Чому літій-іонні акумулятори саморозряду, як виміряти саморозряду?

Саморозряду реакціялітій-іонний акумуляторнеминуча. Його існування не тільки призводить до зниження власної ємності акумулятора, але і серйозно позначається на зборі і циклі експлуатації батареї. Коефіцієнт саморозряду літій-іонних батарей, як правило, становить від 2% до 5% на місяць, що може повністю відповідати вимогам використання однієї комірки.

Однак, як тільки одна літієва батарея зібрана в модуль, характеристики кожної літієвої батареї не повністю відповідають, тому після кожного заряду і розряду, напруга терміналу кожного окремого літієвої батареї не може досягти повної консистенції, що призведе до того, що перезаряджені або розряджені клітини з'являться в модулі, продуктивність клітинної літієвої батареї буде погіршуватися. У міру збільшення кількості зарядки і розвантаження, ступінь погіршення буде ще більше посилюється, а цикл життя буде значно зменшено в порівнянні з незібране окремі клітини. Таким чином, поглиблені дослідження по саморозряду частоти літій-іонних батарей є нагальною необхідністю для виробництва акумуляторів.

1

Фактори, що впливають на саморозряд

Явище саморозряду акумулятора відноситься до явища спонтанного втрати ємності акумулятора, коли він залишився у відкритій схемі, і також називається потужністю збереження заряду. Саморозряду можна взагалі розділити на два види: оборотне саморозряд і незворотнім саморозряду. Втрата потужності може бути компенсована reversibly для оборотного саморозряду, принцип схожий на нормальну реакцію акумулятора. Саморозряду, які не можуть бути компенсовані за втрату потенціалу є необоротним саморозряду. Основною причиною є те, що незворотнє реакція сталася всередині батареї, в тому числі реакція позитивного електрода і електроліту, реакція негативного електрода і електроліту, реакція, викликана домішками в електроліт, і час виготовлення необоротних реакцій, викликаних мікрокороткими ланцюгами, викликаних домішками, що перевозяться. Фактори, що впливають на саморозряд, полягають в наступному.

1 катод матеріал

Вплив позитивного електродного матеріалу в основному, що перехідний метал і домішки позитивного електрода матеріалу, що знаходяться на негативний електроді, щоб викликати внутрішню коротке замикання, тим самим збільшуючи саморозряду літієвої батареї. Ях-Мей Тенг та ін. вивчено фізико-хімічні властивості двох LiFePO4 катоду матеріалів. Дослідження показало, що батареї з високим вмістом заліза домішки в сировині і під час зарядки і розвантаження мають високу самооцінку і погану стабільність. Причина в тому, що залізо поступово знижується і атмосферних опадів на негативний електроді, пробиває сепаратор, і викликає коротке замикання в акумуляторі, що призводить до більш високої саморозряду.

2 анода матеріал

Вплив негативного електродного матеріалу на саморозряд в основному обумовлений незворотною реакцією між негативним електродним матеріалом і електролітом. Ще 2003, Aurbach та ін. запропонували, щоб електроліт був скорочений до викиду газу, піддаючи поверхні графіту електролітом. У процесі зарядки і розвантаження, коли Іони літію вставляються і витягнуті, структура графітового шару легко пошкоджений, в результаті чого велика самооцінка.

3 електроліт

До впливу електроліту в основному входять: корозія поверхні від'ємного електроду по електроліту або домішками; розчинення електродного матеріалу в електроліт; електродом покритий нерозчинний твердий або газ, що розкладається електролітом для формування пасивного шару. В даний час велика кількість дослідників присвячена розвитку нових добавок для придушення впливу електролітів на саморозряд. Червень Лю та ін. додані добавки, такі як VEC на електроліт NCM111 батареї, і виявив, що висока температура батареї циклу покращився і саморозряду швидкість в цілому знизилася. Причина в тому, що ці добавки можуть поліпшити плівку СЕІ, тим самим захищаючи батарею негативний електродом.

4 стан зберігання

Загальні фактори, що впливають на стан зберігання, є температура зберігання і акумулятор СНК. Загалом, чим вище температура і вище СНК, тим більший саморозряд акумулятора. Такаші та ін. проведені експерименти з розкладання потужностей на літієві залізні фосфатні акумулятори за статичними умовами. Результати показують, що, як збільшується температура, швидкість збереження потужностей поступово зменшується з часом придатності, а коефіцієнт саморозряду акумулятора збільшується.

Лю Юнцзянь та інші використовували комерційні літієвої маноганної батареї і виявили, що, як стан заряду батареї збільшилася, відносний потенціал позитивного електрода став вище і вище, і його окисленості стала сильніше і сильніше; відносний потенціал негативного електрода став нижчим і нижчим, його відтворення стає сильнішим і сильнішим, як може прискорити кількість опадів, що призводить до збільшення частоти самовирозряду.

5 інші чинники

Є багато чинників, які впливають на коефіцієнт саморозряду батареї. На додаток до тих, які були введені вище, є в основному наступні аспекти: під час виробничого процесу, задирки генеруються, коли шматки полюса вирізані, і домішки, введені в батарею через проблеми виробничого середовища, такі як пил, металевий порошок на полюсі штук і т. д., може призвести до внутрішньої мікро-короткого замикання батареї; зовнішнє середовище вологе, зовнішня схема не повністю ізольовано, а батарейний корпус має погану ізоляцію. При зберіганні існує зовнішня електронна схема, що веде до саморозряду; Під час тривалого зберігання, зв'язок між активним матеріалом електродного матеріалу і струмом колектора не зазнає невдачі, що призводить до осипання і лущення активного матеріалу, що приводить до зниження ємності і збільшення саморозряду. Кожен з перерахованих вище факторів або поєднання декількох факторів може призвести до саморозряду поведінку літієвої батареї, що ускладнює пошук причини самостійного розряду і оцінити продуктивність зберігання батареї.

2

Метод вимірювання саморозряду

Він може бути відомий з вищезазначеного аналізу, що коефіцієнт саморозряду літієвих батарей, як правило, низька. Сама швидкість розряду залежить від таких чинників, як температура, кількість циклів використання і СНК. Таким чином, це дуже важкий і трудомісткий, щоб точно виміряти саморозряду батареї.

1 традиційний метод вимірювання саморозряду

В даний час традиційні методи саморозряду виявлення полягають в наступному:

1,1 метод прямого вимірювання

По-перше, Зарядіть акумулятор під тест до певного стану заряду, і тримайте його відкритою протягом певного періоду часу, а потім розряджати батарею, щоб визначити втрату ємності акумулятора. Коефіцієнт саморозряду:

У формулі: C-номінальна ємність батареї; C1-це потужність розряду. Після того, як ви залишаєте схему відкритою, можна отримати решту ємності акумулятора, розрянувши батарею. У цей час акумулятор заряджається і розряджено кілька разів, щоб визначити повну потужність акумулятора. Цей метод може визначити необоротну втрату ємності та оборотну втрату ємності акумулятора.

1,2 метод вимірювання частоти загасання напруги у відкритому ланцюзі

Напруга відкритої ланцюга безпосередньо пов'язане з станом акумулятора заряд СНК. Це тільки потрібно виміряти швидкість зміни OCV батареї протягом певного періоду часу, а саме:

Метод простий в експлуатації, і потрібно тільки записати напругу батареї в будь-який період часу, а потім стан заряду батареї в даний момент можна отримати за відповідними відносинами між напругою і батареєю СНК. Через розрахунок схилу розпаду напруги і здатності розпаду, що відповідають одиниці часу, коефіцієнт саморозряду батареї може бути остаточно отриманий.

1,3 метод обслуговування потужностей

Виміряйте бажану напругу у відкритому ланцюзі акумулятора або величину потужності, необхідної СНК, щоб отримати коефіцієнт саморозряду батареї. Тобто, струм зарядки при вимірюванні батареї відкрита напруга вимірюється, а батарея саморозряду швидкість може розглядатися як вимірюється струм зарядки.

2 авторозряд метод швидкого вимірювання

Оскільки традиційний метод вимірювання займає багато часу, а точність вимірювання недостатня, коефіцієнт саморозряду використовується лише як метод для перевірки заряду батареї в процесі виявлення батареї в більшості випадків. Поява великої кількості нових і зручних нових методів вимірювання економить багато часу і зусиль для вимірювання заряду батареї.

2,1 технологія цифрового керування

Технологія цифрового керування – це новий метод вимірювання саморозряду, отриманий від традиційного методу вимірювання саморозряду з використанням одного мікрокомп'ютера. Цей метод має переваги короткого часу вимірювання, високої точності і простого обладнання.

2,2 еквівалентний метод замикання

Еквівалентний метод замикання-це новий метод вимірювання саморозряду. Цей метод імітує батарею як еквівалентний контур, який може швидко і ефективно виміряти коефіцієнт саморозряду літій-іонної батареї.

3

Значення вимірювання саморозряду

Як важливий індекс продуктивності літій-іонних батарей, коефіцієнт саморозряду має важливий вплив на підбір і групування батарей. Таким чином, це далекосяжні значення для вимірювання саморозряду частоти літієвих батарей.

1 передбачити проблемну клітину

У тій же партії батарей, матеріалів і виробничих елементів управління в основному однакові. Коли білий розряд окремих батарей, очевидно, занадто великий, причина, ймовірно, буде серйозним мікро-короткого замикання через домішки і задирки пірсинг сепаратора. Тому що вплив мікро-короткого замикання на батарею відбувається повільно і незворотнім. Тому в короткостроковій перспективі продуктивність таких батарей не буде сильно відрізнятися від звичайних батарей, але, оскільки внутрішня незвороткова реакція поступово поглиблюється після тривалого зберігання, продуктивність батареї буде набагато нижчою, ніж її Заводська продуктивність та інші нормальні експлуатаційні характеристики батареї. Тому, з метою забезпечення якості заводських батарей, необхідно усунути батарейки з великим саморозрядом.

2 згрупуйте акумулятори

Літієві батареї потребують кращої консистенції, включаючи ємність, напругу, внутрішній опір і білу частоту розряду. Вплив швидкості саморозряду акумулятора на акумуляторну батарею в основному виглядає наступним чином: після того, як модуль зібраний, через різні саморозряду ставки окремих літієвих батарей, напруга впаде в різному ступені під час стелажів або велосипедного процесу, і заряд в серії під поточним, струм буде дорівнювати знову, тому після кожного заряджання , можуть бути завиджені або недозаряджені окремі комірки в модулі літієвої батареї. Оскільки кількість заряду і розряду збільшується, продуктивність батареї поступово погіршиться, а цикл життя в порівнянні з незібраної однієї клітини, він значно знизився. Таким чином, монтаж батарей вимагає точного вимірювання та скринінгу саморозряду літій-іонних батарей.

3 корекція заряду батареї

Стан заряду також називають залишковою потужністю, що відображає відношення залишкової ємності після того, як батарея була використана протягом періоду часу або тривалого використання, і його повністю заряджена ємність, як правило, виражається у відсотках. Коефіцієнт саморозряду має важливе значення для оцінки СНК для літій-іонних акумуляторів. Корекція початкової величини СНК через струм розряду може поліпшити точність оцінки СНК. З одного боку, для клієнта, використання часу або їзди відстань продукту можна оцінити на основі залишкової потужності; з іншого боку, точність прогнозування СНК може бути ефективно покращена, щоб запобігти перевантадженню акумулятора. Над розрядження, тим самим розширюючи термін служби батареї.