Wiidweidige gids foar Lithium-Ion Battery Discharge Curve Analysis

De meast brûkte prestaasjestest fan lithium-ion-batterij - de strategy foar analyse fan 'e ûntslachkromme

As de lithium-ion-batterij ûntslacht, feroaret har wurkspanning altyd konstant mei de fuortsetting fan 'e tiid. De wurkspanning fan 'e batterij wurdt brûkt as de ordinate, ûntlaadtiid, as kapasiteit, as ladingstatus (SOC), of ûntladingsdjipte (DOD) as de abscissa, en de tekene kromme wurdt de ûntladingskromme neamd. Om de karakteristike kromme fan in batterij te begripen, moatte wy earst de spanning fan 'e batterij yn prinsipe begripe.

[Batterij spanning]

Foar de elektrodesreaksje om te foarmjen moat de batterij oan de folgjende betingsten foldwaan: it proses fan it ferlies fan it elektroan yn 'e gemyske reaksje (dus oksidaasjeproses) en it proses fan it krijen fan it elektroan (dus reduksjereaksjeproses) moatte wurde skieden yn twa ferskillende gebieten, dat is oars as de algemiene redox reaksje; Redox-reaksje fan 'e aktive stof fan twa elektroden moat troch it eksterne sirkwy oerbrocht wurde, wat oars is fan' e mikrobatterijreaksje yn it metaalkorrosjeproses. De spanning fan 'e batterij is it potinsjeel ferskil tusken de positive elektrode en de negative elektrode. De spesifike kaai parameters omfetsje iepen circuit spanning, wurk spanning, lading en ûntlading cut-off spanning, ensfh

[Elektrodepotinsjeel fan lithium-ion-batterijmateriaal]

Elektrodepotinsje ferwiist nei it ûnderdompeljen fan in fêst materiaal yn 'e elektrolytoplossing, dy't it elektryske effekt toant, dat is, it potinsjele ferskil tusken it oerflak fan it metaal en de oplossing. Dit potinsjeel ferskil wurdt it potinsjeel fan it metaal yn 'e oplossing neamd as it potinsjeel fan 'e elektrode. Koartsein, it elektrodepotinsjeel is in oanstriid foar in ion of atoom om in elektroan te krijen.

Dêrom, foar in bepaalde positive elektrode of negatyf elektrodes materiaal, doe't pleatst yn in elektrolyt mei in lithium sâlt, syn elektrodes potinsjeel wurdt útdrukt as:

Wêr't φ c de elektrodepotensiaal fan dizze stof is. De standert wetterstofelektrodepotinsjeel waard ynsteld op 0.0V.

[Iepen circuit spanning fan 'e batterij]

De elektromotoryske krêft fan 'e batterij is de teoretyske wearde berekkene neffens de reaksje fan' e batterij mei de thermodynamyske metoade, dat is, it ferskil tusken it lykwichtelektrodepotinsjeel fan 'e batterij en de positive en negative elektroden as it circuit brekt is de maksimale wearde dat de batterij de spanning jaan kin. Yn feite binne de positive en negative elektroden net needsaaklik yn 'e thermodynamyske lykwichtsteat yn' e elektrolyt, dat is, it elektrodepotinsjeel fêststeld troch de positive en negative elektroden fan 'e batterij yn' e elektrolytoplossing is normaal net it lykwichtselektrodepotinsjeel, dus de iepen-circuit spanning fan 'e batterij is oer it algemien lytser as syn electromotive krêft. Foar de elektrodesreaksje:

Sjoen de net-standert tastân fan 'e reactant komponint en de aktiviteit (of konsintraasje) fan' e aktive komponint yn 'e rin fan' e tiid, de eigentlike iepen circuit spanning fan 'e sel wurdt wizige troch de enerzjy fergeliking:

Wêr't R de gaskonstante is, T is de reaksjetemperatuer, en a is de komponintaktiviteit of konsintraasje. De iepen circuit spanning fan 'e batterij hinget ôf fan' e eigenskippen fan de positive en negative elektrodes materiaal, de electrolyte en de temperatuer betingsten, en is ûnôfhinklik fan 'e mjitkunde en grutte fan' e batterij. Lithium ion elektrode materiaal tarieding yn 'e peal, en lithium metalen sheet gearstald yn knop heal batterij, kin mjitte de elektrodes materiaal yn ferskillende SOC steat fan iepen spanning, iepen spanning kromme is de elektrode materiaal lading steat reaksje, batterij opslach iepen spanning drop, mar net hiel grut, as de iepen spanning drop te fluch of amplitude is abnormaal ferskynsel. De feroaring fan 'e oerflakstatus fan' e bipolêre aktive stoffen en de selsûntlading fan 'e batterij binne de wichtichste redenen foar de ôfnimming fan' e iepen circuit spanning yn 'e opslach, ynklusyf de feroaring fan' e maskerlaach fan 'e positive en negative elektrodemateriaaltafel; de potinsjele feroaring feroarsake troch de thermodynamyske ynstabiliteit fan 'e elektrodes, de ûntbining en delslach fan metalen bûtenlânske ûnreinheden, en de mikro-koartsluting feroarsake troch it diafragma tusken de positive en negative elektroden. As de lithium-ion-batterij âlder wurdt, is de feroaring fan K-wearde (spanningsdrip) it formaasje- en stabiliteitsproses fan 'e SEI-film op it oerflak fan it elektrodemateriaal. As de spanning drop is te grut, der is in mikro-koartsluting binnen, en de batterij wurdt beoardiele te wêzen ûnkwalifisearre.

[Batterij polarisaasje]

As de stroom troch de elektrode giet, wurdt it ferskynsel dat de elektrode ôfwikt fan it lykwichtselektrodepotinsjeel polarisaasje neamd, en de polarisaasje genereart it oerpotinsjeel. Neffens de oarsaken fan polarisaasje kin de polarisaasje ferdield wurde yn ohmske polarisaasje, konsintraasjepolarisaasje en elektrogemyske polarisaasje. FIG. 2 is de typyske ûntladingskromme fan 'e batterij en de ynfloed fan ferskate polarisaasje op' e spanning.

 figuer 1. Typyske discharge kromme en polarisaasje

(1) Ohmyske polarisaasje: feroarsake troch de wjerstân fan elk diel fan 'e batterij, folget de drukfalwearde de wet fan ohm, de stroom nimt ôf, de polarisaasje nimt fuortendaliks ôf, en de aktuele ferdwynt fuortendaliks nei't it stoppet.

(2) Elektrogemyske polarisaasje: de polarisaasje wurdt feroarsake troch de stadige elektrogemyske reaksje op it elektrodes oerflak. It fermindere signifikant binnen it mikrosekondenivo as de stroom lytser wurdt.

(3) Konsintraasjepolarisaasje: troch de retardaasje fan it iondiffusjonsproses yn 'e oplossing, wurdt it konsintraasjeferskil tusken it oerflak fan' e elektrode en it oplossingslichem polarisearre ûnder in bepaalde stroom. Dizze polarisaasje nimt ôf of ferdwynt as de elektryske stroom ôfnimt by de makroskopyske sekonden (in pear sekonden oant tsientallen sekonden).

De ynterne wjerstân fan 'e batterij nimt ta mei de tanimming fan' e ûntlaadstroom fan 'e batterij, wat benammen komt om't de grutte ûntlaadstroom de polarisaasjetrend fan' e batterij fergruttet, en hoe grutter de ûntlaadstroom, hoe dúdliker de polarisaasjetrend, lykas te sjen yn figuer 2. Neffens Ohm syn wet: V = E0-IRT, mei de ferheging fan de ynterne totale wjerstân RT, de tiid nedich foar de batterij spanning te berikken de ûntlading cut-off spanning wurdt navenant redusearre, sadat de release kapasiteit is ek redusearre.

figuer 2. Effekt fan de hjoeddeiske tichtheid op de polarisaasje

Lithium ion batterij is yn wêzen in soarte fan lithium ion konsintraasje batterij. It lading- en ûntladingsproses fan lithium-ion-batterij is it proses fan ynbêde en strippen fan lithium-ionen yn 'e positive en negative elektroden. Faktors dy't de polarisaasje fan lithium-ion-batterijen beynfloedzje omfetsje:

(1) De ynfloed fan elektrolyt: de lege konduktiviteit fan elektrolyt is de wichtichste reden foar de polarisaasje fan lithium-ion-batterijen. Yn it algemiene temperatuerberik is de konduktiviteit fan 'e elektrolyt brûkt foar lithium-ion-batterijen oer it algemien mar 0.01 ~ 0.1S / cm, dat is ien persint fan' e wetterige oplossing. Dêrom, as lithium-ion-batterijen op in hege stroom ûntlient, is it te let om Li + fan 'e elektrolyt oan te foljen, en it polarisaasjeferskynsel sil foarkomme. It ferbetterjen fan de conductivity fan de electrolyte is de kaai faktor te ferbetterjen de hege-aktuele ûntlading kapasiteit fan lithium-ion batterijen.

(2) De ynfloed fan positive en negative materialen: de langere kanaal fan posityf en negatyf materiaal grutte lithium ion dieltsjes diffusion nei it oerflak, dat is net befoarderlik foar grutte taryf discharge.

(3) Conductor agent: de ynhâld fan conductive agint is in wichtige faktor fan ynfloed op de ûntlading prestaasjes fan hege ratio. As de ynhâld fan conductive agint yn de kathode formule is net genôch, de elektroanen kinne net oerdroegen wurde yn 'e tiid doe't de grutte stroom wurdt ûntslein, en de polarisaasje ynterne wjerstân tanimt fluch, sadat de batterij spanning wurdt fluch fermindere nei de ûntslach cut-off spanning .

(4) De ynfloed fan pole design: pole dikte: yn it gefal fan grutte aktuele ûntslach, de reaksje snelheid fan aktive stoffen is hiel fluch, dat fereasket dat lithium ion fluch ynbêde en losmakke yn it materiaal. As de poal plaat is dik en it paad fan lithium ion diffusion tanimt, de rjochting fan pole dikte sil produsearje in grutte lithium ion konsintraasje gradient.

Ferdichtingstichtens: de ferdichtingstichtens fan 'e poalblêd is grutter, de poar wurdt lytser, en it paad fan lithiumionbeweging yn 'e dikte fan 'e poalblêd is langer. Dêrnjonken, as de kompakte tichtens te grut is, nimt it kontaktgebiet tusken it materiaal en de elektrolyt ôf, de elektrodesreaksjeside wurdt fermindere, en de ynterne wjerstân fan 'e batterij sil ek tanimme.

(5) De ynfloed fan SEI membraan: de formaasje fan SEI membraan fergruttet de wjerstân fan de elektrodes / electrolyte ynterface, resultearret yn spanning hysteresis of polarisaasje.

[Bedriuwsspanning fan 'e batterij]

Bedriuwsspanning, ek bekend as einspanning, ferwiist nei it potinsjele ferskil tusken de positive en negative elektroden fan 'e batterij as de aktuele streamt yn' e sirkwy yn 'e wurkjende steat. Yn 'e wurkjende steat fan batterij-ûntlading, as de stroom troch de batterij streamt, moat de wjerstân dy't feroarsake wurdt troch de ynterne wjerstân wurde oerwûn, wat ohmske drukfal en elektrodepolarisaasje feroarsaakje sil, sadat de wurkspanning altyd leger is as de iepen circuit spanning, en by it opladen is de einspanning altyd heger as de iepen circuitspanning. Dat is, it resultaat fan polarisaasje makket de einspanning fan 'e batterij-ûntlading leger as it elektromotoryske potinsjeel fan' e batterij, dy't heger is as it elektromotoryske potinsjeel fan 'e batterij yn lading.

Troch it bestean fan polarisaasje ferskynsel, de instantaneous spanning en de eigentlike spanning yn it proses fan lading en ûntlading. By it opladen is de momentane spanning wat heger as de eigentlike spanning, de polarisaasje ferdwynt en de spanning sakket as de momentane spanning en de eigentlike spanning ôfnimt nei de ûntlading.

Om de boppesteande beskriuwing gearfetsje, is de útdrukking:

E +, E- -fertsjinwurdigje respektivelik de potensjes fan 'e positive en negative elektroden, E + 0 en E- -0 fertsjintwurdigje it lykwichtselektrodepotential fan' e positive en negative elektroden, respektivelik, VR stiet foar de ohmske polarisaasjespanning, en η + , η - -fertsjinwurdigje de oerpotinsje fan respektivelik de positive en negative elektroden.

[Basisprinsipe fan ûntslachtest]

Nei in basisbegryp fan 'e batterijspanning begonen wy de ûntladingskromme fan lithium-ion-batterijen te analysearjen. De ûntladingskromme wjerspegelet yn prinsipe de steat fan 'e elektrodes, dat is de superposysje fan' e steatferoarings fan 'e positive en negative elektroden.

De spanningskromme fan lithium-ion-batterijen yn it heule ûntslachproses kin wurde ferdield yn trije stadia

1) Yn 'e earste faze fan' e batterij sakket de spanning rap, en hoe grutter de ûntladingsrate, hoe flugger de spanning sakket;

2) De batterijspanning komt in stadiche feroaring yn, dat wurdt it platfoarmgebiet fan 'e batterij neamd. Hoe lytser de ôffiersnelheid,

Hoe langer de doer fan it platfoarmgebiet, hoe heger de platfoarmspanning, hoe stadiger de spanningsfal.

3) As de batterij macht is hast klear, de batterij lading spanning begjint te sakjen skerp oant de ûntlading stop spanning wurdt berikt.

Tidens testen binne d'r twa manieren om gegevens te sammeljen

(1) Sammelje de gegevens fan stroom, spanning en tiid neffens it ynstelde tiidynterval Δ t;

(2) Sammelje de stroom-, spannings- en tiidgegevens neffens it ynstelde spanningsferoaringsferskil Δ V. De krektens fan oplaad- en ûntlaadapparatuer omfettet benammen aktuele krektens, spanningsnauwkeurigens en tiidprezis. Tabel 2 toant de apparatuer parameters fan in bepaalde opladen en lossen masine, dêr't% FS stiet foar it persintaazje fan it folsleine berik, en 0.05% RD ferwiist nei de mjitten flater binnen it berik fan 0.05% fan it lêzen. Laad- en ûntlaadapparatuer brûke oer it generaal CNC konstante aktuele boarne ynstee fan loadresistinsje foar lading, sadat de útfierspanning fan 'e batterij neat te krijen hat mei de searjeresistinsje of parasitêre ferset yn' e sirkwy, mar allinich relatearre mei de spanning E en ynterne ferset r en de circuit stroom I fan de ideale spanning boarne lykweardich oan de batterij. As de wjerstân wurdt brûkt foar load, set de spanning fan de ideale spanning boarne fan de batterij lykweardich te wêzen E, de ynterne wjerstân is r, en de load wjerstân is R. Meet de spanning oan beide úteinen fan de lading wjerstân mei de spanning meter, lykas werjûn yn de boppesteande figuer yn figuer 6. Lykwols, yn 'e praktyk, der binne lead ferset en fixture kontakt wjerstân (unifoarm parasitêr ferset) yn it circuit. It lykweardich circuit diagram werjûn yn Fig. 3 wurdt werjûn yn de folgjende figuer fan Fig. 3. Yn 'e praktyk wurdt de parasitêre wjerstân ûnûntkomber ynfierd, sadat de totale loadresistinsje grut wurdt, mar de mjitten spanning is de spanning oan beide einen fan' e loadresistinsje R, sadat de flater ynfierd wurdt.

 figuer 3 It prinsipe blokdiagram en de eigentlike lykweardich circuit diagram fan de ferset discharge metoade

As de konstante stroomboarne mei de aktuele I1 wurdt brûkt as de lading, wurde it skematyske diagram en it eigentlike lykweardige circuitdiagram werjûn yn figuer 7. E, I1 binne konstante wearden en r is konstant foar in bepaalde tiid.

Ut de boppesteande formule, kinne wy ​​sjen dat de twa voltages fan A en B binne konstant, dat is, de útfier spanning fan 'e batterij is net relatearre oan de grutte fan' e searje ferset yn 'e lus, en fansels, it hat neat te dwaan mei de parasitêre ferset. Derneist kin de mjitmodus mei fjouwer terminals in krektere mjitting fan 'e batterijútfierspanning berikke.

figuer 4 Equiple blokdiagram en eigentlike lykweardich circuit diagram fan konstante hjoeddeistige boarne load

Concurrent boarne is in macht oanbod apparaat dat kin leverje konstante stroom oan de lading. It kin de útfierstroom noch konstant hâlde as de eksterne stroomfoarsjenning fluktuearret en de impedânsje-eigenskippen feroarje.

[Ontladingstestmodus]

Testapparatuer foar lading en ûntlading brûkt yn 't algemien it semiconductor-apparaat as it streamelemint. Troch it oanpassen fan it kontrôlesinjaal fan it semiconductor-apparaat kin it in lading fan ferskate skaaimerken simulearje, lykas konstante stroom, konstante druk en konstante ferset ensafuorthinne. De lithium-ion-batterij-ûntladingstestmodus omfettet benammen konstante stroomûntlading, konstante fersetûntlading, konstante krêftûntlading, ensfh Yn elke ûntladingsmodus kinne de trochgeande ûntlading en de yntervalûntlading ek ferdield wurde, wêrby't neffens de lingte fan tiid, it ynterval ûntslach kin wurde ferdield yn intermitterende ûntlading en pulsûntlading. Tidens de ûntladingstest ûntlade de batterij neffens de ynstelde modus, en stoppet it ûntladen nei it berikken fan de ynstelde betingsten. De betingsten foar ôfsnijing fan de ûntlading omfetsje it ynstellen fan spanningsôfsnijing, it ynstellen fan de tiidôfsnijing, it ynstellen fan kapasiteitsbesnijing, it ynstellen fan negative spanningsgradient-ôfsnijing, ensfh. is, de feroaring fan de ûntlading kromme wurdt ek beynfloede troch de ûntlading systeem, ynklusyf: discharge hjoeddeistige, discharge temperatuer, discharge beëiniging voltage; intermitterende of trochgeande ûntslach. Hoe grutter de ûntlaadstroom, hoe flugger de wurkspanning sakket; mei de ûntslachtemperatuer feroaret de ûntslachkromme sêft.

(1) Konstante hjoeddeistige ûntlading

As de konstante aktuele ûntlading, wurdt de aktuele wearde ynsteld, en dan wurdt de aktuele wearde berikt troch it oanpassen fan de CNC konstante aktuele boarne, om de konstante aktuele ûntlading fan 'e batterij te realisearjen. Tagelyk wurdt de einspanningsferoaring fan 'e batterij sammele om de ûntladingskaaimerken fan' e batterij te detektearjen. Konstante hjoeddeistige ûntlading is de ûntlading fan deselde ûntlaadstroom, mar de batterijspanning bliuwt sakje, sadat de krêft trochgiet te fallen. Figuer 5 is de spanning en aktuele kromme fan 'e konstante hjoeddeistige ûntlading fan lithium-ion-batterijen. Troch de konstante stroomûntlading wurdt de tiidas maklik omboud ta de kapasiteit (it produkt fan stroom en tiid) as. Figuer 5 toant de spanning-kapasiteitskromme by konstante stroomûntlading. Konstante hjoeddeistige ûntlading is de meast brûkte ûntladingsmetoade yn lithium-ion-batterijtests.

Figure 5 konstante hjoeddeistige konstante spanning opladen en konstante hjoeddeistige ûntladingskurven by ferskate multiplikatorraten

(2) Konstante macht ûntslach

As de konstante macht ûntlient, wurdt de konstante machtswearde P earst ynsteld, en de útfierspanning U fan 'e batterij wurdt sammele. Yn it ûntladingsproses is P nedich om konstant te wêzen, mar U feroaret konstant, dus it is needsaaklik om de aktuele I fan 'e CNC konstante stroomboarne kontinu oan te passen neffens formule I = P / U om it doel fan konstante krêftûntslach te berikken . Hâld de ûntladingskrêft ûnferoare, om't de spanning fan 'e batterij bliuwt te fallen yn' e ûntladingsproses, sadat de stroom yn 'e konstante krêftûntlading bliuwt. Troch de konstante macht ûntslach, de tiid koördinaat as maklik omsetten yn de enerzjy (it produkt fan macht en tiid) koördinaat as.

figuer 6 Konstante macht opladen en discharge curves op ferskillende ferdûbeling tariven

Fergeliking tusken konstante stroomûntlading en konstante krêftûntlading

figuer 7: (a) lading en discharge kapasiteit diagram op ferskillende ferhâldingen; (b) lading- en ûntladingskromme

 figuer 7 toant de resultaten fan ferskillende ferhâlding lading en ôffier tests yn de twa modi fan lithium izer fosfaat batterij. Neffens de kapasiteit kromme yn Fig. 7 (a), mei de ferheging fan 'e lading en ûntlaadstroom yn' e konstante aktuele modus, nimt de eigentlike lading- en ûntladingskapasiteit fan 'e batterij stadichoan ôf, mar it wizigingsberik is relatyf lyts. De eigentlike lading- en ûntladingskapasiteit fan 'e batterij nimt stadichoan ôf mei de tanimming fan macht, en hoe grutter de multiplier, hoe flugger de kapasiteit ferfal. De ûntladingskapasiteit fan 1 h is leger as de konstante streammodus. Tagelyk, as de lading-ûntladingsfrekwinsje leger is dan de 5 h-taryf, is de batterijkapasiteit heger ûnder de konstante krêftbetingst, wylst de batterijkapasiteit heger is as de 5 h-rate heger is ûnder de konstante aktuele betingst.

Ut figuer 7 (b) toant de kapasiteit-voltage curve, ûnder de betingst fan lege ferhâlding, lithium izeren fosfaat batterij twa modus kapasiteit-voltage curve, en lading en ûntlading spanning platfoarm feroaring is net grut, mar ûnder de betingst fan hege ferhâlding, konstante hjoeddeistige-konstante spanning modus fan konstante spanning tiid gâns langer, en opladen voltage platfoarm tanommen gâns, discharge voltage platfoarm wurdt gâns fermindere.

(3) Konstante ferset ûntslach

Wannear't konstante ferset discharge, in konstante ferset wearde R wurdt ynsteld earst te sammeljen de útfier spanning fan de batterij U. Tidens de ûntlading proses, R is ferplichte te wêzen konstante, mar U wurdt hieltyd feroaret, dus de hjoeddeiske I wearde fan CNC konstante hjoeddeistige boarne moat wurde konstant oanpast neffens formule I = U / R te berikken it doel fan konstante ferset discharge. De spanning fan 'e batterij is altyd ôfnimt yn it ûntladingsproses, en de wjerstân is itselde, sadat de ûntlaadstroom I ek in ôfnimmend proses is.

(4) Trochrinnende ûntslach, intermitterende ûntslach en pulsûntslach

De batterij wurdt ûntslein yn konstante stroom, konstante krêft en konstante ferset, wylst de timingfunksje brûkt wurdt om de kontrôle fan trochgeande ûntlading, yntermitterende ûntlading en pulsûntslach te realisearjen. Figuer 11 toant de hjoeddeistige krommes en spanningskurven fan in typyske pulslading / ûntladingstest.

figuer 8 Stromkurven en spanningskurven foar typyske pulsladings-ûntladingstests

[Ynformaasje opnommen yn 'e ûntladingskromme]

Untladingskromme ferwiist nei de kromme fan 'e spanning, stroom, kapasiteit en oare feroaringen fan' e batterij oer de tiid tidens it ûntladingsproses. De ynformaasje befette yn 'e lading- en ûntladingskromme is tige ryk, ynklusyf de kapasiteit, enerzjy, wurkspanning en spanningsplatfoarm, de relaasje tusken it elektrodepotinsjeel en de ladingsstatus, ensfh. evolúsje fan 'e stroom en spanning. In protte parameters kinne wurde krigen fan dizze basisgegevens. It folgjende beskriuwt de parameters dy't kinne wurde krigen troch de ûntladingskromme.

(1) Spanning

Yn 'e ûntladingstest fan lithium-ion-batterij binne de spanningsparameters benammen spanningsplatfoarm, mediaanspanning, gemiddelde spanning, cut-off spanning, ensfh. , dat kin wurde krigen fan 'e peakwearde fan dQ / dV. De mediaan spanning is de oerienkommende spanning wearde fan de helte fan de batterij kapasiteit. Foar materialen mear fanselssprekkend op it platfoarm, lykas lithium izer fosfaat en lithium titanate, de mediaan spanning is de platfoarm spanning. De gemiddelde spanning is it effektive gebiet fan 'e spanning-kapasiteitskromme (dat wol sizze, batterij-ûntladingsenerzjy) dield troch de formule foar kapasiteitsberekkening is u = U (t) * I (t) dt / I (t) dt. De cut-off spanning ferwiist nei de minimale spanning tastien as de batterij discharges. As de spanning leger is as de ôfsnijspanning foar ûntlading, sil de spanning oan beide úteinen fan 'e batterij rap sakje, wêrtroch't oermjittige ûntlading ûntstiet. Overdischarge kin skea oan 'e aktive stof fan' e elektrode feroarsaakje, it reaksjefermogen ferlieze en de batterijlibben ferkoartje. Lykas beskreaun yn it earste diel, is de spanning fan 'e batterij relatearre oan' e ladingsstatus fan it katodemateriaal en it elektrodepotinsjeel.

(2) Kapasiteit en spesifike kapasiteit

Batterijkapasiteit ferwiist nei de hoemannichte elektrisiteit dy't troch de batterij frijlitten wurdt ûnder in bepaald ûntladingssysteem (ûnder in bepaalde ûntladingsstroom I, ûntlaadtemperatuer T, ôfsnijspanning V), wat oanjout op it fermogen fan 'e batterij om enerzjy op te slaan yn Ah of C Kapasiteit wurdt beynfloede troch in protte eleminten, lykas ûntlaadstroom, ûntladingstemperatuer, ensfh. De kapasiteitsgrutte wurdt bepaald troch it oantal aktive stoffen yn 'e positive en negative elektroden.

Teoretyske kapasiteit: de kapasiteit jûn troch de aktive stof yn 'e reaksje.

Werklike kapasiteit: de eigentlike kapasiteit frijjûn ûnder in bepaald ûntslachsysteem.

Rated kapasiteit: ferwiist nei de minimale hoemannichte macht garandearre troch de batterij ûnder de ûntwurpen ûntlading betingsten.

Yn de ûntladingstest wurdt de kapasiteit berekkene troch it yntegrearjen fan de stroom oer de tiid, dws C = I (t) dt, konstante stroom yn t konstante ûntlading, C = I (t) dt = I t; konstante wjerstân R ûntlading, C = I (t) dt = (1 / R) * U (t) dt (1 / R) * út (u is de gemiddelde ûntladingsspanning, t is de ûntladingstiid).

Spesifike kapasiteit: Om de ferskate batterijen te fergelykjen, wurdt it konsept fan spesifike kapasiteit ynfierd. Spesifike kapasiteit ferwiist nei de kapasiteit jûn troch de aktive stof fan 'e ienheid massa of de ienheid folume elektrodes, dat wurdt neamd de massa spesifike kapasiteit of de folume spesifike kapasiteit. De gewoane berekkeningsmetoade is: spesifike kapasiteit = batterij earste ûntladingskapasiteit / (aktive stof massa * aktive stof benutten rate)

Faktors dy't de batterijkapasiteit beynfloedzje:

in. De ûntlaadstroom fan 'e batterij: hoe grutter de stroom, de útfierkapasiteit nimt ôf;

b. Untladingstemperatuer fan 'e batterij: as de temperatuer ôfnimt, nimt de útfierkapasiteit ôf;

c. De ûntslach-ôfsnijspanning fan 'e batterij: de ûntladingstiid ynsteld troch it elektrodemateriaal en de limyt fan' e elektrodesreaksje sels is oer it algemien 3.0V of 2.75V.

d. Oplaad- en ûntladingstiden fan 'e batterij: nei meardere lading en ûntlading fan' e batterij, troch it mislearjen fan it elektrodesmateriaal, sil de batterij de ûntladingskapasiteit fan 'e batterij kinne ferminderje.

e. De oplaadbetingsten fan 'e batterij: oplaadsnelheid, temperatuer, ôfsnijspanning beynfloedzje de kapasiteit fan' e batterij, sadat de ûntladingskapasiteit bepale.

 Metoade foar bepaling fan batterijkapasiteit:

Ferskillende yndustry hawwe ferskillende testnoarmen neffens de arbeidsbetingsten. Foar lithium-ion-batterijen foar 3C-produkten, neffens de lanlike standert GB / T18287-2000 Algemiene spesifikaasje foar lithium-ion-batterijen foar mobile tillefoan, is de testmetoade foar beoardieling fan 'e batterij as folget: a) opladen: 0.2C5A opladen; b) ûntslach: 0.2C5A ûntslach; c) fiif syklusen, wêrfan ien kwalifisearre is.

Foar de yndustry foar elektryske auto's, neffens de lanlike standert GB / T 31486-2015 Elektryske prestaasjeseasken en testmetoaden foar machtbatterijen foar elektryske auto's, ferwiist de nominearre kapasiteit fan 'e batterij nei de kapasiteit (Ah) frijjûn troch de batterij by keamertemperatuer mei 1I1 (A) hjoeddeistige ûntslach te berikken de beëiniging spanning, dêr't I1 is 1 oere taryf discharge hjoeddeistige, waans wearde is gelyk oan C1 (A). De testmetoade is:

A) Stopje by keamertemperatuer de konstante spanning by it opladen mei konstante stroomopladen nei de oplaadbeëinigingsspanning oantsjutte troch it bedriuw, en stopje it opladen as de oplaadbeëinigingsstroom sakket nei 0.05I1 (A), en hâld it opladen foar 1h nei opladen.

Bb) By keamertemperatuer wurdt de batterij ûntslein mei 1I1 (A) aktuele oant de ûntlading berikt de ûntladingsbeëinigingsspanning spesifisearre yn 'e technyske betingsten fan it bedriuw;

C) mjitten discharge kapasiteit (mjitten troch Ah), berekkenje de discharge spesifike enerzjy (mjitten troch Wh / kg);

3 d) Werhelje stappen a) -) c) 5 kear. As it ekstreme ferskil fan 3 opfolgjende tests minder is dan 3% fan 'e beoardielde kapasiteit, kin de test fan tefoaren ôfmakke wurde en kinne de resultaten fan' e lêste 3 tests gemiddeld wurde.

(3) Steat fan lading, SOC

SOC (State of Charge) is in steat fan lading, dy't de ferhâlding fan 'e oerbleaune kapasiteit fan' e batterij oan 'e folsleine oplaadstatus fertsjintwurdiget nei in perioade fan tiid of in lange tiid ûnder in bepaalde ûntladingsrate. De metoade fan "iepen-sirkelspanning + oere-tiid-yntegraasje" metoade brûkt de iepen-kring-spanningmetoade om de initial steat ladingkapasiteit fan 'e batterij te skatten, en brûkt dan de oere-tiid-yntegraasjemetoade om de enerzjy te krijen dy't konsumearre wurdt troch de a -time yntegraasje metoade. De ferbrûkte krêft is it produkt fan 'e ûntlaadstroom en de ûntladingstiid, en de oerbleaune krêft is lyk oan it ferskil tusken de earste krêft en de konsumearre krêft. De SOC wiskundige skatting tusken iepen circuit spanning en in-oere yntegraal is:

Wêr't CN de nominearre kapasiteit is; η is de lading-ûntladingseffisjinsje; T is de batterij gebrûk temperatuer; I is de batterij hjoeddeistige; t is de batterij discharge tiid.

DOD (Djipte fan ûntslach) is de ûntladingsdjipte, in mjitting fan 'e ûntladingsgraad, dat is it persintaazje fan 'e ûntladingskapasiteit oan 'e totale ûntladingskapasiteit. De djipte fan ûntlading hat in grutte relaasje mei it libben fan 'e batterij: hoe djipper de ûntladingsdjipte, hoe koarter it libben. De relaasje wurdt berekkene foar SOC = 100% -DOD

4) Enerzjy en spesifike enerzjy

De elektryske enerzjy dy't de batterij kin útfiere troch it dwaan fan ekstern wurk ûnder bepaalde betingsten wurdt de enerzjy fan 'e batterij neamd, en de ienheid wurdt algemien útdrukt yn wh. Yn de ûntladingskromme wurdt de enerzjy sa berekkene: W = U (t) * I (t) dt. By konstante stroomûntlading, W = I * U (t) dt = It * u (u is de gemiddelde ûntlaadspanning, t is de ûntlaadtiid)

in. Teoretyske enerzjy

It ûntladingsproses fan 'e batterij is yn lykwichtssteat, en de ûntladingsspanning behâldt de wearde fan elektromotoryske krêft (E), en it brûken fan' e aktive stof is 100%. Under dizze betingst is de útfierenerzjy fan 'e batterij de teoretyske enerzjy, dat is it maksimale wurk dat wurdt dien troch de omkearbere batterij ûnder konstante temperatuer en druk.

b. De eigentlike enerzjy

De eigentlike útfierenerzjy fan 'e batterij-ûntlading wurdt de eigentlike enerzjy neamd, de regeljouwing foar elektryske auto's ("GB / T 31486-2015 Power Battery Electrical Performance Requirements and Test Methods for Electric Vehicles"), de batterij by keamertemperatuer mei 1I1 (A) ) hjoeddeistige ûntlading, om de enerzjy (Wh) te berikken dy't frijjûn wurdt troch de beëinigingsspanning, de nominearre enerzjy neamd.

c. spesifike enerzjy

De enerzjy jûn troch in batterij per ienheid massa en per ienheid folume wurdt neamd massa spesifike enerzjy of folume spesifike enerzjy, ek wol enerzjy tichtens neamd. Yn ienheden fan wh / kg of wh / L.

[Basisfoarm fan 'e ûntladingskromme]

De meast basale foarm fan 'e ûntladingskromme is de spanning-tiid en hjoeddeistige tiidkromme. Troch de transformaasje fan 'e tiidas-berekkening hat de mienskiplike ûntladingskromme ek de spanning-kapasiteit (spesifike kapasiteit) kromme, spanning-enerzjy (spesifike enerzjy) kromme, spanning-SOC-kromme ensafuorthinne.

(1) Spanning-tiid en aktuele tiidkromme

figuer 9 Spanning-tiid en stroom-tiid curves

(2) Spanning-kapasiteit kromme

figuer 10 Voltage-kapasiteit kromme

(3) Spanning-enerzjy kromme

Figure Figure 11. Voltage-enerzjy kromme

[referinsje dokumintaasje]

• Wang Chao, et al. Fergeliking fan lading en ûntlading skaaimerken fan konstante hjoeddeistige en konstante macht yn elektrogemyske enerzjy opslach apparaten [J]. Enerzjy opslach wittenskip en technology.2017(06): 1313-1320.
• Eom KS，Joshi T，Bordes A， et al.
• Guo Jipeng, et al. Fergeliking fan de konstante hjoeddeistige en konstante macht test skaaimerken fan lithium izer fosfaat batterijen [J]. Storage battery.2017(03): 109-115
• Marinaro M, Yoon D, Gabrielli G, et al. High performance 1.2 Ah Si-alloy/Graphite | LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2 prototype Li-ion batterij[J].Journal of Power Sources.2017, 357 (oanfolling C): 188-197.