibẹrẹ ipinle agbara idiyele ti batiri, ati ki o si lo awọn wakati-akoko Integration ọna lati gba agbara je nipa awọn a -akoko Integration ọna. Agbara ti o jẹ ni ọja ti lọwọlọwọ idasilẹ ati akoko idasilẹ, ati pe agbara to ku jẹ dogba si iyatọ laarin agbara ibẹrẹ ati agbara ti o jẹ. Iṣiro mathematiki SOC laarin foliteji Circuit ṣiṣi ati apapọ wakati kan jẹ:

Nibo CN ni agbara ti a ṣe iwọn; η jẹ ṣiṣe idiyele-idasilẹ; T jẹ iwọn otutu lilo batiri; Emi ni lọwọlọwọ batiri; t jẹ akoko igbasilẹ batiri.

DOD (Ijinle ti Sisọ) jẹ ijinle itusilẹ, iwọn ti iwọn idasilẹ, eyiti o jẹ ipin ogorun agbara idasilẹ si agbara idasilẹ lapapọ. Ijinle itusilẹ ni ibatan nla pẹlu igbesi aye batiri naa: jinle ijinle itusilẹ, igbesi aye kukuru. Ibasepo naa jẹ iṣiro fun SOC = 100% -DOD

4) Agbara ati agbara pato

Agbara ina ti batiri le gbejade nipa ṣiṣe iṣẹ ita labẹ awọn ipo kan ni a npe ni agbara batiri naa, ati pe ẹyọ naa jẹ afihan ni gbogbogbo ni wh. Ninu iṣipopada idasilẹ, a ṣe iṣiro agbara naa gẹgẹbi atẹle: W = U (t) * I (t) dt. Ni itusilẹ lọwọlọwọ igbagbogbo, W = I * U (t) dt = It * u (u jẹ foliteji idasilẹ apapọ, t jẹ akoko idasilẹ)

a. O tumq si agbara

Ilana itusilẹ ti batiri naa wa ni ipo iwọntunwọnsi, ati foliteji idasilẹ n ṣetọju iye agbara elekitiroti (E), ati iwọn lilo ti nkan ti nṣiṣe lọwọ jẹ 100%. Labẹ ipo yii, agbara iṣẹjade ti batiri jẹ agbara imọ-jinlẹ, iyẹn ni, iṣẹ ti o pọ julọ ti o ṣe nipasẹ batiri iyipada labẹ iwọn otutu igbagbogbo ati titẹ.

b. Agbara gangan

Agbara ti o wu jade ti itusilẹ batiri ni a pe ni agbara gangan, awọn ilana ile-iṣẹ ọkọ ina mọnamọna ("GB / T 31486-2015 Awọn ibeere Iṣẹ ṣiṣe Batiri Agbara ati Awọn ọna Idanwo fun Awọn ọkọ ayọkẹlẹ ina”), batiri ni iwọn otutu yara pẹlu 1I1 (A). ) itusilẹ lọwọlọwọ, lati de agbara (Wh) ti a tu silẹ nipasẹ foliteji ifopinsi, ti a pe ni agbara ti o ni iwọn.

c. pato agbara

Agbara ti a fun nipasẹ batiri kan fun ibi-ẹyọkan ati iwọn iwọn ẹyọkan ni a pe ni agbara kan pato tabi agbara iwọn didun kan pato, ti a tun pe ni iwuwo agbara. Ni awọn iwọn wh / kg tabi wh / L.

[Fọọmu ipilẹ ti iṣipopada itusilẹ]

Fọọmu ipilẹ ti o pọ julọ ti iṣipopada itusilẹ jẹ akoko foliteji ati iha akoko lọwọlọwọ. Nipasẹ iyipada ti iṣiro iṣiro akoko, iṣipopada ifasilẹ ti o wọpọ tun ni agbara-agbara-agbara (agbara kan pato) igbiyanju, agbara-agbara (agbara kan pato) ti tẹ, foliteji-SOC tẹ ati bẹbẹ lọ.

(1) Foliteji-akoko ati lọwọlọwọ ti tẹ

Ṣe nọmba 9 Akoko-foliteji ati awọn iha akoko lọwọlọwọ

(2) Foliteji-agbara ti tẹ

olusin 10 Foliteji-agbara ti tẹ

(3) Foliteji-agbara ti tẹ

olusin Figure 11. Foliteji-agbara ti tẹ

[awọn iwe itọkasi]

• Wang Chao, et al. Ifiwera idiyele ati awọn abuda idasilẹ ti lọwọlọwọ igbagbogbo ati agbara igbagbogbo ninu awọn ẹrọ ibi ipamọ agbara elekitiroki [J]. Imọ ipamọ agbara ati imọ-ẹrọ.2017 (06): 1313-1320.
• Eom KS, Joshi T, Bordes A, et al. Apẹrẹ ti batiri sẹẹli kikun Li-ion nipa lilo ohun alumọni nano ati nano multi-Layer graphene composite anode[J]
• Guo Jipeng, et al. Ifiwera ti lọwọlọwọ igbagbogbo ati awọn abuda idanwo agbara igbagbogbo ti awọn batiri fosifeti litiumu iron [J] batiri ipamọ.2017(03)：109-115
• Marinaro M, Yoon D, Gabrielli G, et al. Išẹ giga 1.2 Ah Si-alloy/Graphite | LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2 Afọwọkọ Batiri Li-ion[J].Journal of Power Sources.2017(Afikun C)：357-188.