By hoppt
Quan la bateria d'ió de liti es descarrega, la seva tensió de treball sempre canvia constantment amb la continuació del temps. La tensió de treball de la bateria s'utilitza com a ordenada, temps de descàrrega o capacitat, o estat de càrrega (SOC) o profunditat de descàrrega (DOD) com a abscissa, i la corba dibuixada s'anomena corba de descàrrega. Per entendre la corba característica de descàrrega d'una bateria, primer hem d'entendre el voltatge de la bateria en principi.
Perquè la reacció de l'elèctrode formi la bateria ha de complir les següents condicions: el procés de pèrdua d'electró en la reacció química (és a dir, procés d'oxidació) i el procés d'obtenció de l'electró (és a dir, procés de reacció de reducció) s'han de separar en dues àrees diferents, que és diferent de la reacció redox general; la reacció redox de la substància activa de dos elèctrodes s'ha de transmetre pel circuit extern, que és diferent de la reacció de la microbateria en el procés de corrosió del metall. La tensió de la bateria és la diferència de potencial entre l'elèctrode positiu i l'elèctrode negatiu. Els paràmetres clau específics inclouen la tensió de circuit obert, la tensió de treball, la tensió de tall de càrrega i descàrrega, etc.
El potencial d'elèctrode es refereix a la immersió d'un material sòlid a la solució d'electròlit, mostrant l'efecte elèctric, és a dir, la diferència de potencial entre la superfície del metall i la solució. Aquesta diferència de potencial s'anomena potencial del metall en la solució o potencial de l'elèctrode. En resum, el potencial de l'elèctrode és una tendència d'un ió o àtom a adquirir un electró.
Per tant, per a un determinat elèctrode positiu o material d'elèctrode negatiu, quan es col·loca en un electròlit amb una sal de liti, el seu potencial d'elèctrode s'expressa com:
On φ c és el potencial d'elèctrode d'aquesta substància. El potencial estàndard de l'elèctrode d'hidrogen es va establir en 0.0 V.
La força electromotriu de la bateria és el valor teòric calculat segons la reacció de la bateria mitjançant el mètode termodinàmic, és a dir, la diferència entre el potencial d'elèctrode d'equilibri de la bateria i els elèctrodes positius i negatius quan es trenca el circuit és el valor màxim. que la bateria pot donar el voltatge. De fet, els elèctrodes positius i negatius no es troben necessàriament en l'estat d'equilibri termodinàmic de l'electròlit, és a dir, el potencial d'elèctrode establert pels elèctrodes positius i negatius de la bateria a la solució d'electròlit no sol ser el potencial de l'elèctrode d'equilibri, de manera que el La tensió de circuit obert de la bateria és generalment menor que la seva força electromotriu. Per a la reacció de l'elèctrode:
Tenint en compte l'estat no estàndard del component reactiu i l'activitat (o concentració) del component actiu al llarg del temps, la tensió real de circuit obert de la cèl·lula es modifica per l'equació d'energia:
On R és la constant del gas, T és la temperatura de reacció i a és l'activitat o concentració del component. La tensió de circuit obert de la bateria depèn de les propietats del material de l'elèctrode positiu i negatiu, de l'electròlit i de les condicions de temperatura, i és independent de la geometria i la mida de la bateria. La preparació del material de l'elèctrode d'ions de liti al pal i la xapa metàl·lica de liti muntada a la meitat de la bateria del botó, poden mesurar el material de l'elèctrode en diferents estats SOC de tensió oberta, la corba de tensió oberta és la reacció de l'estat de càrrega del material de l'elèctrode, la caiguda de tensió oberta d'emmagatzematge de la bateria, però no molt gran, si la tensió oberta cau massa ràpid o l'amplitud és un fenomen anormal. El canvi d'estat superficial de les substàncies actives bipolars i l'autodescàrrega de la bateria són els motius principals de la disminució de la tensió del circuit obert en l'emmagatzematge, inclòs el canvi de la capa de màscara de la taula de material de l'elèctrode positiu i negatiu; el canvi potencial causat per la inestabilitat termodinàmica de l'elèctrode, la dissolució i precipitació d'impureses metàl·liques estranyes i el microcurtcircuit causat pel diafragma entre els elèctrodes positius i negatius. Quan la bateria de ions de liti està envellint, el canvi de valor K (caiguda de tensió) és el procés de formació i estabilitat de la pel·lícula SEI a la superfície del material de l'elèctrode. Si la caiguda de tensió és massa gran, hi ha un micro-curtcircuit a l'interior i es considera que la bateria no està qualificada.
Quan el corrent travessa l'elèctrode, el fenomen que l'elèctrode es desvia del potencial de l'elèctrode d'equilibri s'anomena polarització, i la polarització genera el sobrepotencial. Segons les causes de la polarització, la polarització es pot dividir en polarització òhmica, polarització de concentració i polarització electroquímica. FIG. 2 és la corba de descàrrega típica de la bateria i la influència de diverses polaritzacions sobre la tensió.
Figura 1. Corba de descàrrega i polarització típica
(1) Polarització òhmica: causada per la resistència de cada part de la bateria, el valor de la caiguda de pressió segueix la llei d'ohms, el corrent disminueix, la polarització disminueix immediatament i el corrent desapareix immediatament després d'aturar-se.
(2) Polarització electroquímica: la polarització és causada per la lenta reacció electroquímica a la superfície de l'elèctrode. Va disminuir significativament dins del nivell de microsegons a mesura que el corrent es fa més petit.
(3) Polarització de concentració: a causa del retard del procés de difusió d'ions a la solució, la diferència de concentració entre la superfície de l'elèctrode i el cos de la solució es polaritza sota un determinat corrent. Aquesta polarització disminueix o desapareix a mesura que el corrent elèctric disminueix en els segons macroscòpics (d'uns segons a desenes de segons).
La resistència interna de la bateria augmenta amb l'augment del corrent de descàrrega de la bateria, principalment perquè el gran corrent de descàrrega augmenta la tendència de polarització de la bateria, i com més gran és el corrent de descàrrega, més òbvia és la tendència de polarització, com es mostra. a la figura 2. D'acord amb la llei d'Ohm: V=E0-IRT, amb l'augment de la resistència global interna RT, el temps necessari perquè la tensió de la bateria arribi a la tensió de tall de descàrrega es redueix corresponentment, de manera que la capacitat d'alliberament també es redueix. reduït.
Figura 2. Efecte de la densitat de corrent sobre la polarització
La bateria d'ions de liti és essencialment una mena de bateria de concentració d'ions de liti. El procés de càrrega i descàrrega de la bateria d'ions de liti és el procés d'incorporació i eliminació d'ions de liti als elèctrodes positius i negatius. Els factors que afecten la polarització de les bateries d'ions de liti inclouen:
(1) La influència de l'electròlit: la baixa conductivitat de l'electròlit és la raó principal de la polarització de les bateries d'ions de liti. En el rang de temperatura general, la conductivitat de l'electròlit utilitzat per a les bateries d'ions de liti és generalment només de 0.01 ~ 0.1 S/cm, que és un per cent de la solució aquosa. Per tant, quan les bateries d'ions de liti es descarreguen a un corrent elevat, és massa tard per complementar el Li + de l'electròlit i es produirà el fenomen de polarització. La millora de la conductivitat de l'electròlit és el factor clau per millorar la capacitat de descàrrega d'alta corrent de les bateries d'ió de liti.
(2) La influència dels materials positius i negatius: el canal més llarg de material positiu i negatiu gran difusió de partícules d'ions de liti a la superfície, que no és propici per a una gran velocitat de descàrrega.
(3) Agent conductor: el contingut d'agent conductor és un factor important que afecta el rendiment de descàrrega d'alta relació. Si el contingut d'agent conductor a la fórmula del càtode és insuficient, els electrons no es poden transferir a temps quan es descarrega el gran corrent i la resistència interna de polarització augmenta ràpidament, de manera que la tensió de la bateria es redueix ràpidament a la tensió de tall de descàrrega. .
(4) La influència del disseny del pol: gruix del pol: en el cas de gran descàrrega de corrent, la velocitat de reacció de les substàncies actives és molt ràpida, la qual cosa requereix que els ions de liti s'incorporin i se separen ràpidament del material. Si la placa del pol és gruixuda i el camí de difusió dels ions de liti augmenta, la direcció del gruix del pol produirà un gran gradient de concentració d'ions de liti.
Densitat de compactació: la densitat de compactació de la làmina de pols és més gran, el porus es fa més petit i el camí del moviment d'ions de liti en la direcció del gruix de la làmina de pols és més llarg. A més, si la densitat de compactació és massa gran, l'àrea de contacte entre el material i l'electròlit disminueix, el lloc de reacció de l'elèctrode es redueix i la resistència interna de la bateria també augmentarà.
(5) La influència de la membrana SEI: la formació de la membrana SEI augmenta la resistència de la interfície elèctrode / electròlit, donant lloc a histèresi de tensió o polarització.
La tensió de funcionament, també coneguda com a tensió final, es refereix a la diferència de potencial entre els elèctrodes positius i negatius de la bateria quan el corrent flueix al circuit en estat de treball. En l'estat de treball de descàrrega de la bateria, quan el corrent flueix a través de la bateria, s'ha de superar la resistència causada per la resistència interna, la qual cosa provocarà caiguda de pressió òhmica i polarització de l'elèctrode, de manera que la tensió de treball sempre és inferior a la tensió del circuit obert, i quan es carrega, la tensió final sempre és superior a la tensió de circuit obert. És a dir, el resultat de la polarització fa que la tensió final de la descàrrega de la bateria sigui inferior al potencial electromotriu de la bateria, que és superior al potencial electromotriu de la bateria carregada.
A causa de l'existència del fenomen de polarització, la tensió instantània i la tensió real en el procés de càrrega i descàrrega. Quan es carrega, la tensió instantània és lleugerament superior a la tensió real, la polarització desapareix i la tensió cau quan la tensió instantània i la tensió real disminueixen després de la descàrrega.
Per resumir la descripció anterior, l'expressió és:
E +, E- representen els potencials dels elèctrodes positius i negatius, respectivament, E + 0 i E- -0 representen el potencial de l'elèctrode d'equilibri dels elèctrodes positius i negatius, respectivament, VR representa la tensió de polarització òhmica i η + , η - -representen el sobrepotencial dels elèctrodes positius i negatius, respectivament.
Després d'una comprensió bàsica de la tensió de la bateria, vam començar a analitzar la corba de descàrrega de les bateries d'ions de liti. La corba de descàrrega reflecteix bàsicament l'estat de l'elèctrode, que és la superposició dels canvis d'estat dels elèctrodes positius i negatius.
La corba de tensió de les bateries d'ions de liti al llarg del procés de descàrrega es pot dividir en tres etapes
1) En l'etapa inicial de la bateria, la tensió cau ràpidament i com més gran sigui la velocitat de descàrrega, més ràpid caurà la tensió;
2) La tensió de la bateria entra en una etapa de canvi lent, que s'anomena àrea de plataforma de la bateria. Com més petita sigui la taxa de descàrrega,
Com més llarga sigui la durada de l'àrea de la plataforma, més alta sigui la tensió de la plataforma, més lenta serà la caiguda de tensió.
3) Quan gairebé s'acaba la bateria, la tensió de càrrega de la bateria comença a baixar bruscament fins que s'arriba a la tensió de parada de descàrrega.
Durant les proves, hi ha dues maneres de recollir dades
(1) Recolliu les dades de corrent, tensió i temps segons l'interval de temps establert Δ t;
(2) Recolliu les dades de corrent, voltatge i temps segons la diferència de canvi de tensió establerta Δ V. La precisió dels equips de càrrega i descàrrega inclou principalment la precisió actual, la precisió de la tensió i la precisió del temps. La taula 2 mostra els paràmetres de l'equip d'una determinada màquina de càrrega i descàrrega, on% FS representa el percentatge del rang complet i 0.05% RD es refereix a l'error mesurat dins del rang del 0.05% de la lectura. Els equips de càrrega i descàrrega generalment utilitzen una font de corrent constant CNC en lloc de la resistència de càrrega per a la càrrega, de manera que la tensió de sortida de la bateria no té res a veure amb la resistència de la sèrie o la resistència parasitària del circuit, sinó que només està relacionada amb la tensió E i la resistència interna. r i el corrent del circuit I de la font de tensió ideal equivalent a la bateria. Si la resistència s'utilitza per a la càrrega, establiu la tensió de la font de tensió ideal de la bateria equivalent a E, la resistència interna és r i la resistència de càrrega és R. Mesureu la tensió als dos extrems de la resistència de càrrega amb la tensió. mesurador, tal com es mostra a la figura anterior de la figura 6. No obstant això, a la pràctica, hi ha resistència de plom i resistència de contacte de l'aparell (resistència paràsit uniforme) al circuit. El diagrama de circuit equivalent que es mostra a la FIG. 3 es mostra a la figura següent de la FIG. 3. A la pràctica, s'introdueix inevitablement la resistència parasitària, de manera que la resistència de càrrega total es fa gran, però la tensió mesurada és la tensió als dos extrems de la resistència de càrrega R, de manera que s'introdueix l'error.
Fig. 3 El diagrama de blocs principal i el diagrama de circuit equivalent real del mètode de descàrrega de resistència
Quan s'utilitza la font de corrent constant amb el corrent I1 com a càrrega, el diagrama esquemàtic i el diagrama de circuit equivalent real es mostren a la figura 7. E, I1 són valors constants i r és constant durant un temps determinat.
A partir de la fórmula anterior, podem veure que les dues tensions d'A i B són constants, és a dir, la tensió de sortida de la bateria no està relacionada amb la mida de la resistència en sèrie al bucle i, per descomptat, no té res a veure. amb la resistència dels paràsits. A més, el mode de mesura de quatre terminals pot aconseguir una mesura més precisa de la tensió de sortida de la bateria.
Figura 4 Diagrama de blocs d'equiple i diagrama de circuit equivalent real de càrrega de font de corrent constant
La font concurrent és un dispositiu d'alimentació que pot proporcionar un corrent constant a la càrrega. Encara pot mantenir constant el corrent de sortida quan la font d'alimentació externa fluctua i les característiques d'impedància canvien.
Els equips de prova de càrrega i descàrrega generalment utilitzen el dispositiu semiconductor com a element de flux. Ajustant el senyal de control del dispositiu semiconductor, es pot simular una càrrega de diferents característiques, com ara corrent constant, pressió constant i resistència constant, etc. El mode de prova de descàrrega de la bateria d'ions de liti inclou principalment descàrrega de corrent constant, descàrrega de resistència constant, descàrrega de potència constant, etc. En cada mode de descàrrega, també es poden dividir la descàrrega contínua i la descàrrega d'interval, en la qual, segons la durada de temps, la descàrrega d'interval es pot dividir en descàrrega intermitent i descàrrega de pols. Durant la prova de descàrrega, la bateria es descarrega segons el mode establert i deixa de descarregar-se després d'arribar a les condicions establertes. Les condicions de tall de descàrrega inclouen la configuració de tall de tensió, la configuració de tall de temps, la configuració de tall de capacitat, la configuració de tall de gradient de tensió negatiu, etc. El canvi de la tensió de descàrrega de la bateria està relacionat amb el sistema de descàrrega, que és a dir, el canvi de la corba de descàrrega també es veu afectat pel sistema de descàrrega, incloent: corrent de descàrrega, temperatura de descàrrega, tensió de terminació de descàrrega; descàrrega intermitent o contínua. Com més gran sigui el corrent de descàrrega, més ràpid caurà la tensió de funcionament; amb la temperatura de descàrrega, la corba de descàrrega canvia suaument.
(1) Descàrrega de corrent constant
Quan la descàrrega de corrent constant, s'estableix el valor actual i, a continuació, s'arriba al valor actual ajustant la font de corrent constant CNC, per tal d'aconseguir la descàrrega de corrent constant de la bateria. Al mateix temps, es recull el canvi de tensió final de la bateria per detectar les característiques de descàrrega de la bateria. La descàrrega de corrent constant és la descàrrega del mateix corrent de descàrrega, però la tensió de la bateria continua baixant, de manera que la potència continua baixant. La figura 5 és la corba de tensió i corrent de la descàrrega de corrent constant de les bateries d'ions de liti. A causa de la descàrrega de corrent constant, l'eix del temps es converteix fàcilment en l'eix de capacitat (producte del corrent i el temps). La figura 5 mostra la corba tensió-capacitat a una descàrrega de corrent constant. La descàrrega de corrent constant és el mètode de descàrrega més utilitzat en les proves de bateries d'ions de liti.
Figura 5 corbes de càrrega de tensió constant de corrent constant i descàrrega de corrent constant a diferents velocitats multiplicadores
(2) Descàrrega de potència constant
Quan es descarrega la potència constant, primer s'estableix el valor de potència constant P i es recull la tensió de sortida U de la bateria. En el procés de descàrrega, cal que P sigui constant, però U canvia constantment, per la qual cosa cal ajustar contínuament el corrent I de la font de corrent constant CNC segons la fórmula I = P / U per aconseguir el propòsit de la descàrrega de potència constant. . Manteniu la potència de descàrrega sense canvis, perquè la tensió de la bateria continua baixant durant el procés de descàrrega, de manera que el corrent a la descàrrega de potència constant continua augmentant. A causa de la descàrrega de potència constant, l'eix de coordenades del temps es converteix fàcilment en l'eix de coordenades d'energia (el producte de la potència i el temps).
Figura 6 Corbes de càrrega i descàrrega de potència constant a diferents velocitats de duplicació
Comparació entre la descàrrega de corrent constant i la descàrrega de potència constant
Figura 7: (a) diagrama de capacitat de càrrega i descàrrega a diferents proporcions; (b) Corba de càrrega i descàrrega
La figura 7 mostra els resultats de diferents proves de càrrega i descàrrega de relació en els dos modes de bateria de fosfat de liti-ferro. Segons la corba de capacitat de la FIG. 7 (a), amb l'augment del corrent de càrrega i descàrrega en el mode de corrent constant, la capacitat real de càrrega i descàrrega de la bateria disminueix gradualment, però el rang de canvi és relativament petit. La capacitat real de càrrega i descàrrega de la bateria disminueix gradualment amb l'augment de la potència, i com més gran sigui el multiplicador, més ràpid disminuirà la capacitat. La capacitat de descàrrega de velocitat d'1 h és inferior al mode de flux constant. Al mateix temps, quan la taxa de càrrega-descàrrega és inferior a la taxa de 5 h, la capacitat de la bateria és més alta en condicions de potència constant, mentre que la capacitat de la bateria és superior a la taxa de 5 h és més alta en condicions de corrent constant.
A la figura 7 (b) es mostra la corba de capacitat-tensió, sota la condició de baixa relació, la corba de capacitat-tensió de dos modes de la bateria de fosfat de liti i el canvi de la plataforma de tensió de càrrega i descàrrega no és gran, però en condicions d'alta relació, Mode de tensió constant de corrent constant de temps de tensió constant significativament més llarg, i la plataforma de tensió de càrrega va augmentar significativament, la plataforma de tensió de descàrrega es redueix significativament.
(3) Descàrrega de resistència constant
Quan es produeix una descàrrega de resistència constant, primer s'estableix un valor de resistència constant R per recollir la tensió de sortida de la bateria U. Durant el procés de descàrrega, cal que R sigui constant, però U canvia constantment, de manera que el valor I actual del corrent constant CNC La font s'ha d'ajustar constantment segons la fórmula I = U / R per aconseguir el propòsit de descàrrega de resistència constant. La tensió de la bateria sempre disminueix en el procés de descàrrega i la resistència és la mateixa, de manera que el corrent de descàrrega I també és un procés decreixent.
(4) Descàrrega contínua, descàrrega intermitent i descàrrega de pols
La bateria es descarrega en corrent constant, potència constant i resistència constant, mentre s'utilitza la funció de temporització per realitzar el control de la descàrrega contínua, la descàrrega intermitent i la descàrrega de pols. La figura 11 mostra les corbes de corrent i les corbes de tensió d'una prova típica de càrrega/descàrrega de pols.
Figura 8 Corbes de corrent i corbes de tensió per a proves típiques de càrrega-descàrrega d'impulsos
La corba de descàrrega fa referència a la corba de la tensió, el corrent, la capacitat i altres canvis de la bateria al llarg del temps durant el procés de descàrrega. La informació continguda a la corba de càrrega i descàrrega és molt rica, incloent la capacitat, l'energia, la tensió de treball i la plataforma de tensió, la relació entre el potencial de l'elèctrode i l'estat de càrrega, etc. Les dades principals registrades durant la prova de descàrrega són el temps. evolució del corrent i la tensió. D'aquestes dades bàsiques es poden obtenir molts paràmetres. A continuació es detallen els paràmetres que es poden obtenir per la corba de cabal.
(1) Tensió
A la prova de descàrrega de la bateria de ions de liti, els paràmetres de tensió inclouen principalment la plataforma de tensió, la tensió mitjana, la tensió mitjana, la tensió de tall, etc. La tensió de la plataforma és el valor de voltatge corresponent quan el canvi de tensió és mínim i el canvi de capacitat és gran , que es pot obtenir a partir del valor màxim de dQ / dV. La tensió mitjana és el valor de voltatge corresponent de la meitat de la capacitat de la bateria. Per a materials més evidents a la plataforma, com ara fosfat de ferro de liti i titanat de liti, la tensió mitjana és la tensió de la plataforma. La tensió mitjana és l'àrea efectiva de la corba tensió-capacitat (és a dir, l'energia de descàrrega de la bateria) dividida per la fórmula de càlcul de capacitat és u = U (t) * I (t) dt / I (t) dt. La tensió de tall fa referència a la tensió mínima permesa quan la bateria es descarrega. Si la tensió és inferior a la tensió de tall de descàrrega, la tensió als dos extrems de la bateria caurà ràpidament, formant una descàrrega excessiva. La sobredescàrrega pot danyar la substància activa de l'elèctrode, perdre la capacitat de reacció i escurçar la vida útil de la bateria. Tal com es descriu a la primera part, la tensió de la bateria està relacionada amb l'estat de càrrega del material del càtode i el potencial de l'elèctrode.
(2) Capacitat i capacitat específica
La capacitat de la bateria es refereix a la quantitat d'electricitat alliberada per la bateria sota un determinat sistema de descàrrega (sota un determinat corrent de descàrrega I, temperatura de descàrrega T, tensió de tall de descàrrega V), que indica la capacitat de la bateria per emmagatzemar energia en Ah o C. La capacitat es veu afectada per molts elements, com ara el corrent de descàrrega, la temperatura de descàrrega, etc. La mida de la capacitat ve determinada per la quantitat de substàncies actives als elèctrodes positius i negatius.
Capacitat teòrica: la capacitat donada per la substància activa en la reacció.
Capacitat real: la capacitat real alliberada sota un determinat sistema de descàrrega.
Capacitat nominal: es refereix a la quantitat mínima de potència garantida per la bateria en les condicions de descàrrega dissenyades.
En la prova de descàrrega, la capacitat es calcula integrant el corrent al llarg del temps, és a dir, C = I (t) dt, corrent constant en t descàrrega constant, C = I (t) dt = I t; resistència constant R descàrrega, C = I (t) dt = (1 / R) * U (t) dt (1 / R) * fora (u és la tensió mitjana de descàrrega, t és el temps de descàrrega).
Capacitat específica: Per comparar les diferents bateries, s'introdueix el concepte de capacitat específica. La capacitat específica es refereix a la capacitat donada per la substància activa de la unitat de massa o l'elèctrode de volum unitari, que s'anomena capacitat específica de massa o capacitat específica de volum. El mètode de càlcul habitual és: capacitat específica = primera capacitat de descàrrega de la bateria / (massa de la substància activa * taxa d'utilització de la substància activa)
Factors que afecten la capacitat de la bateria:
a. El corrent de descàrrega de la bateria: com més gran és el corrent, la capacitat de sortida disminueix;
b. Temperatura de descàrrega de la bateria: quan la temperatura disminueix, la capacitat de sortida disminueix;
c. La tensió de tall de descàrrega de la bateria: el temps de descàrrega establert pel material de l'elèctrode i el límit de la reacció de l'elèctrode és generalment de 3.0 V o 2.75 V.
d. Temps de càrrega i descàrrega de la bateria: després de múltiples càrregues i descàrregues de la bateria, a causa de la fallada del material de l'elèctrode, la bateria podrà reduir la capacitat de descàrrega de la bateria.
e. Les condicions de càrrega de la bateria: velocitat de càrrega, temperatura, tensió de tall afecten la capacitat de la bateria, determinant així la capacitat de descàrrega.
Mètode de determinació de la capacitat de la bateria:
Les diferents indústries tenen diferents estàndards de prova segons les condicions de treball. Per a bateries d'ions de liti per a productes 3C, segons l'estàndard nacional GB / T18287-2000 Especificació general per a bateries d'ions de liti per a telèfons mòbils, el mètode de prova de capacitat nominal de la bateria és el següent: a) càrrega: càrrega 0.2C5A; b) descàrrega: descàrrega de 0.2C5A; c) Cinc cicles, dels quals un és qualificat.
Per a la indústria del vehicle elèctric, d'acord amb l'estàndard nacional GB / T 31486-2015 Requisits de rendiment elèctric i mètodes de prova per a la bateria de potència per a vehicles elèctrics, la capacitat nominal de la bateria es refereix a la capacitat (Ah) alliberada per la bateria a temperatura ambient. amb 1I1 (A) corrent de descàrrega per assolir la tensió de terminació, en la qual I1 és una velocitat de descàrrega d'1 hora, el valor de la qual és igual a C1 (A). El mètode de prova és:
A) A temperatura ambient, atureu la tensió constant quan carregueu amb una càrrega de corrent constant fins a la tensió de finalització de càrrega especificada per l'empresa i interrompeu la càrrega quan el corrent de terminació de la càrrega cau a 0.05I1 (A) i mantingueu la càrrega durant 1 h després. carregant.
Bb) A temperatura ambient, la bateria es descarrega amb 1I1 (A) corrent fins que la descàrrega arriba a la tensió de finalització de descàrrega especificada a les condicions tècniques de l'empresa;
C) capacitat de descàrrega mesurada (mesurada per Ah), calcular l'energia específica de descàrrega (mesurada per Wh / kg);
3 d) Repetiu els passos a) -) c) 5 vegades. Quan la diferència extrema de 3 proves consecutives és inferior al 3% de la capacitat nominal, la prova es pot finalitzar amb antelació i es pot fer la mitjana dels resultats de les 3 últimes proves.
(3) Estat de càrrega, SOC
SOC (estat de càrrega) és un estat de càrrega, que representa la relació entre la capacitat restant de la bateria i el seu estat de càrrega completa després d'un període de temps o molt de temps sota una taxa de descàrrega determinada. El mètode de "tensió de circuit obert + integració horària" utilitza el mètode de tensió de circuit obert per estimar la capacitat de càrrega de l'estat inicial de la bateria i, a continuació, utilitza el mètode d'integració horària per obtenir l'energia consumida per l'a - Mètode d'integració temporal. La potència consumida és el producte del corrent de descàrrega i el temps de descàrrega, i la potència restant és igual a la diferència entre la potència inicial i la potència consumida. L'estimació matemàtica SOC entre la tensió de circuit obert i la integral d'una hora és:
On CN és la capacitat nominal; η és l'eficiència de càrrega-descàrrega; T és la temperatura d'ús de la bateria; I és el corrent de la bateria; t és el temps de descàrrega de la bateria.
DOD (profunditat de descàrrega) és la profunditat de descàrrega, una mesura del grau de descàrrega, que és el percentatge de la capacitat de descàrrega a la capacitat de descàrrega total. La profunditat de descàrrega té una gran relació amb la vida útil de la bateria: com més profunda sigui la profunditat de descàrrega, més curta serà la vida útil. La relació es calcula per a SOC = 100% -DOD
4) Energia i energia específica
L'energia elèctrica que pot produir la bateria fent treball extern en determinades condicions s'anomena energia de la bateria, i la unitat generalment s'expressa en wh. A la corba de descàrrega, l'energia es calcula de la següent manera: W = U (t) * I (t) dt. A una descàrrega de corrent constant, W = I * U (t) dt = It * u (u és la tensió mitjana de descàrrega, t és el temps de descàrrega)
a. Energia teòrica
El procés de descàrrega de la bateria es troba en un estat d'equilibri i la tensió de descàrrega manté el valor de la força electromotriu (E) i la taxa d'utilització de la substància activa és del 100%. En aquesta condició, l'energia de sortida de la bateria és l'energia teòrica, és a dir, el màxim treball realitzat per la bateria reversible a temperatura i pressió constants.
b. L'energia real
L'energia de sortida real de la descàrrega de la bateria s'anomena energia real, la normativa de la indústria del vehicle elèctric ("GB / T 31486-2015 Power Battery Electrical Performance Requirements and Test Methods for Electric Vehicles"), la bateria a temperatura ambient amb 1I1 (A ) corrent de descàrrega, per assolir l'energia (Wh) alliberada per la tensió de terminació, anomenada energia nominal.
c. energia específica
L'energia donada per una bateria per unitat de massa i per unitat de volum s'anomena energia específica de massa o energia específica de volum, també anomenada densitat d'energia. En unitats de wh/kg o wh/L.
La forma més bàsica de la corba de descàrrega és la corba voltatge-temps i corrent. Mitjançant la transformació del càlcul de l'eix del temps, la corba de descàrrega comuna també té la corba de tensió-capacitat (capacitat específica), la corba de voltatge-energia (energia específica), la corba de tensió-SOC, etc.
(1) Corba tensió-temps i temps actual
Figura 9 Corbes tensió-temps i corrent-temps
(2) Corba tensió-capacitat
Figura 10 Corba tensió-capacitat
(3) Corba tensió-energia
Figura Figura 11. Corba tensió-energia
respon en 6 hores, qualsevol pregunta és benvinguda!
