By hoppt
Kung ang baterya sa lithium-ion na-discharge, ang boltahe sa pagtrabaho kanunay nga nagbag-o sa pagpadayon sa oras. Ang nagtrabaho nga boltahe sa baterya gigamit ingon nga ordinate, oras sa pagdiskarga, o kapasidad, o estado sa bayad (SOC), o giladmon sa pagdiskarga (DOD) ingon nga abscissa, ug ang kurba nga gilaraw gitawag nga kurba sa pagdiskarga. Aron masabtan ang discharge characteristic curve sa usa ka baterya, kinahanglan una natong masabtan ang boltahe sa baterya sa prinsipyo.
Alang sa reaksyon sa electrode aron maporma ang baterya kinahanglan nga makab-ot ang mosunod nga mga kondisyon: ang proseso sa pagkawala sa electron sa kemikal nga reaksyon (ie proseso sa oksihenasyon) ug ang proseso sa pagkuha sa electron (ie reduction reaction process) kinahanglang ibulag sa duha ka lain-laing mga lugar, nga lahi sa kinatibuk-ang redox nga reaksyon; ang redox nga reaksyon sa aktibong substansiya sa duha ka electrodes kinahanglan nga ipasa sa eksternal nga sirkito, nga lahi sa reaksyon sa microbattery sa proseso sa corrosion sa metal. Ang boltahe sa baterya mao ang potensyal nga kalainan tali sa positibo nga elektrod ug negatibo nga elektrod. Ang piho nga yawe nga mga parameter naglakip sa bukas nga boltahe sa sirkito, boltahe sa pagtrabaho, bayad ug pagtangtang sa cut-off nga boltahe, ug uban pa.
Ang potensyal sa electrode nagtumong sa pagpaunlod sa usa ka solid nga materyal sa electrolyte solution, nga nagpakita sa electrical effect, nga mao, ang potensyal nga kalainan tali sa nawong sa metal ug sa solusyon. Kini nga potensyal nga kalainan gitawag nga potensyal sa metal sa solusyon o ang potensyal sa elektrod. Sa laktud, ang potensyal sa electrode usa ka kalagmitan alang sa usa ka ion o atomo nga makakuha usa ka electron.
Busa, alang sa usa ka positibo nga electrode o negatibo nga electrode nga materyal, kung ibutang sa usa ka electrolyte nga adunay lithium salt, ang potensyal sa electrode niini gipahayag ingon:
Diin ang φ c mao ang electrode potential niini nga substance. Ang standard nga hydrogen electrode nga potensyal gitakda nga 0.0V.
Ang electromotive force sa baterya mao ang theoretical value nga gikalkulo sumala sa reaksyon sa baterya gamit ang thermodynamic method, nga mao, ang kalainan tali sa equilibrium electrode potential sa battery ug sa positibo ug negatibo nga electrodes sa dihang ang circuit break mao ang pinakataas nga bili. nga ang baterya makahatag sa boltahe. Sa tinuud, ang positibo ug negatibo nga mga electrodes dili kinahanglan sa thermodynamic equilibrium nga estado sa electrolyte, nga mao, ang potensyal sa electrode nga gitukod sa positibo ug negatibo nga mga electrodes sa baterya sa solusyon sa electrolyte kasagaran dili ang potensyal sa equilibrium electrode, mao nga ang Ang open-circuit nga boltahe sa baterya kasagaran mas gamay kay sa electromotive force niini. Alang sa reaksyon sa electrode:
Sa pagkonsiderar sa dili standard nga kahimtang sa reactant component ug sa kalihokan (o konsentrasyon) sa aktibong component sa paglabay sa panahon, ang aktuwal nga open circuit boltahe sa cell giusab pinaagi sa energy equation:
Kung ang R mao ang kanunay nga gas, ang T mao ang temperatura sa reaksyon, ug ang a mao ang kalihokan sa sangkap o konsentrasyon. Ang bukas nga sirkito nga boltahe sa baterya nagdepende sa mga kabtangan sa positibo ug negatibo nga electrode nga materyal, ang electrolyte ug ang mga kondisyon sa temperatura, ug independente sa geometry ug gidak-on sa baterya. Lithium ion electrode materyal nga pag-andam ngadto sa poste, ug lithium metal sheet nagtigum ngadto sa butones katunga sa baterya, mahimong pagsukod sa electrode materyal sa lain-laing mga SOC estado sa bukas nga boltahe, bukas nga boltahe curve mao ang electrode materyal nga charge estado reaksyon, battery storage bukas boltahe drop, apan dili kaayo dako, kon ang bukas nga boltahe drop kaayo paspas o amplitude mao ang abnormal nga panghitabo. Ang pagbag-o sa kahimtang sa nawong sa bipolar nga aktibo nga mga sangkap ug ang pag-discharge sa kaugalingon sa baterya mao ang mga nag-unang hinungdan sa pagkunhod sa bukas nga boltahe sa sirkito sa pagtipig, lakip ang pagbag-o sa maskara nga layer sa positibo ug negatibo nga lamesa sa materyal nga electrode; ang potensyal nga pagbag-o nga gipahinabo sa thermodynamic instability sa electrode, ang pagkatunaw ug pag-ulan sa metal nga langyaw nga mga hugaw, ug ang micro short circuit nga gipahinabo sa diaphragm tali sa positibo ug negatibo nga mga electrodes. Kung ang baterya sa lithium ion nagkatigulang, ang pagbag-o sa kantidad sa K (boltahe nga drop) mao ang proseso sa pagporma ug kalig-on sa SEI film sa ibabaw sa materyal nga electrode. Kung ang pag-drop sa boltahe dako kaayo, adunay usa ka micro-short circuit sa sulod, ug ang baterya gihukman nga dili kwalipikado.
Sa diha nga ang kasamtangan nga moagi sa electrode, ang panghitabo nga ang electrode nagtipas gikan sa equilibrium electrode potensyal gitawag polarization, ug ang polarization makamugna sa overpotential. Sumala sa mga hinungdan sa polarization, ang polarization mahimong bahinon sa ohmic polarization, konsentrasyon polarization ug electrochemical polarization. FIG. 2 mao ang tipikal nga discharge curve sa baterya ug ang impluwensya sa nagkalain-laing polarization sa boltahe.
Figure 1. Tipikal nga discharge curve ug polarization
(1) Ohmic polarization: tungod sa pagsukol sa matag bahin sa baterya, ang pressure drop value nagsunod sa balaod sa ohm, ang kasamtangang pagkunhod, ang polarization mikunhod dayon, ug ang kasamtangan mawala dayon human kini mohunong.
(2) Electrochemical polarization: ang polarization tungod sa hinay nga electrochemical reaction sa electrode surface. Nagkunhod kini pag-ayo sulod sa lebel sa microsecond samtang nagkagamay ang kasamtangan.
(3) Polarization sa konsentrasyon: tungod sa pagkahinay sa proseso sa pagsabwag sa ion sa solusyon, ang kalainan sa konsentrasyon tali sa nawong sa electrode ug sa solusyon nga lawas kay polarized ubos sa usa ka piho nga kasamtangan. Kini nga polarisasyon mokunhod o mawala samtang ang koryente mokunhod sa macroscopic segundos (pipila ka segundos ngadto sa napulo ka segundos).
Ang internal nga pagsukol sa baterya nagdugang uban ang pagtaas sa discharge current sa baterya, nga nag-una tungod kay ang dako nga discharge nga kasamtangan nagdugang sa polarization trend sa baterya, ug ang mas dako nga discharge current, mas klaro ang polarization trend, ingon sa gipakita. sa Figure 2. Sumala sa balaod ni Ohm: V=E0-IRT, uban sa pagtaas sa internal nga kinatibuk-ang resistensya RT, ang panahon nga gikinahanglan alang sa boltahe sa baterya aron makaabot sa discharge cut-off nga boltahe mao ang katumbas nga pagkunhod, mao nga ang kapasidad sa pagpagawas usab pagkunhod.
Figure 2. Epekto sa kasamtangan nga densidad sa polarization
Lithium ion battery mao ang esensya sa usa ka matang sa lithium ion konsentrasyon battery. Ang proseso sa pag-charge ug pagdiskarga sa baterya sa lithium ion mao ang proseso sa pag-embed ug pagtangtang sa mga lithium ion sa positibo ug negatibo nga mga electrodes. Ang mga hinungdan nga nakaapekto sa polarization sa mga baterya sa lithium-ion naglakip sa:
(1) Ang impluwensya sa electrolyte: ang ubos nga conductivity sa electrolyte mao ang nag-unang hinungdan sa polarization sa lithium ion nga mga baterya. Sa kinatibuk-ang range sa temperatura, ang conductivity sa electrolyte nga gigamit alang sa lithium-ion nga mga baterya sa kasagaran 0.01 ~ 0.1S/cm, nga usa ka porsyento sa tubig nga solusyon. Busa, sa diha nga ang lithium-ion nga mga baterya mogawas sa usa ka taas nga kasamtangan, ulahi na kaayo aron madugangan ang Li + gikan sa electrolyte, ug ang polarization phenomenon mahitabo. Ang pagpaayo sa conductivity sa electrolyte mao ang yawe nga hinungdan aron mapaayo ang taas nga karon nga kapasidad sa pagdiskarga sa mga baterya sa lithium-ion.
(2) Ang impluwensya sa positibo ug negatibo nga mga materyales: ang mas taas nga channel sa positibo ug negatibo nga materyal nga dako nga lithium ion nga mga partikulo sa pagsabwag sa ibabaw, nga dili maayo sa dako nga pag-discharge.
(3) Konduktor ahente: ang sulod sa conductive ahente mao ang usa ka importante nga butang nga makaapekto sa discharge performance sa taas nga ratio. Kung ang sulud sa konduktibo nga ahente sa pormula sa cathode dili igo, ang mga electron dili mabalhin sa oras kung ang dako nga sulud gipagawas, ug ang polarization internal nga pagsukol paspas nga nagdugang, aron ang boltahe sa baterya dali nga makunhuran sa pagtangtang sa boltahe. .
(4) Ang impluwensya sa disenyo sa poste: gibag-on sa poste: sa kaso sa dako nga kasamtangan nga pag-discharge, ang katulin sa reaksyon sa aktibong mga substansiya kusog kaayo, nga nagkinahanglan sa lithium ion nga dali nga ma-embed ug mabulag sa materyal. Kung ang pole plate mabaga ug ang agianan sa pagsabwag sa lithium ion nagdugang, ang direksyon sa gibag-on sa poste maghimo usa ka dako nga gradient sa konsentrasyon sa lithium ion.
Densidad sa compaction: mas dako ang compaction density sa pole sheet, ang pore mahimong gamay, ug ang agianan sa paglihok sa lithium ion sa direksyon sa gibag-on sa pole sheet mas taas. Dugang pa, kung ang compaction density dako kaayo, ang contact area tali sa materyal ug sa electrolyte mikunhod, ang electrode reaction site mikunhod, ug ang internal nga pagsukol sa baterya mosaka usab.
(5) Ang impluwensya sa SEI lamad: ang pagporma sa SEI lamad nagdugang sa pagsukol sa electrode / electrolyte interface, nga miresulta sa boltahe hysteresis o polarization.
Ang boltahe sa pag-opera, nailhan usab nga boltahe sa katapusan, nagtumong sa potensyal nga kalainan tali sa positibo ug negatibo nga mga electrodes sa baterya kung ang kasamtangan nga pag-agos sa sirkito sa kahimtang sa pagtrabaho. Sa nagtrabaho nga estado sa pag-discharge sa baterya, kung ang kasamtangan nga pag-agos sa baterya, ang pagsukol nga gipahinabo sa internal nga pagsukol kinahanglan nga mabuntog, nga magpahinabog ohmic pressure drop ug electrode polarization, mao nga ang nagtrabaho nga boltahe kanunay nga mas ubos kaysa sa bukas nga boltahe sa circuit, ug kung nag-charge, ang katapusan nga boltahe kanunay nga mas taas kaysa sa bukas nga boltahe sa sirkito. Sa ato pa, ang resulta sa polarization naghimo sa katapusan nga boltahe sa pag-discharge sa baterya nga mas ubos kaysa sa electromotive nga potensyal sa baterya, nga mas taas kaysa sa electromotive nga potensyal sa baterya nga nagdumala.
Tungod sa paglungtad sa polarization phenomenon, ang dali nga boltahe ug ang aktwal nga boltahe sa proseso sa pag-charge ug pagdiskarga. Kung nag-charge, ang dali nga boltahe mas taas gamay kaysa sa aktwal nga boltahe, ang polarization mawala ug ang boltahe moubos kung ang dali nga boltahe ug ang aktwal nga boltahe mikunhod pagkahuman sa pag-discharge.
Sa pag-summarize sa gihulagway sa ibabaw, ang ekspresyon mao ang:
E +, E- -representa sa potensyal sa positibo ug negatibo nga electrodes, sa tinagsa, E + 0 ug E- -0 nagrepresentar sa panimbang electrode potensyal sa positibo ug negatibo nga electrodes, sa tinagsa, VR nagrepresentar sa ohmic polarization boltahe, ug η + , η - -nagrepresentar sa sobra nga potensyal sa positibo ug negatibo nga mga electrodes, matag usa.
Pagkahuman sa usa ka sukaranan nga pagsabut sa boltahe sa baterya, nagsugod kami sa pag-analisar sa curve sa pagdiskarga sa mga baterya sa lithium-ion. Ang discharge curve batakan nagpakita sa kahimtang sa electrode, nga mao ang superposition sa estado kausaban sa positibo ug negatibo nga electrodes.
Ang kurba sa boltahe sa mga baterya sa lithium-ion sa tibuok proseso sa pagdiskarga mahimong bahinon sa tulo ka yugto
1) Sa inisyal nga yugto sa baterya, ang boltahe paspas nga nahulog, ug ang mas dako nga discharge rate, mas paspas ang boltahe nga nahulog;
2) Ang boltahe sa baterya mosulod sa usa ka hinay nga pagbag-o nga yugto, nga gitawag nga lugar sa plataporma sa baterya. Ang mas gamay nga rate sa pag-discharge,
Kon mas taas ang gidugayon sa lugar sa plataporma, mas taas ang boltahe sa plataporma, mas hinay ang pag-ubos sa boltahe.
3) Kung hapit na mahuman ang gahum sa baterya, ang boltahe sa pagkarga sa baterya magsugod pag-ayo hangtod maabot ang boltahe sa paghunong sa pag-discharge.
Atol sa pagsulay, adunay duha ka paagi sa pagkolekta sa datos
(1) Pagkolekta sa datos sa kasamtangan, boltahe ug oras sumala sa gitakda nga agwat sa oras Δ t;
(2) Kolektahon ang kasamtangan, boltahe ug oras nga datos sumala sa gitakda nga kalainan sa pagbag-o sa boltahe Δ V. Ang katukma sa pag-charge ug pagdiskarga sa mga ekipo nag-una naglakip sa kasamtangan nga katukma, katukma sa boltahe ug katukma sa oras. Gipakita sa talaan 2 ang mga parameter sa kagamitan sa usa ka makina sa pag-charge ug pagdiskarga, diin ang% FS nagrepresentar sa porsyento sa tibuuk nga sakup, ug ang 0.05% RD nagtumong sa gisukod nga sayup sa sulud nga 0.05% sa pagbasa. Ang mga kagamitan sa pag-charge ug pag-discharge sa kasagaran naggamit sa CNC kanunay nga kasamtangan nga tinubdan imbes nga load resistance alang sa load, aron ang output boltahe sa baterya walay kalabutan sa serye nga pagsukol o parasitic nga pagsukol sa sirkito, apan nalangkit lamang sa boltahe E ug internal nga pagsukol r ug ang sirkito nga kasamtangan I sa sulundon nga tinubdan sa boltahe nga katumbas sa baterya. Kung ang resistensya gigamit alang sa pagkarga, ibutang ang boltahe sa sulundon nga gigikanan sa boltahe sa katumbas sa baterya nga E, ang internal nga pagsukol mao ang r, ug ang pagsukol sa karga mao ang R. Sukda ang boltahe sa duha ka tumoy sa pagsukol sa pagkarga gamit ang boltahe. metro, ingon sa gipakita sa ibabaw nga numero sa Figure 6. Bisan pa, sa praktis, adunay mga lead resistance ug fixture contact resistance (uniform parasitic resistance) sa circuit. Ang katumbas nga circuit diagram nga gipakita sa Fig. 3 gipakita sa mosunod nga hulagway sa FIG. 3. Sa praktis, ang parasitic resistance dili kalikayan nga gipaila, aron ang kinatibuk-ang pagsukol sa load mahimong dako, apan ang gisukod nga boltahe mao ang boltahe sa duha ka tumoy sa load resistance R, mao nga ang sayup gipaila.
Fig. 3 Ang prinsipyo block diagram ug ang aktuwal nga katumbas nga circuit diagram sa resistensya sa pagdiskarga nga pamaagi
Sa diha nga ang kanunay nga kasamtangan nga tinubdan uban sa kasamtangan nga I1 gigamit ingon nga load, ang schematic diagram ug ang aktuwal nga katumbas circuit diagram gipakita sa Figure 7. E, I1 mao ang kanunay nga mga bili ug ang r mao ang kanunay alang sa usa ka panahon.
Gikan sa pormula sa ibabaw, atong makita nga ang duha ka boltahe sa A ug B kanunay, nga mao, ang output boltahe sa baterya walay kalabutan sa gidak-on sa serye nga pagsukol sa loop, ug siyempre, kini walay bisan unsa nga buhaton. nga adunay resistensya sa parasito. Dugang pa, ang mode sa pagsukod sa upat ka terminal mahimong makab-ot ang usa ka mas tukma nga pagsukod sa boltahe sa output sa baterya.
Figure 4 Equiple block diagram ug aktuwal nga equivalent circuit diagram sa kanunay nga kasamtangan nga source load
Ang kadungan nga gigikanan usa ka aparato sa suplay sa kuryente nga makahatag kanunay nga sulud sa karga. Mahimo gihapon kini nga magpadayon nga kanunay ang output nga kasamtangan kung ang eksternal nga suplay sa kuryente mag-usab-usab ug ang mga kinaiya sa impedance mausab.
Ang mga kagamitan sa pagsulay sa pag-charge ug pag-discharge kasagaran naggamit sa semiconductor device isip elemento sa pag-agos. Pinaagi sa pag-adjust sa kontrol nga signal sa semiconductor device, kini makasundog sa usa ka load sa lain-laing mga kinaiya sama sa kanunay nga kasamtangan, kanunay nga presyur ug kanunay nga pagsukol ug uban pa. Ang lithium-ion battery discharge test mode nag-una naglakip sa kanunay nga kasamtangan nga pag-discharge, kanunay nga pagsukol sa pag-discharge, kanunay nga pag-discharge sa kuryente, ug uban pa. ang interval discharge mahimong bahinon sa intermittent discharge ug pulse discharge. Atol sa pagsulay sa pagdiskarga, ang baterya mogawas sumala sa gitakda nga mode, ug mohunong sa pagdiskarga human maabot ang gitakdang mga kondisyon. Ang discharge cut-off nga mga kondisyon naglakip sa pagtakda sa boltahe cut-off, pagtakda sa panahon cut-off, pagtakda sa kapasidad cut-off, pagbutang sa negatibo nga boltahe gradient cut-off, ug uban pa Ang kausaban sa battery discharge boltahe may kalabutan sa discharge system, nga mao, ang pagbag-o sa discharge curve apektado usab sa discharge system, lakip ang: discharge current, discharge temperature, discharge termination boltahe; intermittent o padayon nga pag-discharge. Kon mas dako ang discharge nga kasamtangan, mas paspas ang pag-ubos sa boltahe sa operasyon; uban ang temperatura sa pag-discharge, hinay nga nagbag-o ang curve sa pagdiskarga.
(1) Kanunay nga kasamtangan nga pag-discharge
Sa diha nga ang kanunay nga kasamtangan nga discharge, ang kasamtangan nga bili gitakda, ug dayon ang kasamtangan nga bili maabot pinaagi sa pag-adjust sa CNC kanunay nga kasamtangan nga tinubdan, aron makaamgo sa kanunay nga kasamtangan nga pag-discharge sa baterya. Sa parehas nga oras, ang katapusan nga pagbag-o sa boltahe sa baterya gikolekta aron mahibal-an ang mga kinaiya sa pagdiskarga sa baterya. Ang kanunay nga pag-discharge sa kasamtangan mao ang pag-discharge sa parehas nga discharge nga kasamtangan, apan ang boltahe sa baterya nagpadayon sa pag-drop, mao nga ang gahum nagpadayon sa pag-ubos. Ang Figure 5 mao ang boltahe ug kasamtangan nga kurba sa kanunay nga pag-discharge sa lithium-ion nga mga baterya. Tungod sa kanunay nga pag-discharge, ang oras nga axis dali nga nakabig sa kapasidad (ang produkto sa karon ug oras) nga axis. Gipakita sa Figure 5 ang kurba sa kapasidad sa boltahe sa kanunay nga pag-discharge. Ang kanunay nga pag-discharge mao ang kasagarang gigamit nga pamaagi sa pagdiskarga sa mga pagsulay sa baterya sa lithium-ion.
Figure 5 kanunay nga kasamtangan nga kanunay nga pag-charge sa boltahe ug kanunay nga kasamtangan nga pagdiskarga sa mga kurba sa lain-laing mga multiplier rates
(2) Kanunay nga pagpagawas sa kuryente
Kung ang kanunay nga pag-discharge sa kuryente, ang kanunay nga gahum sa gahum nga kantidad P ibutang una, ug ang output boltahe U sa baterya makolekta. Sa proseso sa pag-discharge, ang P gikinahanglan nga kanunay, apan ang U kanunay nga nag-usab, mao nga gikinahanglan ang padayon nga pag-adjust sa kasamtangan nga I sa CNC kanunay nga kasamtangan nga tinubdan sumala sa pormula I = P / U aron makab-ot ang katuyoan sa kanunay nga pag-discharge sa kuryente . Hupti ang discharge power nga dili mausab, tungod kay ang boltahe sa baterya nagpadayon sa pag-ubos sa panahon sa proseso sa pag-discharge, mao nga ang kasamtangan sa kanunay nga pag-discharge sa kuryente nagpadayon sa pagtaas. Tungod sa kanunay nga pagpagawas sa kuryente, ang oras nga coordinate axis dali nga mabag-o sa enerhiya (ang produkto sa gahum ug oras) nga coordinate axis.
Figure 6 Ang makanunayon nga pag-charge sa kuryente ug pagdiskarga sa mga kurba sa lainlain nga pagdoble nga rate
Ang pagtandi tali sa kanunay nga pag-discharge ug kanunay nga pag-discharge sa kuryente
Figure 7: (a) charge ug discharge capacity diagram sa lain-laing ratios; (b) charge ug discharge curve
Ang Figure 7 nagpakita sa mga resulta sa lain-laing ratio charge ug discharge nga mga pagsulay sa duha ka paagi sa lithium iron phosphate nga baterya. Sumala sa kurba sa kapasidad sa FIG. 7 (a), uban sa pagdugang sa charge ug discharge nga kasamtangan sa kanunay nga kasamtangan nga mode, ang aktuwal nga charge ug discharge nga kapasidad sa baterya anam-anam nga mikunhod, apan ang kausaban sa gidak-on medyo gamay. Ang aktuwal nga pag-charge ug discharge nga kapasidad sa baterya anam-anam nga mikunhod uban sa pagtaas sa gahum, ug ang mas dako nga multiplier, ang mas paspas nga kapasidad sa pagkadunot. Ang 1 h rate discharge nga kapasidad mas ubos kay sa kanunay nga flow mode. Sa parehas nga oras, kung ang rate sa pag-discharge mas ubos kaysa 5 ka oras, ang kapasidad sa baterya mas taas sa ilawom sa kanunay nga kahimtang sa kuryente, samtang ang kapasidad sa baterya mas taas kaysa 5 ka oras nga rate mas taas sa ilawom sa kanunay nga kahimtang karon.
Gikan sa numero 7 (b) nagpakita sa kapasidad-boltahe kurba, ubos sa kahimtang sa ubos nga ratio, lithium puthaw phosphate baterya duha ka mode kapasidad-boltahe kurba, ug bayad ug discharge boltahe plataporma kausaban dili dako, apan ubos sa kahimtang sa hatag-as nga ratio, kanunay nga kasamtangan-kanunayon boltahe mode sa kanunay nga boltahe sa panahon kamahinungdanon mas taas nga, ug pag-charge boltahe plataporma misaka kamahinungdanon, discharge boltahe plataporma mao ang kamahinungdanon pagkunhod.
(3) Kanunay nga pagsukol sa pagpagawas
Sa diha nga ang kanunay nga pagsukol discharge, ang usa ka kanunay nga resistensya nga bili R gibutang una sa pagkolekta sa output boltahe sa baterya U. Atol sa proseso sa discharge, R gikinahanglan nga kanunay, apan ang U mao ang kanunay nga pagbag-o, mao nga ang kasamtangan nga I bili sa CNC kanunay nga kasamtangan. tinubdan kinahanglan nga kanunay adjust sumala sa pormula I=U / R sa pagkab-ot sa katuyoan sa kanunay nga pagsukol discharge. Ang boltahe sa baterya kanunay nga nagkunhod sa proseso sa pag-discharge, ug ang pagsukol parehas, mao nga ang pag-discharge nga I usa usab ka pagkunhod nga proseso.
(4) Padayon nga pag-discharge, intermittent discharge ug pulse discharge
Ang baterya gipagawas sa kanunay nga kasamtangan, makanunayon nga gahum ug kanunay nga pagsukol, samtang gigamit ang pag-obra sa oras aron maamgohan ang pagkontrol sa padayon nga pag-discharge, intermittent discharge ug pulse discharge. Ang Figure 11 nagpakita sa kasamtangan nga mga kurba ug boltahe nga mga kurba sa usa ka tipikal nga pulse charge/discharge test.
Figure 8 Kasamtangang mga kurba ug mga kurba sa boltahe alang sa kasagarang mga pagsulay sa pagkarga sa pulso
Ang discharge curve nagtumong sa kurba sa boltahe, kasamtangan, kapasidad ug uban pang mga pagbag-o sa baterya sa paglabay sa panahon sa proseso sa pagdiskarga. Ang impormasyon nga anaa sa charge ug discharge curve dato kaayo, lakip ang kapasidad, kusog, working boltahe ug boltahe nga plataporma, ang relasyon tali sa electrode potential ug sa state of charge, ug uban pa Ang nag-unang datos nga natala atol sa discharge test mao ang panahon ebolusyon sa kasamtangan ug boltahe. Daghang mga parameter ang makuha gikan niining mga sukaranan nga datos. Ang mosunod nga mga detalye sa mga parametro nga makuha pinaagi sa discharge curve.
(1) Boltahe
Sa discharge test sa lithium ion nga baterya, ang mga parameter sa boltahe nag-una naglakip sa boltahe nga plataporma, median nga boltahe, average nga boltahe, cut-off nga boltahe, ug uban pa. , nga makuha gikan sa peak value sa dQ/dV. Ang median nga boltahe mao ang katumbas nga kantidad sa boltahe sa katunga sa kapasidad sa baterya. Alang sa mga materyales nga mas klaro sa plataporma, sama sa lithium iron phosphate ug lithium titanate, ang median nga boltahe mao ang boltahe sa plataporma. Ang average nga boltahe mao ang epektibo nga dapit sa boltahe-kapasidad kurba (ie, battery discharge enerhiya) gibahin sa kapasidad kalkulasyon pormula mao ang u = U (t) * Ako (t) dt / I (t) dt. Ang cut-off nga boltahe nagtumong sa minimum nga boltahe nga gitugotan kung ang baterya mogawas. Kung ang boltahe mas ubos kaysa sa boltahe nga giputol sa pagdiskarga, ang boltahe sa duha ka tumoy sa baterya paspas nga moubos, nga mahimong sobra nga pag-discharge. Ang sobrang pagdiskarga mahimong makapahinabog kadaot sa aktibong substansiya sa elektrod, mawad-an sa abilidad sa reaksyon, ug mub-an ang kinabuhi sa baterya. Sama sa gihulagway sa unang bahin, ang boltahe sa baterya adunay kalabutan sa estado sa pag-charge sa materyal nga cathode ug ang potensyal sa electrode.
(2) Kapasidad ug piho nga kapasidad
Ang kapasidad sa baterya nagtumong sa gidaghanon sa elektrisidad nga gipagawas sa baterya ubos sa usa ka sistema sa pagdiskarga (ubos sa usa ka piho nga discharge current I, discharge temperature T, discharge cut-off voltage V), nga nagpakita sa abilidad sa baterya sa pagtipig sa enerhiya sa Ah o C Kapasidad apektado sa daghang mga elemento, sama sa discharge kasamtangan, discharge temperatura, ug uban pa Ang kapasidad gidak-on determinado sa gidaghanon sa mga aktibo nga mga butang sa positibo ug negatibo nga electrodes.
Teoretikal nga kapasidad: ang kapasidad nga gihatag sa aktibong substansiya sa reaksyon.
Aktuwal nga kapasidad: ang aktuwal nga kapasidad nga gipagawas ubos sa usa ka sistema sa pagdiskarga.
Gi-rate nga kapasidad: nagtumong sa minimum nga kantidad sa gahum nga gigarantiyahan sa baterya ubos sa gidesinyo nga mga kondisyon sa pagdiskarga.
Sa pagsulay sa pagdiskarga, ang kapasidad gikalkulo pinaagi sa paghiusa sa kasamtangan sa paglabay sa panahon, ie C = I (t) dt, kanunay nga kasamtangan sa t kanunay nga pag-discharge, C = I (t) dt = I t; kanunay nga pagsukol R discharge, C = I (t) dt = (1 / R) * U (t) dt (1 / R) * out (u ang kasagaran nga boltahe sa pagdiskarga, t ang oras sa pagdiskarga).
Piho nga kapasidad: Aron itandi ang lainlaing mga baterya, gipaila ang konsepto sa piho nga kapasidad. Ang piho nga kapasidad nagtumong sa kapasidad nga gihatag sa aktibong substansiya sa unit mass o ang unit volume electrode, nga gitawag nga mass specific capacity o ang volume specific capacity. Ang kasagarang pamaagi sa pagkalkula mao ang: espesipikong kapasidad = kapasidad sa pag-discharge sa unang baterya / (aktibo nga substansiya nga masa * aktibong substansiya nga paggamit rate)
Mga hinungdan nga nakaapekto sa kapasidad sa baterya:
a. Ang discharge nga kasamtangan sa baterya: mas dako ang kasamtangan, ang kapasidad sa output mikunhod;
b. Discharge temperatura sa baterya: sa diha nga ang temperatura mikunhod, ang output kapasidad mikunhod;
c. Ang discharge cut-off nga boltahe sa baterya: ang oras sa pagdiskarga nga gitakda sa materyal nga elektrod ug ang limitasyon sa reaksyon sa elektrod mismo kasagaran 3.0V o 2.75V.
d. Mga oras sa pag-charge ug pag-discharge sa baterya: pagkahuman sa daghang pag-charge ug pag-discharge sa baterya, tungod sa pagkapakyas sa materyal nga electrode, ang baterya makapakunhod sa kapasidad sa pagdiskarga sa baterya.
e. Ang mga kondisyon sa pag-charge sa baterya: ang rate sa pag-charge, temperatura, cut-off nga boltahe makaapekto sa kapasidad sa baterya, sa ingon nagtino sa kapasidad sa pagdiskarga.
Pamaagi sa pagtino sa kapasidad sa baterya:
Ang lainlaing mga industriya adunay lainlaing mga sumbanan sa pagsulay sumala sa mga kondisyon sa pagtrabaho. Alang sa lithium-ion nga mga baterya alang sa 3C nga mga produkto, sumala sa nasudnong sumbanan GB / T18287-2000 Kinatibuk-ang Pagtino alang sa Lithium-ion Baterya alang sa Cellular Telephone, ang gimarkahan nga pamaagi sa pagsulay sa kapasidad sa baterya mao ang mosunod: a) pag-charge: 0.2C5A nga pag-charge; b) pag-discharge: 0.2C5A nga pagdiskarga; c) lima ka mga siklo, diin ang usa kuwalipikado.
Alang sa industriya sa de-koryenteng sakyanan, sumala sa nasudnong sumbanan GB / T 31486-2015 Mga Kinahanglanon sa Pagganap sa Elektrisidad ug Mga Pamaagi sa Pagsulay alang sa Baterya sa Gahum alang sa Mga Sasakyan nga Elektrisidad, ang gi-rate nga kapasidad sa baterya nagtumong sa kapasidad (Ah) nga gipagawas sa baterya sa temperatura sa kwarto uban sa 1I1 (A) kasamtangan nga discharge sa pagkab-ot sa termination boltahe, diin I1 mao ang 1 ka oras rate discharge kasamtangan, kansang bili mao ang katumbas sa C1 (A). Ang pamaagi sa pagsulay mao ang:
A) Sa temperatura sa lawak, ihunong ang kanunay nga boltahe kung mag-charge gamit ang kanunay nga pag-charge sa boltahe sa pagtapos sa pag-charge nga gitakda sa negosyo, ug hunongon ang pag-charge kung ang pag-charge sa pagtapos sa karon nahulog sa 0.05I1 (A), ug hupti ang pag-charge sulod sa 1 ka oras pagkahuman. nagpabayad.
Bb) Sa temperatura sa lawak, ang baterya gipagawas sa 1I1 (A) nga kasamtangan hangtod ang pag-discharge makaabot sa discharge termination boltahe nga gitakda sa teknikal nga kondisyon sa negosyo;
C) gisukod nga kapasidad sa pagdiskarga (gisukod sa Ah), kuwentaha ang espesipikong enerhiya sa pagdiskarga (gisukod sa Wh / kg);
3 d) Balika ang mga lakang a) -) c) 5 ka beses. Kung ang grabe nga kalainan sa 3 nga sunud-sunod nga mga pagsulay dili mubu sa 3% sa gi-rate nga kapasidad, ang pagsulay mahimong mahuman nga abante ug ang mga sangputanan sa katapusan nga 3 nga mga pagsulay mahimong ma-average.
(3) State of charge, SOC
Ang SOC (State of Charge) usa ka estado sa pagsingil, nga nagrepresentar sa ratio sa nahabilin nga kapasidad sa baterya sa tibuuk nga kahimtang sa pag-charge pagkahuman sa usa ka yugto sa panahon o dugay nga panahon ubos sa usa ka piho nga rate sa pag-discharge. Ang pamaagi sa "open-circuit voltage + hour-time integration" nga pamaagi naggamit sa open-circuit nga pamaagi sa boltahe aron mabanabana ang inisyal nga state charge capacity sa baterya, ug dayon gamiton ang oras-oras nga pamaagi sa paghiusa aron makuha ang gahum nga gigamit sa a -Paagi sa paghiusa sa oras. Ang gahum nga gigamit mao ang produkto sa discharge nga kasamtangan ug ang oras sa pag-discharge, ug ang nahabilin nga gahum katumbas sa kalainan tali sa inisyal nga gahum ug sa gahum nga gigamit. Ang SOC mathematical nga banabana tali sa open circuit voltage ug usa ka oras nga integral mao ang:
Diin ang CN mao ang rated nga kapasidad; Ang η mao ang kaepektibo sa pag-charge-discharge; T mao ang temperatura sa paggamit sa baterya; Ako ang kasamtangan nga baterya; t mao ang oras sa pag-discharge sa baterya.
Ang DOD (Depth of Discharge) mao ang discharge depth, usa ka sukod sa discharge degree, nga mao ang porsyento sa discharge capacity ngadto sa total discharge capacity. Ang giladmon sa pag-discharge adunay dakong relasyon sa kinabuhi sa baterya: kon mas lawom ang giladmon sa pag-discharge, mas mubo ang kinabuhi. Ang relasyon gikalkulo para sa SOC = 100% -DOD
4) Enerhiya ug espesipikong enerhiya
Ang elektrisidad nga enerhiya nga mapagawas sa baterya pinaagi sa pagbuhat sa gawas nga trabaho ubos sa pipila ka mga kondisyon gitawag nga enerhiya sa baterya, ug ang yunit kasagarang gipahayag sa wh. Sa discharge curve, ang enerhiya kalkulado sama sa mosunod: W = U (t) * I (t) dt. Sa kanunay nga pag-discharge, W = I * U (t) dt = Kini * u (u ang kasagaran nga boltahe sa pagdiskarga, t ang oras sa pag-discharge)
a. Teoretikal nga kusog
Ang proseso sa pag-discharge sa baterya naa sa kahimtang sa balanse, ug ang boltahe sa pagdiskarga nagpabilin ang kantidad sa electromotive force (E), ug ang rate sa paggamit sa aktibo nga sangkap mao ang 100%. Ubos niini nga kondisyon, ang output nga enerhiya sa baterya mao ang teoretikal nga enerhiya, nga mao, ang pinakataas nga trabaho nga gihimo sa mabalik nga baterya ubos sa kanunay nga temperatura ug presyur.
b. Ang aktuwal nga enerhiya
Ang aktwal nga output nga enerhiya sa pag-discharge sa baterya gitawag nga aktwal nga enerhiya, ang mga regulasyon sa industriya sa de-koryenteng sakyanan ("GB / T 31486-2015 Power Battery Electrical Performance Requirements ug Test Methods for electric Vehicles"), ang baterya sa temperatura sa lawak nga adunay 1I1 (A ) kasamtangan nga discharge, aron maabot ang enerhiya (Wh) nga gipagawas sa boltahe sa pagtapos, nga gitawag nga rated nga enerhiya.
c. espesipikong enerhiya
Ang enerhiya nga gihatag sa usa ka baterya kada unit mass ug kada unit volume gitawag nga mass specific energy o volume specific energy, gitawag usab nga energy density. Sa mga yunit sa wh / kg o wh / L.
Ang pinaka-basic nga porma sa discharge curve mao ang voltage-time ug current time curve. Pinaagi sa pagbag-o sa pagkalkula sa axis sa oras, ang komon nga discharge curve usab adunay boltahe-kapasidad (specific capacity) curve, boltahe-energy (specific energy) curve, voltage-SOC curve ug uban pa.
(1) Boltahe-oras ug kasamtangan nga kurba sa panahon
Figure 9 Boltahe-oras ug kasamtangan-panahon curves
(2) Kurba sa kapasidad sa boltahe
Figure 10 Kurba sa kapasidad sa boltahe
(3) Kurba sa boltahe-enerhiya
Figure Figure 11. Boltahe-enerhiya nga kurba
tubag sa sulod sa 6 ka oras, bisan unsa nga mga pangutana mao ang welcome!
