Litiumioniakkujen PACK-purkauskapasiteettiin vaikuttavat tekijät

lithium-ion-1

Litiumioniakku PACK on tärkeä tuote, joka suorittaa sähköisen suorituskyvyn testin kennon seulonnan, ryhmittelyn, ryhmittelyn ja kokoonpanon jälkeen ja määrittää, ovatko kapasiteetin ja paine-eron päteviä.

Akkusarjan rinnakkaismonomeeri on johdonmukaisuus akkupakkauksen erityisnäkökohtien välillä, sillä on vain hyvä kapasiteetti, ladattu tila, kuten sisäinen vastus, itsepurkautumisen johdonmukaisuus voidaan saavuttaa pelaamiseen ja vapauttamiseen, akun kapasiteettiin, jos huono johdonmukaisuus voi vaikuttaa vakavasti koko akun suorituskyvyn, jopa syyn lataamiseen tai purkamiseen, että ne aiheuttavat turvallisia piiloongelmia.Hyvä koostumusmenetelmä on tehokas tapa parantaa monomeerin sakeutta.

Litiumioniakkua rajoittaa ympäristön lämpötila, liian korkea tai liian matala lämpötila vaikuttaa akun kapasiteettiin.Akun käyttöikä voi heikentyä, jos akku toimii korkeassa lämpötilassa pitkään.Jos lämpötila on liian alhainen, kapasiteettia on vaikea pelata.Purkautumisnopeus heijastaa akun kykyä ladata ja purkaa suurella virralla.Jos purkausnopeus on liian pieni, lataus- ja purkunopeus on hidas, mikä vaikuttaa testin tehokkuuteen.Jos nopeus on liian suuri, kapasiteetti pienenee akun polarisaatiovaikutuksen ja lämpövaikutuksen vuoksi, joten on tarpeen valita sopiva lataus- ja purkausnopeus.

1. Konfiguroinnin johdonmukaisuus

Hyvällä järjestelyllä ei voida ainoastaan ​​parantaa kennon käyttöastetta, vaan myös ohjata kennon konsistenssia, mikä on perusta akun hyvän purkauskapasiteetin ja syklin stabiiliuden saavuttamiselle.Kuitenkin AC-impedanssin hajonta-aste voimistuu huonon akun kapasiteetin tapauksessa, mikä heikentää syklin suorituskykyä ja akun käytettävissä olevaa kapasiteettia.Ehdotetaan akun konfigurointimenetelmää, joka perustuu akkujen ominaisvektoriin.Tämä ominaisuusvektori heijastaa yhden akun lataus- ja purkausjännitetietojen samankaltaisuutta tavallisen akun lataus- ja purkausjännitetietojen välillä.Mitä lähempänä akun lataus-purkauskäyrä on standardikäyrää, sitä suurempi on sen samankaltaisuus ja sitä lähempänä korrelaatiokerroin on 1. Tämä menetelmä perustuu pääasiassa monomeerijännitteen korrelaatiokertoimeen yhdistettynä muihin parametreihin. saavuttaa parempia tuloksia.Tämän lähestymistavan vaikeus on toimittaa standardi akun ominaisuusvektori.Tuotantotason rajoituksista johtuen kussakin erässä tuotettujen solujen välillä on väistämättä eroja, ja jokaiselle erälle sopivaa piirrevektoria on erittäin vaikea saada.

Yksittäisten solujen välisen eron arviointimenetelmän analysointiin käytettiin kvantitatiivista analyysiä.Ensin akun suorituskykyyn vaikuttavat avainkohdat poimittiin matemaattisella menetelmällä ja sitten suoritettiin matemaattinen abstraktio akun suorituskyvyn kattavan arvioinnin ja vertailun toteuttamiseksi.Akun suorituskyvyn kvalitatiivinen analyysi muutettiin kvantitatiiviseksi analyysiksi ja esitettiin käytännöllinen yksinkertainen menetelmä akun suorituskyvyn optimaaliseen allokointiin.Ehdotetaan perustuvan solujen valinta joukko kattavan suorituskyvyn arviointijärjestelmä, on subjektiivinen Delphi luokka harmaa korrelaatio aste ja objektiivinen mittaus, akku usean parametrin harmaa korrelaatiomalli on perustettu, ja voittaa yksipuolisuus yhden indeksin arviointistandardina, toteuttaa tehotyyppisen tehon litiumioniakun suorituskyvyn arviointi. Arviointituloksista saatu korrelaatioaste antaa luotettavan teoreettisen perustan myöhemmälle akkujen valinnalle ja kohdistamiselle.

Tärkeät dynaamiset ominaisuudet ryhmämenetelmällä on akun lataus- ja purkauskäyrän mukaan funktion saavuttamiseksi ryhmällä, sen konkreettinen toteutusvaihe on poimia piirrepiste käyrältä ensin muodostamaan piirrevektori jokaisen etäisyyden välisen käyrän mukaan. indikaattorijoukon piirrevektorin välillä valitsemalla sopivat algoritmit käyrän luokituksen toteuttamiseksi ja suorittamalla sitten ryhmäprosessin akku.Tämä menetelmä ottaa huomioon käytössä olevan akun suorituskyvyn vaihtelun.Tämän perusteella valitaan muut sopivat parametrit akun konfigurointia varten ja suhteellisen tasaisen suorituskyvyn omaava akku voidaan lajitella.

2. Lataustapa

Oikealla latausjärjestelmällä on tärkeä vaikutus akkujen purkauskykyyn.Jos lataussyvyys on pieni, purkauskapasiteetti pienenee vastaavasti.Jos lataussyvyys on liian pieni, se vaikuttaa akun kemiallisiin aktiivisiin aineisiin ja aiheuttaa peruuttamattomia vahinkoja, mikä vähentää akun kapasiteettia ja käyttöikää.Siksi on valittava sopiva latausnopeus, ylärajajännite ja vakiojännitteen katkaisuvirta, jotta varmistetaan latauskapasiteetin saavuttaminen ja samalla optimoidaan lataustehokkuus sekä turvallisuus ja vakaus.Tällä hetkellä teho-litiumioniakku käyttää enimmäkseen vakiovirta-vakiojännitelataustilaa.Analysoimalla litiumrautafosfaattijärjestelmän ja kolmiosaisten akkujen vakiovirta- ja vakiojännitelataustuloksia eri latausvirroilla ja eri katkaisujännitteillä voidaan nähdä, että:(1) kun latauksen katkaisujännite on ajoitettu, latausvirta kasvaa, vakiovirtasuhde pienenee, latausaika lyhenee, mutta energiankulutus kasvaa;(2) Kun latausvirta on ajoitettu, latauksen katkaisujännitteen pienentyessä vakiovirran lataussuhde laskee, sekä latauskapasiteetti että energia pienenevät.Akun kapasiteetin varmistamiseksi litiumrautafosfaattiakun latauksen katkaisujännite ei saa olla alle 3,4 V.Tasapainottaaksesi latausajan ja energiahäviön, valitse sopiva latausvirta ja katkaisuaika.

Kunkin monomeerin SOC:n konsistenssi määrää suurelta osin akun purkauskapasiteetin, ja tasapainotettu lataus antaa mahdollisuuden toteuttaa kunkin monomeeripurkauksen alkuperäisen SOC-alustan samankaltaisuus, mikä voi parantaa purkauskapasiteettia ja purkaustehokkuutta (purkauskapasiteetti/konfiguraatiokapasiteetti). ).Tasapainotustila latauksessa viittaa tehon litiumioniakun tasapainottamiseen latausprosessissa.Se alkaa yleensä tasapainottua, kun akun jännite saavuttaa tai on korkeampi kuin asetettu jännite, ja estää ylilatauksen vähentämällä latausvirtaa.

Akun yksittäisten kennojen eri tilojen mukaan ehdotettiin tasapainoista latauksen ohjausstrategiaa akun nopean latauksen toteuttamiseksi ja erilaisten yksittäisten kennojen vaikutuksen eliminoimiseksi akun käyttöikään hienosäätämällä latausta. yksittäisten kennojen virta akun tasapainotetun latauksen ohjauspiirimallin kautta.Tarkemmin sanottuna litiumioniakun kokonaisenergiaa voidaan täydentää yksittäiseen akkuun kytkentäsignaaleilla tai yksittäisen akun energia voidaan muuntaa kokonaisakkuun.Akkusarjan latauksen aikana tasapainotusmoduuli tarkistaa jokaisen akun jännitteen.Kun jännite saavuttaa tietyn arvon, tasapainotusmoduuli alkaa toimia.Yhden akun latausvirta shuntoidaan alentamaan latausjännitettä, ja energia syötetään takaisin latausväylään moduulin kautta muuntamista varten tasapainotavoitteen saavuttamiseksi.

Jotkut ihmiset ehdottavat vaihtelevan latauksen tasauksen ratkaisua.Tämän menetelmän tasausideana on, että yksittäiseen kennoon syötetään vain lisäenergiaa alhaisella energialla, mikä estää prosessin ottamaan pois korkeaenergisen yksittäisen kennon energiaa, mikä yksinkertaistaa suuresti tasoituspiirin topologiaa.Toisin sanoen eri latausnopeuksia käytetään yksittäisten akkujen lataamiseen eri energiatiloilla hyvän tasapainovaikutuksen saavuttamiseksi.

3. Purkausnopeus

Purkausnopeus on erittäin tärkeä indeksi tehotyyppisille litiumioniakuille.Akun suuri purkausnopeus testaa positiivisten ja negatiivisten elektrodimateriaalien ja elektrolyytin.Mitä tulee litiumrautafosfaatille, sillä on vakaa rakenne, pieni jännitys latauksen ja purkauksen aikana, ja sillä on suuren virran purkauksen perusolosuhteet, mutta epäsuotuisa tekijä on litiumrautafosfaatin huono johtavuus.Litiumionin diffuusionopeus elektrolyytissä on tärkeä tekijä, joka vaikuttaa akun purkautumisnopeuteen, ja ionin diffuusio akussa liittyy läheisesti akun rakenteeseen ja elektrolyyttipitoisuuteen.

Tästä syystä erilaiset purkausnopeudet johtavat erilaisiin akkujen purkausaikaan ja purkausjännitealustaan, mikä johtaa erilaisiin purkauskapasiteeteihin, erityisesti rinnakkaisilla akuilla.Siksi on valittava sopiva purkausnopeus.Akun käytettävissä oleva kapasiteetti pienenee purkausvirran kasvaessa.

Jiang Cuina jne. tutkia purkausnopeus rautafosfaatti litium-ioniakku monomeeri voi purkaa kapasiteettia, vaikutus joukko samantyyppisiä alkuperäisen johdonmukaisuuden parempi monomeeri akku ovat 1 c nykyinen lataus 3,8 V, sitten vastaavasti 0,1, 0,2, 0,5, 1, 2, 3 c purkautumisnopeus 2,5 V:iin, kirjaa jännitteen ja purkaustehokäyrän välinen suhde, katso kuva 1. Koetulokset osoittavat, että 1 ja 2C vapautuva kapasiteetti on 97,8 % ja 96,5 % C/3:n vapautuneesta kapasiteetista ja vapautunut energia on 97,2 % ja 94,3 % C/3:n vapautuneesta energiasta.Voidaan nähdä, että purkausvirran kasvaessa litiumioniakun vapautuva kapasiteetti ja vapautuva energia pienenevät merkittävästi.

Litiumioniakkujen purkamisessa valitaan yleensä kansallinen standardi 1C, ja suurin purkausvirta on yleensä rajoitettu arvoon 2 ~ 3C.Kun purkaus puretaan suurella virralla, tapahtuu suuri lämpötilan nousu ja energiahäviö.Seuraa siksi akkusarjojen lämpötilaa reaaliajassa estääksesi akun vaurioitumisen ja lyhentääksesi akun käyttöikää.

4. Lämpötilaolosuhteet

Lämpötilalla on tärkeä vaikutus elektrodimateriaalin aktiivisuuteen ja elektrolyytin suorituskykyyn akussa.Korkea tai matala lämpötila vaikuttaa suuresti akun kapasiteettiin.

Alhaisessa lämpötilassa akun aktiivisuus vähenee merkittävästi, litiumin upotus- ja vapautumiskyky heikkenee, akun sisäinen vastus ja polarisaatiojännite kasvavat, todellinen käytettävissä oleva kapasiteetti pienenee, akun purkauskapasiteetti pienenee, purkausalusta on alhainen, akulla on helpompi saavuttaa purkauskatkaisujännite, mikä ilmenee akun käytettävissä olevan kapasiteetin pienentyessä, akun energiankäyttötehokkuuden pienentyessä.

Lämpötilan noustessa litiumionit nousevat esiin ja uppoavat positiivisen ja negatiivisen navan väliin, jolloin akun sisäinen vastus pienenee ja pitoaika pitenee, mikä lisää elektronisen nauhan liikettä ulkoisessa piirissä ja tehostaa kapasiteettia.Jos akku kuitenkin toimii korkeassa lämpötilassa pitkään, positiivisen hilarakenteen vakaus heikkenee, akun turvallisuus heikkenee ja akun käyttöikä lyhenee merkittävästi.

Zhe Li et ai.tutki lämpötilan vaikutusta akkujen todelliseen purkautumiskykyyn ja kirjasi akkujen todellisen purkautumiskapasiteetin suhteen vakiopurkauskapasiteettiin (1C purkaus 25 ℃) eri lämpötiloissa.Sovitamalla akun kapasiteetin muutos lämpötilaan saadaan: missä: C on akun kapasiteetti;T on lämpötila;R2 on sovituksen korrelaatiokerroin.Kokeelliset tulokset osoittavat, että akun kapasiteetti heikkenee nopeasti alhaisessa lämpötilassa, mutta kasvaa lämpötilan noustessa huoneenlämpötilassa.Akun kapasiteetti -40 ℃:ssa on vain kolmasosa nimellisarvosta, kun taas lämpötilassa 0 ℃ - 60 ℃ akun kapasiteetti nousee 80 prosentista nimelliskapasiteetista 100 prosenttiin.

Analyysi osoittaa, että ohmisen vastuksen muutosnopeus alhaisessa lämpötilassa on suurempi kuin korkeassa lämpötilassa, mikä viittaa siihen, että matalalla lämpötilalla on merkittävä vaikutus akun toimintaan, jolloin akku voi vapautua.Lämpötilan noustessa lataus- ja purkausprosessin ohminen vastus ja polarisaatiovastus pienenevät.Korkeammissa lämpötiloissa akun kemiallinen reaktiotasapaino ja materiaalin stabiilisuus kuitenkin tuhoutuvat, mikä johtaa mahdollisiin sivureaktioihin, jotka vaikuttavat akun kapasiteettiin ja sisäiseen vastukseen, mikä lyhentää käyttöikää ja jopa heikentää turvallisuutta.

Siksi sekä korkea että matala lämpötila vaikuttavat litiumrautafosfaattiakun suorituskykyyn ja käyttöikään.Varsinaisessa työprosessissa tulisi ottaa käyttöön uusia menetelmiä, kuten akun lämmönhallintaa, jotta varmistetaan akun toiminta asianmukaisissa lämpötilaolosuhteissa.Akku PACK -testilinkkiin voidaan muodostaa 25 ℃ vakiolämpötilan testaushuone.

lithium-ion-2


Postitusaika: 21.2.2022