Factoren die van invloed zijn op de PACK-ontlaadcapaciteit van lithium-ionbatterijen

lithium-ion-1

Lithium-ionbatterij PACK is een belangrijk product dat elektrische prestatietests uitvoert na screening, groepering, groepering en assemblage van de cel, en bepaalt of de capaciteit en het drukverschil gekwalificeerd zijn.

Batterij-serie-parallel monomeer is de consistentie tussen speciale overwegingen in de batterij PACK, hebben alleen een goede capaciteit, opgeladen staat, zoals interne weerstand, zelfontlading consistentie kan worden bereikt om te spelen en los te laten, batterijcapaciteit als slechte consistentie ernstige gevolgen kan hebben de hele batterijprestaties, zelfs de oorzaak van het opladen of ontladen dat ze veilige verborgen problemen veroorzaken.Een goede samenstellingsmethode is een effectieve manier om de consistentie van monomeer te verbeteren.

Lithium-ionbatterijen worden beperkt door de omgevingstemperatuur, een te hoge of te lage temperatuur heeft invloed op de batterijcapaciteit.De levensduur van de batterij kan worden beïnvloed als de batterij lange tijd bij hoge temperaturen werkt.Als de temperatuur te laag is, zal de capaciteit moeilijk te spelen zijn.De ontladingssnelheid weerspiegelt de capaciteit van de batterij om bij hoge stroomsterkte te laden en te ontladen.Als de ontlaadsnelheid te klein is, is de laad- en ontlaadsnelheid laag, wat de testefficiëntie beïnvloedt.Als de snelheid te hoog is, wordt de capaciteit verminderd vanwege het polarisatie-effect en het thermische effect van de batterij, dus het is noodzakelijk om de juiste laad- en ontlaadsnelheid te kiezen.

1. Consistentie van configuratie

Een goede opstelling kan niet alleen de bezettingsgraad van de cel verbeteren, maar ook de consistentie van de cel regelen, wat de basis is voor het bereiken van een goede ontlaadcapaciteit en cyclusstabiliteit van het batterijpakket.De dispersiegraad van de AC-impedantie zal echter worden geïntensiveerd in het geval van een slechte batterijcapaciteit, wat de cyclusprestaties en de beschikbare capaciteit van het batterijpakket zal verzwakken.Een methode voor batterijconfiguratie op basis van de karakteristieke vector van batterijen wordt voorgesteld.Deze kenmerkvector geeft de overeenkomst weer tussen de laad- en ontlaadspanningsgegevens van een enkele batterij en die van een standaardbatterij.Hoe dichter de laad-ontlaadcurve van de batterij bij de standaardcurve ligt, hoe groter de overeenkomst en hoe dichter de correlatiecoëfficiënt bij 1 ligt. Deze methode is voornamelijk gebaseerd op de correlatiecoëfficiënt van monomeerspanning, gecombineerd met andere parameters om betere resultaten behalen.De moeilijkheid bij deze benadering is om een ​​standaard batterij-eigenschapsvector te leveren.Vanwege beperkingen op het productieniveau zijn er onvermijdelijk verschillen tussen de cellen die in elke batch worden geproduceerd, en het is erg moeilijk om een ​​kenmerkvector te krijgen die geschikt is voor elke batch.

Kwantitatieve analyse werd gebruikt om de verschilbeoordelingsmethode tussen afzonderlijke cellen te analyseren.Ten eerste werden de belangrijkste punten die de batterijprestaties beïnvloeden, geëxtraheerd met een wiskundige methode, en vervolgens werd de wiskundige abstractie uitgevoerd om de uitgebreide evaluatie en vergelijking van de batterijprestaties te realiseren.De kwalitatieve analyse van batterijprestaties werd omgezet in kwantitatieve analyse en er werd een praktische eenvoudige methode voor een optimale allocatie van batterijprestaties naar voren gebracht.Wordt voorgesteld op basis van een celselectieset van een uitgebreid prestatie-evaluatiesysteem, zal subjectief zijn Delphi-graad van grijze correlatiegraad en objectieve meting, batterij multiparameter grijs correlatiemodel wordt vastgesteld en de eenzijdigheid van enkele index als evaluatiestandaard overwinnen, implementeert de prestatie-evaluatie van power type power lithium-ion batterij. De correlatiegraad verkregen uit de evaluatieresultaten biedt een betrouwbare theoretische basis voor de latere selectie en toewijzing van batterijen.

Belangrijke dynamische kenmerken met groepsmethode zijn volgens de laad- en ontlaadcurve van de batterij om de functie met groep te bereiken, de concrete implementatiestap is om het kenmerkpunt op de curve te extraheren, eerst om een ​​kenmerkvector te vormen, volgens elke curve tussen de afstand tussen de kenmerkvector voor de set indicatoren, door geschikte algoritmen te kiezen om de classificatie van de curve te realiseren en vervolgens de batterij van het groepsproces te voltooien.Deze methode houdt rekening met de prestatievariatie van de batterij in werking.Op basis hiervan worden andere geschikte parameters geselecteerd om de batterijconfiguratie uit te voeren en kan de batterij met relatief consistente prestaties worden gesorteerd.

2. Oplaadmethode:

Het juiste laadsysteem heeft een belangrijk effect op de ontlaadcapaciteit van accu's.Als de laaddiepte laag is, zal de ontlaadcapaciteit dienovereenkomstig afnemen.Als de laaddiepte te laag is, worden de chemisch actieve stoffen van de accu aangetast en ontstaat er onherstelbare schade, waardoor de capaciteit en levensduur van de accu afnemen.Daarom moeten de juiste laadsnelheid, bovengrensspanning en constante spanningsuitschakelstroom worden geselecteerd om ervoor te zorgen dat de laadcapaciteit kan worden bereikt, terwijl de laadefficiëntie en veiligheid en stabiliteit worden geoptimaliseerd.Op dit moment gebruikt de lithium-ionbatterij voor vermogen meestal een laadmodus met constante stroom en constante spanning.Door de laadresultaten met constante stroom en constante spanning van lithiumijzerfosfaatsysteem- en ternaire systeembatterijen onder verschillende laadstromen en verschillende uitschakelspanningen te analyseren, kan worden gezien dat:(1) wanneer de laaduitschakelspanning op tijd is, neemt de laadstroom toe, neemt de constante stroomverhouding af, neemt de laadtijd af, maar neemt het energieverbruik toe;(2) Wanneer de laadstroom op tijd is, met de afname van de laaduitschakelspanning, neemt de constante stroomlaadverhouding af, de laadcapaciteit en energie nemen beide af.Om de batterijcapaciteit te garanderen, mag de laaduitschakelspanning van de lithiumijzerfosfaatbatterij niet lager zijn dan 3,4 V.Om de laadtijd en het energieverlies in evenwicht te brengen, kiest u de juiste laadstroom en uitschakeltijd.

De consistentie van SOC van elk monomeer bepaalt grotendeels de ontlaadcapaciteit van het batterijpakket, en uitgebalanceerd opladen biedt de mogelijkheid om de gelijkenis van het initiële SOC-platform van elke monomeerontlading te realiseren, wat de ontlaadcapaciteit en ontlaadefficiëntie kan verbeteren (ontlaadcapaciteit/configuratiecapaciteit ).De balanceringsmodus tijdens het opladen verwijst naar het balanceren van de lithium-ionbatterij in het laadproces.Het begint over het algemeen te balanceren wanneer de spanning van het batterijpakket de ingestelde spanning bereikt of hoger is, en voorkomt overladen door de laadstroom te verminderen.

Afhankelijk van de verschillende toestanden van individuele cellen in het batterijpakket, werd een uitgebalanceerde laadcontrolestrategie voorgesteld om snel opladen van het batterijpakket te realiseren en de invloed van inconsistente individuele cellen op de levensduur van het batterijpakket te elimineren door het opladen te verfijnen. stroom van individuele cellen door het gebalanceerde laadregelcircuitmodel van het batterijpakket.Concreet kan de totale energie van het lithium-ionbatterijpakket worden aangevuld met de individuele batterij door signalen te schakelen, of de energie van de individuele batterij kan worden omgezet in het totale batterijpakket.Tijdens het opladen van de batterijreeks controleert de balanceermodule de spanning van elke batterij.Wanneer de spanning een bepaalde waarde bereikt, begint de balanceermodule te werken.De laadstroom in de enkele batterij is shunt om de laadspanning te verminderen, en de energie wordt via de module teruggevoerd naar de laadbus voor conversie, om het doel van balans te bereiken.

Sommige mensen stellen een oplossing voor van variabele laadvereffening.Het egalisatie-idee van deze methode is dat alleen extra energie wordt geleverd aan de enkele cel met lage energie, wat het proces voorkomt om de energie van de enkele cel met hoge energie te verwijderen, wat de topologie van het egalisatiecircuit aanzienlijk vereenvoudigt.Dat wil zeggen dat verschillende oplaadsnelheden worden gebruikt om individuele batterijen met verschillende energietoestanden op te laden om een ​​goed evenwichtseffect te bereiken.

3. Afvoersnelheid:

Ontlaadsnelheid is een zeer belangrijke index voor lithium-ionbatterijen van het type power.De grote ontladingssnelheid van de batterij is een test voor positieve en negatieve elektrodematerialen en elektrolyt.Wat betreft lithiumijzerfosfaat, het heeft een stabiele structuur, kleine spanning tijdens laden en ontladen, en heeft de basisvoorwaarden van grote stroomontlading, maar de ongunstige factor is de slechte geleidbaarheid van lithiumijzerfosfaat.De diffusiesnelheid van lithiumion in elektrolyt is een belangrijke factor die de ontladingssnelheid van de batterij beïnvloedt, en de diffusie van ionen in de batterij hangt nauw samen met de structuur en elektrolytconcentratie van de batterij.

Daarom leiden verschillende ontlaadsnelheden tot verschillende ontlaadtijden en ontlaadspanningsplatforms van batterijen, wat leidt tot verschillende ontlaadcapaciteiten, vooral voor parallelle batterijen.Daarom moet de juiste afvoersnelheid worden gekozen.De beschikbare capaciteit van de batterij neemt af met de toename van de ontlaadstroom.

Jiang Cuina enz. om de ontladingssnelheid van ijzerfosfaat lithium-ionbatterijmonomeer te bestuderen, kan de capaciteit ontladen, de invloed van een set van hetzelfde type initiële consistentie, betere monomeerbatterij is in 1 c huidige lading tot 3,8 V, dan respectievelijk met 0,1, 0,2, 0,5, 1, 2, 3 c ontlaadsnelheid van ontlading tot 2,5 V, noteer de relatie tussen de spanning en ontlaadvermogenscurve, zie figuur 1. De experimentele resultaten laten zien dat de vrijgegeven capaciteit van 1 en 2C 97,8% is en 96,5 % van de vrijgekomen capaciteit van C/3, en de vrijgekomen energie is respectievelijk 97,2% en 94,3% van de vrijgekomen energie van C/3.Het is te zien dat met de toename van de ontlaadstroom de vrijgekomen capaciteit en de vrijgekomen energie van de lithium-ionbatterij aanzienlijk afnemen.

Bij de ontlading van lithium-ionbatterijen wordt over het algemeen de nationale standaard 1C gekozen en is de maximale ontlaadstroom meestal beperkt tot 2 ~ 3C.Bij ontladen met hoge stroom zal er een grote temperatuurstijging en energieverlies optreden.Houd daarom de temperatuur van de batterijreeksen in realtime in de gaten om schade aan de batterij te voorkomen en de levensduur van de batterij te verkorten.

4. Temperatuuromstandigheden

Temperatuur heeft een belangrijk effect op de activiteit van het elektrodemateriaal en de elektrolytprestaties in de batterij.De batterijcapaciteit wordt sterk beïnvloed door hoge of lage temperaturen.

Bij lage temperatuur wordt de activiteit van de batterij aanzienlijk verminderd, het vermogen om lithium in te sluiten en vrij te geven, neemt de interne weerstand van de batterij en de polarisatiespanning toe, de daadwerkelijk beschikbare capaciteit wordt verminderd, de ontladingscapaciteit van de batterij wordt verminderd, het ontladingsplatform is laag, de batterij is gemakkelijker om de ontlaad-uitschakelspanning te bereiken, wat zich manifesteert als de beschikbare capaciteit van de batterij wordt verminderd, de efficiëntie van het energiegebruik van de batterij afneemt.

Naarmate de temperatuur stijgt, komen de lithiumionen tevoorschijn en worden ze tussen de positieve en negatieve polen actief, waardoor de interne weerstand van de batterij afneemt en de grijptijd langer wordt, wat de elektronische bande-beweging in het externe circuit vergroot en de capaciteit effectiever maakt.Als de batterij echter lange tijd bij hoge temperaturen werkt, zal de stabiliteit van de positieve roosterstructuur slechter worden, de veiligheid van de batterij verminderen en de levensduur van de batterij aanzienlijk verkorten.

Zhe Li et al.bestudeerde de invloed van temperatuur op de daadwerkelijke ontlaadcapaciteit van batterijen, en registreerde de verhouding van de daadwerkelijke ontlaadcapaciteit van batterijen tot de standaard ontlaadcapaciteit (1C ontlading bij 25℃) bij verschillende temperaturen.Als we de verandering van de batterijcapaciteit aanpassen aan de temperatuur, kunnen we krijgen: waarbij: C de batterijcapaciteit is;T is temperatuur;R2 is de correlatiecoëfficiënt van de fitting.De experimentele resultaten laten zien dat de batterijcapaciteit snel afneemt bij lage temperatuur, maar toeneemt met de temperatuurstijging bij kamertemperatuur.De capaciteit van de batterij bij -40℃ is slechts een derde van de nominale waarde, terwijl bij 0℃ tot 60℃ de capaciteit van de batterij stijgt van 80 procent van de nominale capaciteit naar 100 procent.

Uit de analyse blijkt dat de veranderingssnelheid van ohmse weerstand bij lage temperatuur groter is dan die bij hoge temperatuur, wat aangeeft dat de lage temperatuur een significante invloed heeft op de activiteit van de batterij, waardoor de batterij kan worden vrijgegeven.Met de toename van de temperatuur nemen de ohmse weerstand en polarisatieweerstand van het laad- en ontlaadproces af.Bij hogere temperaturen zullen echter de chemische reactiebalans en de materiaalstabiliteit in de batterij worden vernietigd, wat resulteert in mogelijke nevenreacties, die de capaciteit en interne weerstand van de batterij zullen beïnvloeden, wat resulteert in een kortere levensduur en zelfs verminderde veiligheid.

Daarom zullen zowel hoge als lage temperaturen de prestaties en levensduur van de lithiumijzerfosfaatbatterij beïnvloeden.In het eigenlijke werkproces moeten nieuwe methoden, zoals thermisch beheer van de batterij, worden toegepast om ervoor te zorgen dat de batterij bij de juiste temperatuuromstandigheden werkt.Er kan een testkamer met constante temperatuur van 25 tot stand worden gebracht in de testlink van de batterij PACK.

lithium-ion-2


Posttijd: 21 februari-2022