Canllaw Cynhwysfawr i Ddadansoddiad Cromlin Rhyddhau Batri Lithiwm-Ion

Y prawf perfformiad a ddefnyddir amlaf o batri lithiwm-ion - y strategaeth dadansoddi cromlin rhyddhau

Pan fydd y batri lithiwm-ion yn gollwng, mae ei foltedd gweithio bob amser yn newid yn gyson gyda pharhad amser. Defnyddir foltedd gweithio'r batri fel yr abscissa, yr amser rhyddhau, neu'r gallu, neu gyflwr gwefr (SOC), neu ddyfnder rhyddhau (DOD) fel yr abscissa, a gelwir y gromlin a dynnir yn gromlin rhyddhau. Er mwyn deall cromlin nodwedd rhyddhau batri, yn gyntaf mae angen i ni ddeall foltedd y batri mewn egwyddor.

[Foltedd y batri]

Er mwyn i'r adwaith electrod ffurfio'r batri, rhaid i'r batri fodloni'r amodau canlynol: rhaid gwahanu'r broses o golli'r electron yn yr adwaith cemegol (hy proses ocsideiddio) a'r broses o gael yr electron (hy proses adwaith lleihau) mewn dau faes gwahanol, sy'n wahanol i'r adwaith rhydocs cyffredinol; rhaid i adwaith redox sylwedd gweithredol dau electrod gael ei drosglwyddo gan y gylched allanol, sy'n wahanol i'r adwaith microbatri yn y broses cyrydiad metel. Foltedd y batri yw'r gwahaniaeth potensial rhwng yr electrod positif a'r electrod negyddol. Mae'r paramedrau allweddol penodol yn cynnwys foltedd cylched agored, foltedd gweithio, foltedd terfynu tâl a rhyddhau, ac ati.

[Potensial electrod deunydd batri lithiwm-ion]

Mae potensial electrod yn cyfeirio at drochi deunydd solet yn yr ateb electrolyte, gan ddangos yr effaith drydanol, hynny yw, y gwahaniaeth potensial rhwng wyneb y metel a'r datrysiad. Gelwir y gwahaniaeth potensial hwn yn botensial y metel yn yr hydoddiant neu botensial yr electrod. Yn fyr, mae potensial yr electrod yn duedd i ïon neu atom gaffael electron.

Felly, ar gyfer electrod positif penodol neu ddeunydd electrod negyddol, pan gaiff ei roi mewn electrolyte â halen lithiwm, mynegir ei botensial electrod fel:

Lle φ c yw potensial electrod y sylwedd hwn. Gosodwyd y potensial electrod hydrogen safonol i fod yn 0.0V.

[Foltedd cylched agored y batri]

Grym electromotive y batri yw'r gwerth damcaniaethol a gyfrifir yn ôl adwaith y batri gan ddefnyddio'r dull thermodynamig, hynny yw, y gwahaniaeth rhwng potensial electrod ecwilibriwm y batri a'r electrodau positif a negyddol pan fydd y cylched yn torri yw'r gwerth mwyaf posibl. y gall y batri roi'r foltedd. Mewn gwirionedd, nid yw'r electrodau positif a negyddol o reidrwydd yn y cyflwr ecwilibriwm thermodynamig yn yr electrolyte, hynny yw, nid yw'r potensial electrod a sefydlwyd gan electrodau positif a negyddol y batri yn yr ateb electrolyte fel arfer yn botensial electrod ecwilibriwm, felly mae'r mae foltedd cylched agored y batri yn gyffredinol yn llai na'i rym electromotive. Ar gyfer yr adwaith electrod:

O ystyried cyflwr ansafonol cydran yr adweithydd a gweithgaredd (neu grynodiad) y gydran weithredol dros amser, mae foltedd cylched agored gwirioneddol y gell yn cael ei addasu gan yr hafaliad egni:

Lle R yw'r cysonyn nwy, T yw tymheredd yr adwaith, ac a yw'r gweithgaredd cydran neu'r crynodiad. Mae foltedd cylched agored y batri yn dibynnu ar briodweddau'r deunydd electrod positif a negyddol, yr electrolyte a'r amodau tymheredd, ac mae'n annibynnol ar geometreg a maint y batri. Gall paratoi deunydd electrod ïon lithiwm i mewn i'r polyn, a dalen fetel lithiwm ymgynnull i mewn i batri botwm hanner, fesur y deunydd electrod mewn gwahanol gyflwr SOC o foltedd agored, cromlin foltedd agored yw adwaith cyflwr deunydd electrod tâl, storio batri gostyngiad foltedd agored, ond ddim yn fawr iawn, os yw'r gostyngiad foltedd agored yn rhy gyflym neu osgled yn ffenomen annormal. Newid cyflwr wyneb y sylweddau gweithredol deubegwn a hunan-ollwng y batri yw'r prif resymau dros ostyngiad yn y foltedd cylched agored wrth storio, gan gynnwys newid haen mwgwd y tabl deunydd electrod positif a negyddol; y newid posibl a achosir gan ansefydlogrwydd thermodynamig yr electrod, diddymiad a dyodiad amhureddau tramor metel, a'r cylched byr micro a achosir gan y diaffram rhwng yr electrodau positif a negyddol. Pan fydd y batri ïon lithiwm yn heneiddio, newid gwerth K (gostyngiad foltedd) yw proses ffurfio a sefydlogrwydd y ffilm SEI ar wyneb y deunydd electrod. Os yw'r gostyngiad foltedd yn rhy fawr, mae cylched micro-fyr y tu mewn, a bernir bod y batri yn ddiamod.

[Polareiddio Batri]

Pan fydd y cerrynt yn mynd trwy'r electrod, gelwir y ffenomen y mae'r electrod yn gwyro o'r potensial electrod ecwilibriwm yn polareiddio, ac mae'r polareiddio yn cynhyrchu'r gor-botensial. Yn ôl achosion polareiddio, gellir rhannu'r polareiddio yn polareiddio ohmig, polareiddio crynodiad a polareiddio electrocemegol. FFIG. 2 yw cromlin rhyddhau nodweddiadol y batri a dylanwad polareiddio amrywiol ar y foltedd.

 Ffigur 1. Cromlin rhyddhau nodweddiadol a polareiddio

(1) Polareiddio Ohmic: a achosir gan wrthwynebiad pob rhan o'r batri, mae'r gwerth gostyngiad pwysau yn dilyn cyfraith ohm, mae'r presennol yn gostwng, mae'r polareiddio yn gostwng ar unwaith, ac mae'r presennol yn diflannu yn syth ar ôl iddo stopio.

(2) Polareiddio electrocemegol: mae'r polareiddio yn cael ei achosi gan yr adwaith electrocemegol araf ar yr wyneb electrod. Gostyngodd yn sylweddol o fewn y lefel microsecond wrth i'r cerrynt fynd yn llai.

(3) Polareiddio crynodiad: oherwydd arafiad y broses trylediad ïon yn yr ateb, mae'r gwahaniaeth crynodiad rhwng wyneb yr electrod a'r corff datrysiad wedi'i polareiddio o dan gerrynt penodol. Mae'r polareiddio hwn yn lleihau neu'n diflannu wrth i'r cerrynt trydan leihau ar yr eiliadau macrosgopig (ychydig eiliadau i ddegau o eiliadau).

Mae gwrthiant mewnol y batri yn cynyddu gyda chynnydd yng ngherrynt rhyddhau'r batri, sy'n bennaf oherwydd bod y cerrynt rhyddhau mawr yn cynyddu tuedd polareiddio'r batri, a pho fwyaf yw'r cerrynt rhyddhau, y mwyaf amlwg yw'r duedd polareiddio, fel y dangosir yn Ffigur 2. Yn ôl cyfraith Ohm: V = E0-IRT, gyda chynnydd y gwrthiant cyffredinol mewnol RT, mae'r amser sydd ei angen i foltedd y batri gyrraedd y foltedd terfyn rhyddhau yn cael ei leihau yn gyfatebol, felly mae'r gallu rhyddhau hefyd lleihau.

Ffigur 2. Effaith y dwysedd presennol ar y polareiddio

Yn y bôn, mae batri ïon lithiwm yn fath o batri crynodiad ïon lithiwm. Y broses codi tâl a rhyddhau o batri ïon lithiwm yw'r broses o fewnosod a stripio ïonau lithiwm yn yr electrodau positif a negyddol. Mae'r ffactorau sy'n effeithio ar bolareiddio batris lithiwm-ion yn cynnwys:

(1) Dylanwad electrolyt: dargludedd isel electrolyt yw'r prif reswm dros polareiddio batris ïon lithiwm. Yn yr ystod tymheredd cyffredinol, dim ond 0.01 ~ 0.1S / cm yw dargludedd yr electrolyte a ddefnyddir ar gyfer batris lithiwm-ion, sef un y cant o'r hydoddiant dyfrllyd. Felly, pan fydd batris lithiwm-ion yn gollwng ar gerrynt uchel, mae'n rhy hwyr i ategu Li + o'r electrolyte, a bydd y ffenomen polareiddio yn digwydd. Gwella dargludedd yr electrolyte yw'r ffactor allweddol i wella gallu rhyddhau cyfredol uchel batris lithiwm-ion.

(2) Dylanwad deunyddiau cadarnhaol a negyddol: y sianel hirach o ddeunydd cadarnhaol a negyddol trylediad ïon lithiwm mawr i'r wyneb, nad yw'n ffafriol i gyfradd fawr rhyddhau.

(3) Asiant dargludol: mae cynnwys asiant dargludol yn ffactor pwysig sy'n effeithio ar berfformiad rhyddhau cymhareb uchel. Os yw cynnwys asiant dargludol yn y fformiwla catod yn annigonol, ni ellir trosglwyddo'r electronau mewn pryd pan fydd y cerrynt mawr yn cael ei ollwng, ac mae'r gwrthiant mewnol polareiddio yn cynyddu'n gyflym, fel bod foltedd y batri yn cael ei leihau'n gyflym i'r foltedd torri i ffwrdd. .

(4) Dylanwad dyluniad polyn: trwch polyn: yn achos gollyngiad cerrynt mawr, mae cyflymder adwaith sylweddau gweithredol yn gyflym iawn, sy'n ei gwneud yn ofynnol i ïon lithiwm gael ei fewnosod a'i wahanu'n gyflym yn y deunydd. Os yw'r plât polyn yn drwchus a bod llwybr trylediad ïon lithiwm yn cynyddu, bydd cyfeiriad trwch polyn yn cynhyrchu graddiant crynodiad ïon lithiwm mawr.

Dwysedd cywasgu: mae dwysedd cywasgu'r daflen polyn yn fwy, mae'r mandwll yn dod yn llai, ac mae llwybr symudiad ïon lithiwm yn y cyfeiriad trwch dalen polyn yn hirach. Yn ogystal, os yw'r dwysedd cywasgu yn rhy fawr, mae'r ardal gyswllt rhwng y deunydd a'r electrolyte yn lleihau, mae safle adwaith yr electrod yn cael ei leihau, a bydd ymwrthedd mewnol y batri hefyd yn cynyddu.

(5) Dylanwad bilen SEI: mae ffurfio bilen SEI yn cynyddu ymwrthedd y rhyngwyneb electrod / electrolyte, gan arwain at hysteresis foltedd neu polareiddio.

[Foltedd gweithredu'r batri]

Mae foltedd gweithredu, a elwir hefyd yn foltedd diwedd, yn cyfeirio at y gwahaniaeth potensial rhwng electrodau positif a negyddol y batri pan fydd y cerrynt yn llifo yn y gylched yn y cyflwr gweithio. Yng nghyflwr gweithio rhyddhau batri, pan fydd y cerrynt yn llifo trwy'r batri, dylid goresgyn yr ymwrthedd a achosir gan y gwrthiant mewnol, a fydd yn achosi cwymp pwysedd ohmig a polareiddio electrod, felly mae'r foltedd gweithio bob amser yn is na'r foltedd cylched agored, ac wrth godi tâl, mae'r foltedd diwedd bob amser yn uwch na'r foltedd cylched agored. Hynny yw, mae canlyniad polareiddio yn gwneud foltedd diwedd y gollyngiad batri yn is na photensial electromotive y batri, sy'n uwch na photensial electromotive y batri sydd â gofal.

Oherwydd bodolaeth ffenomen polareiddio, mae'r foltedd ar unwaith a'r foltedd gwirioneddol yn y broses o godi tâl a rhyddhau. Wrth godi tâl, mae'r foltedd ar unwaith ychydig yn uwch na'r foltedd gwirioneddol, mae'r polareiddio'n diflannu ac mae'r foltedd yn gostwng pan fydd y foltedd ar unwaith a'r foltedd gwirioneddol yn gostwng ar ôl y gollyngiad.

I grynhoi'r disgrifiad uchod, y mynegiant yw:

Mae E +, E- - yn cynrychioli potensial yr electrodau positif a negyddol, yn y drefn honno, E + 0 ac E- -0 yn cynrychioli potensial electrod ecwilibriwm yr electrodau positif a negyddol, yn y drefn honno, mae VR yn cynrychioli'r foltedd polareiddio ohmig, a η + , η - -cynrychioli gor-botensial yr electrodau positif a negyddol, yn y drefn honno.

[Egwyddor sylfaenol y prawf rhyddhau]

Ar ôl dealltwriaeth sylfaenol o foltedd y batri, dechreuon ni ddadansoddi cromlin rhyddhau batris lithiwm-ion. Yn y bôn, mae'r gromlin rhyddhau yn adlewyrchu cyflwr yr electrod, sef arosodiad newidiadau cyflwr yr electrodau positif a negyddol.

Gellir rhannu cromlin foltedd batris lithiwm-ion trwy gydol y broses ryddhau yn dri cham

1) Yn ystod cam cychwynnol y batri, mae'r foltedd yn gostwng yn gyflym, a'r mwyaf yw'r gyfradd rhyddhau, y cyflymaf y mae'r foltedd yn disgyn;

2) Mae foltedd y batri yn mynd i mewn i gam newid araf, a elwir yn ardal platfform y batri. Po leiaf yw'r gyfradd rhyddhau,

Po hiraf yw hyd ardal y platfform, yr uchaf yw foltedd y platfform, yr arafaf yw'r gostyngiad foltedd.

3) Pan fydd pŵer y batri bron wedi'i orffen, mae foltedd llwyth y batri yn dechrau gostwng yn sydyn nes cyrraedd y foltedd stopio rhyddhau.

Yn ystod y profion, mae dwy ffordd o gasglu data

(1) Casglwch ddata cerrynt, foltedd ac amser yn ôl y cyfwng amser penodol Δ t;

(2) Casglwch y data cyfredol, foltedd ac amser yn ôl y gwahaniaeth newid foltedd gosod Δ V. Mae cywirdeb codi tâl a gollwng offer yn bennaf yn cynnwys cywirdeb cyfredol, cywirdeb foltedd a manwl gywirdeb amser. Mae Tabl 2 yn dangos paramedrau offer peiriant codi tâl a gollwng penodol, lle mae% FS yn cynrychioli canran yr ystod lawn, ac mae 0.05% RD yn cyfeirio at y gwall mesuredig o fewn yr ystod o 0.05% o'r darlleniad. Yn gyffredinol, mae offer codi tâl a rhyddhau yn defnyddio ffynhonnell gyfredol gyson CNC yn lle ymwrthedd llwyth ar gyfer llwyth, fel nad oes gan foltedd allbwn y batri unrhyw beth i'w wneud â gwrthiant cyfres neu ymwrthedd parasitig yn y gylched, ond dim ond yn gysylltiedig â'r foltedd E a gwrthiant mewnol r a cherrynt cylched I y ffynhonnell foltedd delfrydol sy'n cyfateb i'r batri. Os defnyddir y gwrthiant ar gyfer llwyth, gosodwch foltedd ffynhonnell foltedd delfrydol y batri sy'n cyfateb i fod yn E, y gwrthiant mewnol yw r, a'r gwrthiant llwyth yw R. Mesurwch y foltedd ar ddau ben y gwrthiant llwyth gyda'r foltedd metr, fel y dangosir yn y ffigur uchod yn Ffigur 6. Fodd bynnag, yn ymarferol, mae ymwrthedd plwm a gwrthiant cyswllt gosodiadau (ymwrthedd parasitig unffurf) yn y gylched. Y diagram cylched cyfatebol a ddangosir yn FIG. 3 yn cael ei ddangos yn y ffigur canlynol o FIG. 3. Yn ymarferol, mae'r ymwrthedd parasitig yn cael ei gyflwyno'n anochel, fel bod cyfanswm y gwrthiant llwyth yn dod yn fawr, ond y foltedd mesuredig yw'r foltedd ar ddau ben yr ymwrthedd llwyth R, felly cyflwynir y gwall.

 Ffig. 3 Y diagram bloc egwyddor a'r diagram cylched cyfatebol gwirioneddol o'r dull gollwng gwrthiant

Pan ddefnyddir y ffynhonnell gyfredol gyson gyda'r gyfredol I1 fel y llwyth, dangosir y diagram sgematig a'r diagram cylched cyfatebol gwirioneddol yn Ffigur 7. Mae E, I1 yn werthoedd cyson ac mae r yn gyson am amser penodol.

O'r fformiwla uchod, gallwn weld bod dwy foltedd A a B yn gyson, hynny yw, nid yw foltedd allbwn y batri yn gysylltiedig â maint y gwrthiant cyfres yn y ddolen, ac wrth gwrs, nid oes ganddo ddim i'w wneud gyda'r ymwrthedd parasitig. Yn ogystal, gall y dull mesur pedwar terfynell gyflawni mesuriad mwy cywir o foltedd allbwn y batri.

Ffigur 4 Diagram bloc Equiple a diagram cylched cyfatebol gwirioneddol o lwyth ffynhonnell gyfredol cyson

Mae ffynhonnell gydamserol yn ddyfais cyflenwad pŵer a all ddarparu cerrynt cyson i'r llwyth. Gall gadw'r cerrynt allbwn yn gyson o hyd pan fydd y cyflenwad pŵer allanol yn amrywio a'r nodweddion rhwystriant yn newid.

[Modd prawf rhyddhau]

Yn gyffredinol, mae offer prawf gwefru a rhyddhau yn defnyddio'r ddyfais lled-ddargludyddion fel yr elfen llif. Trwy addasu signal rheoli'r ddyfais lled-ddargludyddion, gall efelychu llwyth o wahanol nodweddion megis cerrynt cyson, pwysau cyson a gwrthiant cyson ac yn y blaen. Mae'r modd prawf rhyddhau batri lithiwm-ion yn bennaf yn cynnwys rhyddhau cyfredol cyson, rhyddhau gwrthiant cyson, rhyddhau pŵer cyson, ac ati Ym mhob modd rhyddhau, gellir rhannu'r gollyngiad parhaus a'r gollyngiad egwyl hefyd, ac yn ôl hyd yr amser, gellir rhannu'r gollyngiad egwyl yn rhyddhau ysbeidiol a rhyddhau pwls. Yn ystod y prawf rhyddhau, mae'r batri yn gollwng yn ôl y modd gosod, ac yn stopio gollwng ar ôl cyrraedd yr amodau penodol. Mae'r amodau torri i ffwrdd yn cynnwys gosod torbwynt foltedd, gosod torbwynt amser, gosod torbwynt cynhwysedd, gosod terfyniad graddiant foltedd negyddol, ac ati. Mae newid foltedd rhyddhau'r batri yn gysylltiedig â'r system ryddhau, hynny yw yw, mae newid y gromlin rhyddhau hefyd yn cael ei effeithio gan y system rhyddhau, gan gynnwys: cerrynt rhyddhau, tymheredd rhyddhau, foltedd terfynu rhyddhau; rhyddhau ysbeidiol neu barhaus. Po fwyaf yw'r cerrynt rhyddhau, y cyflymaf y mae'r foltedd gweithredu yn disgyn; gyda'r tymheredd rhyddhau, mae'r gromlin rhyddhau yn newid yn ysgafn.

(1) Gollyngiad cyfredol cyson

Pan fydd y gollyngiad cyfredol cyson, mae'r gwerth cyfredol yn cael ei osod, ac yna cyrhaeddir y gwerth cyfredol trwy addasu ffynhonnell gyfredol gyson CNC, er mwyn gwireddu gollyngiad cyfredol cyson y batri. Ar yr un pryd, cesglir newid foltedd diwedd y batri i ganfod nodweddion rhyddhau'r batri. Rhyddhad cerrynt cyson yw gollyngiad yr un cerrynt rhyddhau, ond mae foltedd y batri yn parhau i ostwng, felly mae'r pŵer yn parhau i ostwng. Ffigur 5 yw cromlin foltedd a cherrynt y gollyngiad cyfredol cyson o fatris lithiwm-ion. Oherwydd y gollyngiad cyfredol cyson, mae'r echelin amser yn cael ei drawsnewid yn hawdd i'r echelin cynhwysedd (cynnyrch cyfredol ac amser). Mae Ffigur 5 yn dangos y gromlin cynhwysedd foltedd ar ollyngiad cerrynt cyson. Rhyddhau cerrynt cyson yw'r dull rhyddhau a ddefnyddir amlaf mewn profion batri lithiwm-ion.

Ffigur 5 codi tâl foltedd cyson cyfredol cyson a chromliniau rhyddhau cyfredol cyson ar gyfraddau lluosydd gwahanol

(2) Rhyddhau pŵer cyson

Pan fydd y gollyngiadau pŵer cyson, mae'r gwerth pŵer pŵer cyson P yn cael ei osod yn gyntaf, a chesglir foltedd allbwn U y batri. Yn y broses ryddhau, mae'n ofynnol i P fod yn gyson, ond mae U yn newid yn gyson, felly mae angen addasu cyfredol I y ffynhonnell gyfredol gyson CNC yn barhaus yn unol â fformiwla I = P / U i gyflawni pwrpas rhyddhau pŵer cyson . Cadwch y pŵer rhyddhau heb ei newid, oherwydd bod foltedd y batri yn parhau i ostwng yn ystod y broses ryddhau, felly mae'r cerrynt yn y gollyngiad pŵer cyson yn parhau i godi. Oherwydd y gollyngiad pŵer cyson, mae'r echelin cydlynu amser yn cael ei drawsnewid yn hawdd i'r echelin cydlynu ynni (cynnyrch pŵer ac amser).

Ffigur 6 cromliniau codi tâl a gollwng pŵer cyson ar gyfraddau dyblu gwahanol

Cymhariaeth rhwng gollyngiad cerrynt cyson a gollyngiad pŵer cyson

Ffigur 7: (a) diagram capasiti gwefru a gollwng ar wahanol gymarebau; ( b ) cromlin gwefr a gollyngiad

 Mae Ffigur 7 yn dangos canlyniadau profion cymhareb tâl a rhyddhau gwahanol yn y ddau ddull o batri ffosffad haearn lithiwm. Yn ôl y gromlin capasiti yn FIG. 7 (a), gyda chynnydd y tâl a'r cerrynt rhyddhau yn y modd cyfredol cyson, mae'r tâl gwirioneddol a chynhwysedd rhyddhau'r batri yn gostwng yn raddol, ond mae'r ystod newid yn gymharol fach. Mae gwir dâl a chynhwysedd rhyddhau'r batri yn gostwng yn raddol gyda'r cynnydd mewn pŵer, a pho fwyaf yw'r lluosydd, y cyflymaf yw'r pydredd cynhwysedd. Mae'r capasiti rhyddhau cyfradd 1 h yn is na'r modd llif cyson. Ar yr un pryd, pan fydd y gyfradd rhyddhau tâl yn is na'r gyfradd 5 h, mae gallu'r batri yn uwch o dan y cyflwr pŵer cyson, tra bod gallu'r batri yn uwch na'r gyfradd 5 h yn uwch o dan y cyflwr cyfredol cyson.

O ffigur 7 (b) yn dangos y gromlin cynhwysedd-foltedd, o dan gyflwr cymhareb isel, batri ffosffad haearn lithiwm dau modd cynhwysedd-cromlin foltedd, ac nid yw codi tâl a rhyddhau foltedd newid llwyfan yn fawr, ond o dan yr amod o gymhareb uchel, modd foltedd cyson presennol-cyson amser foltedd cyson yn sylweddol hirach, a llwyfan foltedd codi tâl cynyddu'n sylweddol, llwyfan foltedd rhyddhau yn cael ei leihau'n sylweddol.

(3) Rhyddhau ymwrthedd cyson

Pan fydd rhyddhau gwrthiant cyson, mae gwerth gwrthiant cyson R yn cael ei osod yn gyntaf i gasglu foltedd allbwn y batri U. Yn ystod y broses ryddhau, mae'n ofynnol i R fod yn gyson, ond mae U yn newid yn gyson, felly mae gwerth cyfredol I cyfredol CNC yn gyson. dylid addasu'r ffynhonnell yn gyson yn unol â fformiwla I = U / R i gyflawni pwrpas rhyddhau gwrthiant cyson. Mae foltedd y batri bob amser yn gostwng yn y broses ryddhau, ac mae'r gwrthiant yr un fath, felly mae'r cerrynt rhyddhau I hefyd yn broses sy'n lleihau.

(4) Rhyddhau parhaus, rhyddhau ysbeidiol a rhyddhau pwls

Mae'r batri yn cael ei ollwng mewn cerrynt cyson, pŵer cyson a gwrthiant cyson, wrth ddefnyddio'r swyddogaeth amseru i wireddu rheolaeth rhyddhau parhaus, rhyddhau ysbeidiol a rhyddhau pwls. Mae Ffigur 11 yn dangos cromliniau cyfredol a chromliniau foltedd prawf tâl / rhyddhau pwls nodweddiadol.

Ffigur 8 Cromliniau cyfredol a chromliniau foltedd ar gyfer profion gwefr-rhyddhau pwls nodweddiadol

[Gwybodaeth wedi'i chynnwys yn y gromlin rhyddhau]

Mae cromlin rhyddhau yn cyfeirio at gromlin y foltedd, cerrynt, cynhwysedd a newidiadau eraill y batri dros amser yn ystod y broses ryddhau. Mae'r wybodaeth a gynhwysir yn y gromlin tâl a rhyddhau yn gyfoethog iawn, gan gynnwys y gallu, ynni, foltedd gweithio a llwyfan foltedd, y berthynas rhwng y potensial electrod a'r cyflwr tâl, ac ati Y prif ddata a gofnodwyd yn ystod y prawf rhyddhau yw'r amser esblygiad y cerrynt a'r foltedd. Gellir cael llawer o baramedrau o'r data sylfaenol hyn. Mae'r canlynol yn manylu ar y paramedrau y gellir eu cael gan y gromlin rhyddhau.

(1) Foltedd

Yn y prawf rhyddhau batri ïon lithiwm, mae'r paramedrau foltedd yn bennaf yn cynnwys llwyfan foltedd, foltedd canolrif, foltedd cyfartalog, foltedd torri, ac ati Y foltedd platfform yw'r gwerth foltedd cyfatebol pan fo'r newid foltedd yn lleiaf ac mae'r newid cynhwysedd yn fawr , y gellir ei gael o werth brig dQ / dV. Y foltedd canolrif yw gwerth foltedd cyfatebol hanner cynhwysedd y batri. Ar gyfer deunyddiau sy'n fwy amlwg ar y llwyfan, megis ffosffad haearn lithiwm a titanate lithiwm, y foltedd canolrif yw'r foltedd llwyfan. Y foltedd cyfartalog yw arwynebedd effeithiol y gromlin cynhwysedd foltedd (hy, egni rhyddhau batri) wedi'i rannu â'r fformiwla cyfrifo cynhwysedd yw u = U (t) * I (t) dt / I (t) dt. Mae'r foltedd torri i ffwrdd yn cyfeirio at y foltedd isaf a ganiateir pan fydd y batri yn gollwng. Os yw'r foltedd yn is na'r foltedd terfyn rhyddhau, bydd y foltedd ar ddau ben y batri yn gostwng yn gyflym, gan ffurfio gollyngiad gormodol. Gall gor-ollwng achosi niwed i sylwedd gweithredol yr electrod, colli'r gallu adweithio, a byrhau bywyd y batri. Fel y disgrifir yn y rhan gyntaf, mae foltedd y batri yn gysylltiedig â chyflwr gwefr y deunydd catod a'r potensial electrod.

(2) Cynhwysedd a chynhwysedd penodol

Mae cynhwysedd batri yn cyfeirio at faint o drydan a ryddheir gan y batri o dan system ryddhau benodol (o dan gerrynt rhyddhau penodol I, tymheredd rhyddhau T, foltedd terfyn rhyddhau V), gan nodi gallu'r batri i storio ynni yn Ah neu C. ■ Mae llawer o elfennau'n effeithio ar gynhwysedd, megis cerrynt rhyddhau, tymheredd rhyddhau, ac ati Mae maint y cynhwysedd yn cael ei bennu gan faint o sylweddau gweithredol yn yr electrodau positif a negyddol.

Cynhwysedd damcaniaethol: y cynhwysedd a roddir gan y sylwedd gweithredol yn yr adwaith.

Capasiti gwirioneddol: y capasiti gwirioneddol a ryddhawyd o dan system ryddhau benodol.

Capasiti graddedig: yn cyfeirio at yr isafswm pŵer a warantir gan y batri o dan yr amodau rhyddhau a ddyluniwyd.

Yn y prawf rhyddhau, cyfrifir y cynhwysedd trwy integreiddio'r presennol dros amser, hy C = I (t) dt, cerrynt cyson mewn t rhyddhau cyson, C = I (t) dt = I t; ymwrthedd cyson R rhyddhau, C = I (t) dt = (1 / R) * U (t) dt (1 / R) * allan (u yw'r foltedd rhyddhau cyfartalog, t yw'r amser rhyddhau).

Cynhwysedd penodol: Er mwyn cymharu'r gwahanol fatris, cyflwynir y cysyniad o gapasiti penodol. Mae cynhwysedd penodol yn cyfeirio at y cynhwysedd a roddir gan sylwedd gweithredol y màs uned neu'r electrod cyfaint uned, a elwir yn gynhwysedd màs penodol neu'r cynhwysedd cyfaint penodol. Y dull cyfrifo arferol yw: cynhwysedd penodol = gallu rhyddhau batri cyntaf / (màs sylwedd gweithredol * cyfradd defnyddio sylweddau gweithredol)

Ffactorau sy'n effeithio ar gapasiti'r batri:

a. Cerrynt rhyddhau'r batri: po fwyaf yw'r cerrynt, mae'r gallu allbwn yn lleihau;

b. Tymheredd rhyddhau'r batri: pan fydd y tymheredd yn gostwng, mae'r gallu allbwn yn gostwng;

c. Foltedd terfyn rhyddhau'r batri: yr amser rhyddhau a bennir gan y deunydd electrod a therfyn yr adwaith electrod ei hun yw 3.0V neu 2.75V yn gyffredinol.

d. Amseroedd gwefru a rhyddhau'r batri: ar ôl codi tâl lluosog a gollwng y batri, oherwydd methiant y deunydd electrod, bydd y batri yn gallu lleihau cynhwysedd rhyddhau'r batri.

e. Amodau gwefru'r batri: mae cyfradd codi tâl, tymheredd, foltedd torri yn effeithio ar gapasiti'r batri, gan bennu'r gallu rhyddhau.

 Dull penderfynu ar gapasiti batri:

Mae gan wahanol ddiwydiannau safonau prawf gwahanol yn unol â'r amodau gwaith. Ar gyfer batris lithiwm-ion ar gyfer cynhyrchion 3C, yn ôl y safon genedlaethol GB / T18287-2000 Manyleb Gyffredinol ar gyfer Batris Lithiwm-ion ar gyfer Ffôn Cellog, mae dull prawf cynhwysedd graddedig y batri fel a ganlyn: a) codi tâl: 0.2C5A codi tâl; b) rhyddhau: 0.2C5A rhyddhau; c) pum cylch, ac mae un ohonynt yn gymwys.

Ar gyfer y diwydiant cerbydau trydan, yn ôl y safon genedlaethol GB / T 31486-2015 Gofynion Perfformiad Trydanol a Dulliau Prawf ar gyfer Batri Pŵer ar gyfer Cerbydau Trydan, mae cynhwysedd graddedig y batri yn cyfeirio at y gallu (Ah) a ryddhawyd gan y batri ar dymheredd yr ystafell gyda rhyddhau cerrynt 1I1 (A) i gyrraedd y foltedd terfynu, lle mae I1 yn gyfredol rhyddhau cyfradd 1 awr, y mae ei werth yn hafal i C1 (A). Y dull prawf yw:

A) Ar dymheredd ystafell, stopiwch y foltedd cyson wrth godi tâl gyda chyfredol cyson i'r foltedd terfynu codi tâl a bennir gan y fenter, a stopiwch y codi tâl pan fydd y cerrynt terfynu codi tâl yn disgyn i 0.05I1 (A), a daliwch y codi tâl am 1 awr ar ôl codi tâl.

Bb) Ar dymheredd ystafell, mae'r batri yn cael ei ollwng â 1I1 (A) cyfredol nes bod y gollyngiad yn cyrraedd y foltedd terfynu rhyddhau a nodir yn amodau technegol y fenter;

C) gallu rhyddhau wedi'i fesur (wedi'i fesur gan Ah), cyfrifwch yr egni rhyddhau penodol (wedi'i fesur gan Wh / kg);

3 d) Ailadroddwch gamau a) -) c) 5 gwaith. Pan fo'r gwahaniaeth eithafol o 3 phrawf yn olynol yn llai na 3% o'r capasiti graddedig, gellir gorffen y prawf ymlaen llaw a gellir cyfartaleddu canlyniadau'r 3 phrawf diwethaf.

(3) Cyflwr tâl, SOC

Mae SOC (Cyflwr Tâl) yn gyflwr gwefr, sy'n cynrychioli cymhareb y capasiti sy'n weddill o'r batri i'w gyflwr codi tâl llawn ar ôl cyfnod o amser neu amser hir o dan gyfradd rhyddhau penodol. Mae'r dull "foltedd cylched agored + integreiddio awr-amser" yn defnyddio'r dull foltedd cylched agored i amcangyfrif cynhwysedd tâl cyflwr cychwynnol y batri, ac yna'n defnyddio'r dull integreiddio awr-amser i gael y pŵer a ddefnyddir gan y batri a - dull integreiddio amser. Mae'r pŵer a ddefnyddir yn gynnyrch y cerrynt rhyddhau a'r amser rhyddhau, ac mae'r pŵer sy'n weddill yn hafal i'r gwahaniaeth rhwng y pŵer cychwynnol a'r pŵer a ddefnyddir. Amcangyfrif mathemategol SOC rhwng foltedd cylched agored ac integryn awr yw:

Lle CN yw'r capasiti â sgôr; η yw'r effeithlonrwydd gwefr-rhyddhau; T yw tymheredd defnydd y batri; Fi yw cerrynt y batri; t yw'r amser rhyddhau batri.

DOD (Dyfnder Rhyddhau) yw'r dyfnder rhyddhau, sef mesur o'r radd rhyddhau, sef canran y gallu rhyddhau i gyfanswm y gallu rhyddhau. Mae gan ddyfnder rhyddhau berthynas wych â bywyd y batri: y dyfnach yw'r dyfnder rhyddhau, y byrraf yw'r bywyd. Cyfrifir y berthynas ar gyfer SOC = 100% -DOD

4) Egni ac egni penodol

Gelwir yr ynni trydan y gall y batri ei allbwn trwy wneud gwaith allanol o dan amodau penodol yn ynni'r batri, ac mae'r uned yn cael ei fynegi'n gyffredinol yn wh. Yn y gromlin rhyddhau, mae'r egni yn cael ei gyfrifo fel a ganlyn: W = U (t) * I (t) dt. Ar ollyngiad cerrynt cyson, W = I * U (t) dt = Mae'n * u (u yw'r foltedd rhyddhau cyfartalog, t yw'r amser rhyddhau)

a. Egni damcaniaethol

Mae proses rhyddhau'r batri mewn cyflwr ecwilibriwm, ac mae'r foltedd rhyddhau yn cynnal gwerth grym electromotive (E), ac mae cyfradd defnyddio'r sylwedd gweithredol yn 100%. O dan yr amod hwn, egni allbwn y batri yw'r egni damcaniaethol, hynny yw, y gwaith mwyaf a wneir gan y batri cildroadwy o dan dymheredd a phwysau cyson.

b. Yr egni gwirioneddol

Gelwir egni allbwn gwirioneddol y rhyddhau batri yn ynni gwirioneddol, rheoliadau'r diwydiant cerbydau trydan ("GB / T 31486-2015 Gofynion Perfformiad Trydanol Batri Pŵer a Dulliau Prawf ar gyfer Cerbydau Trydan"), y batri ar dymheredd ystafell gyda 1I1 (A). ) rhyddhau cyfredol, i gyrraedd yr egni (Wh) a ryddhawyd gan y foltedd terfynu, a elwir yn ynni sydd â sgôr.

c. egni penodol

Gelwir yr egni a roddir gan fatri fesul uned màs a chyfaint fesul uned yn ynni màs-benodol neu'n egni penodol i gyfaint, a elwir hefyd yn ddwysedd ynni. Mewn unedau o wh/kg neu wh/L.

[Ffurf sylfaenol y gromlin rhyddhau]

Ffurf fwyaf sylfaenol y gromlin rhyddhau yw'r gromlin foltedd-amser ac amser cyfredol. Trwy drawsnewid y cyfrifiad echelin amser, mae gan y gromlin rhyddhau cyffredin hefyd y gromlin foltedd-cynhwysedd (capasiti penodol), cromlin foltedd-ynni (ynni penodol), cromlin foltedd-SOC ac yn y blaen.

(1) Cromlin amser foltedd a chyfredol

Ffigur 9 Cromliniau amser foltedd ac amser cyfredol

(2) Cromlin cynhwysedd foltedd

Ffigur 10 Cromlin cynhwysedd foltedd

(3) Cromlin foltedd-ynni

Ffigur Ffigur 11. Cromlin foltedd-ynni

[dogfennaeth gyfeirio]

• Wang Chao, et al. Cymharu nodweddion gwefr a rhyddhau pŵer cyfredol cyson a chyson mewn dyfeisiau storio ynni electrocemegol [J]. Gwyddoniaeth a thechnoleg storio ynni.2017(06):1313-1320.
• Eom KS， Joshi T, Bordes A， et al. Dyluniad batri celloedd llawn Li-ion gan ddefnyddio nano silicon ac anod cyfansawdd graphene aml-haen nano[J]
• Guo Jipeng, et al. Cymhariaeth o nodweddion prawf pŵer cyfredol cyson a chyson batris ffosffad haearn lithiwm [J].batri storio.2017(03): 109-115
• Marinaro M，Yoon D，Gabrielli G，et al. Perfformiad uchel 1.2 Ah Si-aloi/Graphite|Prototeip LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2 Li-ion batri[J].Journal of Power Sources.2017，357(Atodiad C): 188-197.