Gid konplè pou analiz koub egzeyat batri ityòm-ion

Tès pèfòmans ki pi souvan itilize nan batri ityòm-ion - estrateji analiz koub egzeyat la

Lè batri ityòm-ion la dechaje, vòltaj k ap travay li toujou chanje toujou ak kontinyasyon tan. Se vòltaj k ap travay nan batri a itilize kòm ordinate, tan egzeyat, oswa kapasite, oswa eta chaj (SOC), oswa pwofondè egzeyat (DOD) kòm abscis la, ak koub la trase yo rele koub la egzeyat. Pou konprann koub karakteristik egzeyat yon batri, nou premye bezwen konprann vòltaj batri a nan prensip.

[Voltaj batri a]

Pou reyaksyon elektwòd la fòme batri a dwe satisfè kondisyon sa yo: pwosesis la nan pèdi elèktron nan reyaksyon chimik la (sa vle di pwosesis oksidasyon) ak pwosesis la pou jwenn elèktron (sa vle di pwosesis reyaksyon rediksyon) dwe separe nan de zòn diferan, ki diferan de reyaksyon redox jeneral la; reyaksyon redox nan sibstans aktif nan de elektwòd dwe transmèt pa sikwi ekstèn lan, ki se diferan de reyaksyon an mikrobatri nan pwosesis la korozyon metal. Vòltaj batri a se diferans potansyèl ant elektwòd pozitif la ak elektwòd negatif la. Paramèt kle espesifik yo gen ladan vòltaj sikwi louvri, vòltaj k ap travay, chaj ak egzeyat koupe vòltaj, elatriye.

[Potansyèl elektwòd nan materyèl batri ityòm-ion]

Potansyèl elektwòd refere a imèsyon an nan yon materyèl solid nan solisyon an elektwolit, ki montre efè elektrik la, se sa ki, diferans potansyèl ant sifas la nan metal la ak solisyon an. Diferans potansyèl sa a rele potansyèl metal la nan solisyon an oswa potansyèl elektwòd la. Nan ti bout tan, potansyèl elektwòd la se yon tandans pou yon ion oswa atòm jwenn yon elèktron.

Se poutèt sa, pou yon sèten elektwòd pozitif oswa materyèl elektwòd negatif, lè yo mete yo nan yon elektwolit ak yon sèl ityòm, potansyèl elektwòd li yo eksprime kòm:

Ki kote φ c se potansyèl elektwòd sibstans sa a. Potansyèl elektwòd idwojèn estanda a te fikse pou 0.0V.

[Voltaj sikwi louvri nan batri a]

Fòs elektwomobil batri a se valè teyorik kalkile dapre reyaksyon batri a lè l sèvi avèk metòd tèrmodinamik la, se sa ki, diferans ki genyen ant potansyèl elektwòd ekilib batri a ak elektwòd pozitif ak negatif lè sikwi a kraze se valè maksimòm. ke batri a ka bay vòltaj la. An reyalite, elektwòd yo pozitif ak negatif yo pa nesesèman nan eta a ekilib tèrmodinamik nan elektwolit la, se sa ki, elektwòd potansyèl la etabli pa elektwòd yo pozitif ak negatif nan batri a nan solisyon an elektwolit se nòmalman pa potansyèl la elektwòd ekilib, kidonk la vòltaj louvri-sikwi batri a jeneralman pi piti pase fòs elektwomobil li yo. Pou reyaksyon elektwòd la:

Lè nou konsidere eta ki pa estanda nan eleman reyaktif la ak aktivite (oswa konsantrasyon) eleman aktif la sou tan, aktyèl vòltaj sikwi louvri selil la modifye pa ekwasyon enèji a:

Kote R se konstan gaz la, T se tanperati reyaksyon an, epi a se aktivite oswa konsantrasyon konpozan an. Vòltaj sikwi louvri batri a depann de pwopriyete materyèl elektwòd pozitif ak negatif, elektwolit la ak kondisyon tanperati a, epi li endepandan de jeyometri ak gwosè batri a. Lityòm ion lektwòd preparasyon materyèl nan poto a, ak fèy metal ityòm reyini nan bouton mwatye batri, ka mezire materyèl la elektwòd nan diferan eta SOC nan vòltaj louvri, koub vòltaj louvri se reyaksyon an elektwòd materyèl chaj eta a, depo batri louvri gout vòltaj, men pa trè gwo, si gout nan vòltaj louvri twò vit oswa anplitid se fenomèn nòmal. Chanjman nan eta sifas nan sibstans ki sou bipolè aktif yo ak pwòp tèt ou-egzeyat nan batri a se rezon prensipal pou diminisyon nan vòltaj la sikwi louvri nan depo, ki gen ladan chanjman an nan kouch mask la nan tab la materyèl elektwòd pozitif ak negatif; chanjman potansyèl ki te koze pa enstabilite tèrmodinamik elektwòd la, yap divòse ak presipitasyon metal enpurte etranje yo, ak mikwo kous kout ki te koze pa dyafram ki genyen ant elektwòd pozitif ak negatif. Lè batri ityòm ion la aje, chanjman nan valè K (gout vòltaj) se fòmasyon ak estabilite pwosesis fim SEI sou sifas materyèl elektwòd la. Si gout vòltaj la twò gwo, gen yon kous mikwo-kout andedan, ak batri a jije yo pa kalifye.

[Polarizasyon batri]

Lè aktyèl la pase nan elektwòd la, fenomèn elektwòd la devye nan potansyèl elektwòd ekilib la rele polarizasyon, ak polarizasyon an jenere twòp potansyèl la. Dapre sa ki lakòz polarizasyon, polarizasyon an ka divize an polarizasyon ohmik, polarizasyon konsantrasyon ak polarizasyon elektwochimik. FIG. 2 se koub egzeyat tipik batri a ak enfliyans divès kalite polarizasyon sou vòltaj la.

 Figi 1. Koub egzeyat tipik ak polarizasyon

(1) Polarizasyon Ohmik: ki te koze pa rezistans nan chak pati nan batri a, valè gout presyon an swiv lwa ohm, aktyèl la diminye, polarizasyon an diminye imedyatman, ak aktyèl la disparèt imedyatman apre li sispann.

(2) Polarizasyon elektwochimik: se polarizasyon an ki te koze pa reyaksyon elektwochimik dousman sou sifas elektwòd la. Li diminye anpil nan nivo mikwosgond la kòm aktyèl la vin pi piti.

(3) Polarizasyon konsantrasyon: akòz reta nan pwosesis difizyon ion nan solisyon an, diferans lan konsantrasyon ant sifas elektwòd la ak kò solisyon an polarize anba yon sèten kouran. Polarizasyon sa a diminye oswa disparèt kòm kouran elektrik la diminye nan segonn makwoskopik yo (kèk segonn a dè dizèn de segonn).

Rezistans entèn batri a ogmante ak ogmantasyon aktyèl egzeyat batri a, ki se sitou paske aktyèl la gwo egzeyat ogmante tandans polarizasyon batri a, ak pi gwo aktyèl la egzeyat, se pi evidan tandans nan polarizasyon, jan yo montre. nan Figi 2. Dapre lalwa Ohm a: V = E0-IRT, ak ogmantasyon nan entèn rezistans jeneral RT la, tan ki nesesè pou vòltaj batri a rive nan vòltaj koupe egzeyat la se korespondan redwi, kidonk kapasite lage a tou se. redwi.

Figi 2. Efè dansite aktyèl la sou polarizasyon an

Lityòm ion batri se esansyèlman yon kalite ityòm ion konsantrasyon batri. Pwosesis chaj ak egzeyat nan batri ityòm ion se pwosesis la nan entegre ak nidite nan iyon ityòm nan elektwòd yo pozitif ak negatif. Faktè ki afekte polarizasyon pil ityòm-ion yo enkli:

(1) Enfliyans elektwolit: konduktiviti ki ba elektwolit se rezon prensipal pou polarizasyon pil ityòm ion. Nan seri tanperati jeneral la, konduktiviti elektwolit la itilize pou pil ityòm-ion se jeneralman sèlman 0.01 ~ 0.1S / cm, ki se youn pousan nan solisyon an akeuz. Se poutèt sa, lè pil ityòm-ion dechaje nan yon gwo kouran, li twò ta pou konplete Li + soti nan elektwolit la, epi fenomèn polarizasyon an pral rive. Amelyore konduktiviti elektwolit la se faktè kle pou amelyore kapasite egzeyat segondè-aktyèl pil ityòm-ion.

(2) Enfliyans nan materyèl pozitif ak negatif: kanal la pi long nan materyèl pozitif ak negatif gwo ityòm ion patikil difizyon nan sifas la, ki pa fezab nan gwo pousantaj egzeyat.

(3) Ajan kondiktè: kontni an nan ajan kondiktè se yon faktè enpòtan ki afekte pèfòmans nan egzeyat nan rapò segondè. Si kontni an nan ajan konduktif nan fòmil katod a se ensifizan, elektwon yo pa ka transfere nan tan lè gwo aktyèl la egzeyate, ak polarizasyon rezistans entèn la ogmante rapidman, se konsa ke vòltaj batri a byen vit redwi a vòltaj la koupe egzeyat. .

(4) Enfliyans nan konsepsyon poto: epesè poto: nan ka gwo egzeyat aktyèl la, vitès reyaksyon an nan sibstans aktif se trè vit, ki mande pou ityòm ion yo dwe byen vit entegre ak detache nan materyèl la. Si plak poto a se epè epi chemen an nan difizyon ityòm ion ogmante, direksyon epesè poto a pral pwodwi yon gwo gradyan konsantrasyon ityòm ion.

Dansite konpaksyon: dansite konpaksyon nan fèy poto a pi gwo, pò a vin pi piti, ak chemen an nan mouvman ityòm ion nan direksyon epesè fèy poto a pi long. Anplis de sa, si dansite konpaksyon an twò gwo, zòn kontak ant materyèl la ak elektwolit la diminye, sit reyaksyon elektwòd la redwi, ak rezistans entèn batri a ap ogmante tou.

(5) Enfliyans nan manbràn SEI: fòmasyon nan manbràn SEI ogmante rezistans nan koòdone elektwòd / elektwolit, sa ki lakòz isterèz vòltaj oswa polarizasyon.

[Tòltaj fonksyònman batri a]

Fonksyone vòltaj, ke yo rele tou vòltaj fen, refere a diferans potansyèl ant elektwòd pozitif ak negatif batri a lè aktyèl la ap koule nan kous la nan eta k ap travay. Nan eta k ap travay nan egzeyat batri a, lè aktyèl la ap koule nan batri a, yo ta dwe simonte rezistans ki te koze pa rezistans entèn la, ki pral lakòz gout presyon ohmik ak polarizasyon elektwòd, kidonk vòltaj k ap travay la toujou pi ba pase vòltaj sikwi louvri, ak lè chaje, vòltaj la fen toujou pi wo pase vòltaj la sikwi louvri. Sa vle di, rezilta a nan polarizasyon fè vòltaj la fen nan egzeyat batri a pi ba pase potansyèl elektwomotif batri a, ki se pi wo pase potansyèl elektwomobil batri a ki an chaj.

Akòz egzistans la nan fenomèn polarizasyon, vòltaj la enstantane ak vòltaj aktyèl la nan pwosesis la nan chaj ak egzeyat. Lè chaje, vòltaj la enstantane se yon ti kras pi wo pase vòltaj aktyèl la, polarizasyon an disparèt ak vòltaj la gout lè vòltaj la enstantane ak vòltaj aktyèl la diminye apre egzeyat la.

Pou rezime deskripsyon ki anwo a, ekspresyon an se:

E +, E--reprezante potansyèl elektwòd pozitif ak negatif yo, respektivman, E + 0 ak E--0 reprezante potansyèl elektwòd ekilib elektwòd pozitif ak negatif yo, respektivman, VR reprezante vòltaj polarizasyon ohmik la, ak η + , η - -reprezante twòp potansyèl elektwòd pozitif ak negatif yo, respektivman.

[Pwensip debaz tès egzeyat]

Apre yon konpreyansyon debaz sou vòltaj batri a, nou te kòmanse analize koub egzeyat pil ityòm-ion. Koub la egzeyat fondamantalman reflete eta a nan elektwòd la, ki se supèrpozisyon nan chanjman eta yo nan elektwòd yo pozitif ak negatif.

Koub vòltaj la nan ityòm-ion pil nan tout pwosesis la egzeyat ka divize an twa etap

1) Nan etap inisyal batri a, vòltaj la desann rapidman, ak pi gwo pousantaj egzeyat la, se pi vit vòltaj la desann;

2) vòltaj batri a antre nan yon etap chanjman dousman, ki rele zòn platfòm batri a. Pi piti pousantaj egzeyat la,

Pi long dire a nan zòn nan platfòm, pi wo vòltaj la platfòm, pi dousman gout nan vòltaj.

3) Lè pouvwa batri a prèske fini, vòltaj chaj batri a kòmanse tonbe sevè jiskaske vòltaj la sispann egzeyat rive.

Pandan tès la, gen de fason pou kolekte done

(1) Kolekte done aktyèl, vòltaj ak tan dapre entèval tan Δ t;

(2) Kolekte done aktyèl la, vòltaj ak tan dapre diferans lan chanjman vòltaj mete Δ V. Presizyon nan ekipman chaje ak dechaje sitou gen ladan presizyon aktyèl, presizyon vòltaj ak presizyon tan. Tablo 2 montre paramèt ekipman yo nan yon sèten machin chaje ak egzeyat, kote% FS reprezante pousantaj nan seri a plen, ak 0.05% RD refere a erè a mezire nan seri a nan 0.05% nan lekti a. Ekipman chaj ak egzeyat jeneralman itilize CNC konstan aktyèl sous olye pou yo chaj rezistans pou chaj, se konsa ke vòltaj pwodiksyon an nan batri a pa gen anyen fè ak rezistans nan seri oswa rezistans parazit nan kous la, men se sèlman ki gen rapò ak vòltaj la E ak rezistans entèn. r ak sikwi aktyèl I nan sous vòltaj ideyal ekivalan a batri a. Si yo itilize rezistans a pou chaj, mete vòltaj sous vòltaj ideyal la nan ekivalan batri a yo dwe E, rezistans entèn la se r, ak rezistans chaj la se R. Mezire vòltaj la nan tou de bout rezistans chaj la ak vòltaj la. mèt, jan yo montre nan figi ki anwo a nan Figi 6. Sepandan, nan pratik, gen rezistans plon ak rezistans kontak aparèy (rezistans parazit inifòm) nan kous la. Dyagram sikwi ekivalan yo montre nan FIG. 3 yo montre nan figi sa a nan FIG. 3. Nan pratik, rezistans parazit la inevitableman prezante, se konsa ke rezistans chaj total la vin gwo, men vòltaj la mezire se vòltaj la nan tou de bout nan rezistans nan chaj R, kidonk erè a prezante.

 Fig. 3 Dyagram nan blòk prensip ak aktyèl dyagram sikwi ekivalan nan metòd la egzeyat rezistans

Lè yo itilize sous aktyèl la konstan ak aktyèl I1 kòm chaj la, yo montre dyagram nan chema ak dyagram sikwi ekivalan aktyèl la nan Figi 7. E, I1 se valè konstan ak r se konstan pou yon sèten tan.

Soti nan fòmil ki anwo a, nou ka wè ke de vòltaj yo nan A ak B yo konstan, se sa ki, vòltaj pwodiksyon an nan batri a pa gen rapò ak gwosè a nan rezistans nan seri nan bouk la, ak nan kou, li pa gen anyen fè. ak rezistans parazit la. Anplis de sa, mòd nan mezi kat-tèminal ka reyalize yon mezi ki pi egzak nan vòltaj pwodiksyon batri a.

Figi 4 Dyagram blòk ekipe ak dyagram sikwi ekivalan aktyèl chaj sous kouran konstan

Sous konkouran se yon aparèy ekipman pou pouvwa ki ka bay kouran konstan chaj la. Li ka toujou kenbe pwodiksyon aktyèl la konstan lè ekipman pou pouvwa ekstèn varye ak karakteristik enpedans yo chanje.

[Mòd tès egzeyat]

Ekipman tès chaj ak egzeyat jeneralman itilize aparèy semi-conducteurs kòm eleman koule. Lè w ajiste siyal kontwòl aparèy semi-conducteur a, li ka similye yon chaj nan karakteristik diferan tankou aktyèl konstan, presyon konstan ak rezistans konstan ak sou sa. Mòd tès egzeyat batri ityòm-ion sitou gen ladan egzeyat aktyèl konstan, egzeyat rezistans konstan, egzeyat pouvwa konstan, elatriye. Nan chak mòd egzeyat, egzeyat kontinyèl ak egzeyat entèval kapab tou divize, nan ki dapre longè tan, ka egzeyat entèval la ap divize an egzeyat tanzantan ak egzeyat batman kè. Pandan tès la egzeyat, batri a dechaje selon mòd nan mete, epi li sispann dechaje apre yo fin rive nan kondisyon yo mete. Kondisyon yo koupe egzeyat yo enkli mete koupe vòltaj, mete koupe tan, mete koupe kapasite, mete koupe vòltaj negatif gradyan, elatriye Chanjman nan vòltaj la egzeyat batri se ki gen rapò ak sistèm nan egzeyat, ki se, chanjman nan koub la egzeyat tou afekte pa sistèm nan egzeyat, ki gen ladan: aktyèl egzeyat, tanperati egzeyat, vòltaj revokasyon egzeyat; egzeyat tanzantan oswa kontinyèl. Plis aktyèl egzeyat la pi gwo, pi vit vòltaj opere a desann; ak tanperati egzeyat la, koub egzeyat la chanje dousman.

(1) Egzeyat aktyèl konstan

Lè egzeyat aktyèl la konstan, se valè aktyèl la mete, ak Lè sa a, valè aktyèl la rive nan ajiste CNC konstan sous aktyèl la, konsa tankou reyalize egzeyat aktyèl la konstan nan batri a. An menm tan an, se chanjman nan vòltaj fen nan batri a kolekte yo detekte karakteristik sa yo egzeyat nan batri a. Egzeyat aktyèl konstan se egzeyat la nan menm egzeyat aktyèl la, men vòltaj batri a ap kontinye tonbe, kidonk pouvwa a kontinye tonbe. Figi 5 se koub vòltaj ak aktyèl egzeyat konstan aktyèl pil ityòm-ion. Akòz egzeyat aktyèl la konstan, aks tan an fasil konvèti nan kapasite (pwodwi aktyèl la ak tan) aks. Figi 5 montre koub vòltaj-kapasite nan egzeyat aktyèl konstan. Egzeyat aktyèl konstan se metòd egzeyat ki pi souvan itilize nan tès batri ityòm-ion.

Figi 5 konstan aktyèl vòltaj konstan chaje ak koub egzeyat konstan aktyèl nan diferan pousantaj miltiplikatè

(2) Konstan pouvwa egzeyat

Lè pouvwa a konstan dechaj, valè pouvwa a konstan P mete an premye, epi yo kolekte vòltaj pwodiksyon U nan batri a. Nan pwosesis egzeyat la, P oblije konstan, men U toujou ap chanje, kidonk li nesesè kontinyèlman ajiste aktyèl I nan CNC konstan sous aktyèl la dapre fòmil I = P / U pou reyalize objektif egzeyat pouvwa konstan. . Kenbe pouvwa a egzeyat san chanje, paske vòltaj la nan batri a ap kontinye tonbe pandan pwosesis la egzeyat, se konsa aktyèl la nan egzeyat la pouvwa konstan kontinye ap monte. Akòz egzeyat pouvwa konstan, aks kowòdone tan fasil konvèti nan enèji (pwodwi pouvwa ak tan) kowòdone aks.

Figi 6 Pouvwa konstan chaje ak dechaje koub nan diferan pousantaj double

Konparezon ant egzeyat konstan aktyèl ak egzeyat konstan pouvwa

Figi 7: (a) dyagram kapasite chaj ak egzeyat nan diferan rapò; (b) koub chaj ak egzeyat

 Figi 7 montre rezilta tès rapò diferan chaj ak egzeyat nan de mòd yo nan ityòm fè fosfat batri. Dapre koub kapasite nan FIG. 7 (a), ak ogmantasyon chaj ak egzeyat aktyèl la nan mòd aktyèl la konstan, chaj aktyèl la ak kapasite egzeyat batri a piti piti diminye, men ranje chanjman an relativman piti. Chaj aktyèl la ak kapasite egzeyat nan batri a piti piti diminye ak ogmantasyon nan pouvwa, ak pi gwo miltiplikatè a, pi vit nan pouri anba tè kapasite a. Kapasite egzeyat 1 h pousantaj la pi ba pase mòd koule konstan. An menm tan an, lè pousantaj chaj-egzeyat la pi ba pase pousantaj 5 h, kapasite batri a pi wo anba kondisyon pouvwa konstan, pandan y ap kapasite batri a pi wo pase pousantaj 5 h pi wo anba kondisyon aktyèl la konstan.

Soti nan figi 7 (b) montre koub kapasite-vòltaj la, anba kondisyon an nan rapò ki ba, ityòm fè fosfat batri de mòd kapasite-vòltaj koub, ak chaj ak egzeyat vòltaj platfòm chanjman se pa gwo, men anba kondisyon an nan rapò segondè, konstan aktyèl-konstan mòd vòltaj nan tan vòltaj konstan siyifikativman pi long, ak platfòm vòltaj chaje ogmante siyifikativman, se platfòm vòltaj egzeyat siyifikativman redwi.

(3) Egzeyat rezistans konstan

Lè egzeyat rezistans konstan, yon valè rezistans konstan R mete an premye pou kolekte vòltaj pwodiksyon batri U a. Pandan pwosesis egzeyat la, R oblije konstan, men U toujou ap chanje, kidonk valè aktyèl I aktyèl la nan CNC konstan aktyèl. sous yo ta dwe toujou ap ajiste selon fòmil I = U / R pou reyalize objektif la nan egzeyat rezistans konstan. Vòltaj batri a toujou ap diminye nan pwosesis egzeyat la, ak rezistans a se menm bagay la, kidonk aktyèl la egzeyat I tou se yon pwosesis diminye.

(4) Egzeyat kontinyèl, egzeyat tanzantan ak egzeyat batman kè

Se batri a egzeyate nan aktyèl konstan, pouvwa konstan ak rezistans konstan, pandan w ap itilize fonksyon an distribisyon reyalize kontwòl la nan egzeyat kontinyèl, egzeyat tanzantan ak egzeyat batman kè. Figi 11 montre koub aktyèl yo ak koub vòltaj nan yon tès tipik chaj / egzeyat batman kè.

Figi 8 Koub aktyèl ak koub vòltaj pou tès tipik chaj-egzeyat batman kè

[Enfòmasyon ki enkli nan koub egzeyat la]

Koub egzeyat refere a koub vòltaj, aktyèl, kapasite ak lòt chanjman batri a sou tan pandan pwosesis egzeyat la. Enfòmasyon ki genyen nan koub chaj la ak egzeyat trè rich, ki gen ladan kapasite, enèji, vòltaj k ap travay ak platfòm vòltaj, relasyon ki genyen ant potansyèl elektwòd la ak eta chaj la, elatriye Done prensipal yo anrejistre pandan tès la egzeyat se tan an. evolisyon aktyèl la ak vòltaj. Anpil paramèt ka jwenn nan done debaz sa yo. Sa ki annapre yo detaye paramèt yo ki ka jwenn pa koub la egzeyat.

(1) Voltage

Nan tès la egzeyat nan batri ityòm ion, paramèt vòltaj yo sitou gen ladan platfòm vòltaj, vòltaj medyàn, vòltaj mwayèn, vòltaj koupe, elatriye vòltaj platfòm la se valè vòltaj korespondan lè chanjman vòltaj la se minimòm ak chanjman kapasite a gwo , ki ka jwenn nan valè pik dQ / dV. Vòltaj medyàn lan se valè vòltaj korespondan mwatye nan kapasite batri a. Pou materyèl ki pi evidan sou platfòm la, tankou ityòm fè fosfat ak ityòm titanat, vòltaj medyàn lan se vòltaj platfòm la. Mwayèn vòltaj la se zòn efikas nan koub vòltaj-kapasite (sa vle di, enèji egzeyat batri) divize pa fòmil la kalkil kapasite se u = U (t) * I (t) dt / I (t) dt. Koupe vòltaj la refere a vòltaj minimòm ki pèmèt lè batri a dechaje. Si vòltaj la pi ba pase vòltaj koupe egzeyat la, vòltaj la nan tou de bout batri a pral tonbe rapidman, fòme egzeyat twòp. Overdischarge ka lakòz domaj nan sibstans aktif nan elektwòd la, pèdi kapasite nan reyaksyon, ak diminye lavi a batri. Jan sa dekri nan premye pati a, vòltaj batri a gen rapò ak eta chaj materyèl katod la ak potansyèl elektwòd la.

(2) Kapasite ak kapasite espesifik

Kapasite batri refere a kantite elektrisite ki lage pa batri a anba yon sèten sistèm egzeyat (anba yon sèten egzeyat aktyèl I, tanperati egzeyat T, vòltaj koupe egzeyat V), ki endike kapasite batri a nan magazen enèji nan Ah oswa C. Kapasite afekte pa anpil eleman, tankou aktyèl egzeyat, tanperati egzeyat, elatriye Gwosè kapasite a detèmine pa kantite sibstans aktif nan elektwòd pozitif ak negatif yo.

Kapasite teyorik: kapasite sibstans aktif la bay nan reyaksyon an.

Kapasite aktyèl: kapasite aktyèl la lage anba yon sistèm egzeyat sèten.

Kapasite nominale: refere a kantite minimòm pouvwa batri a garanti anba kondisyon egzeyat ki fèt yo.

Nan tès la egzeyat, kapasite a kalkile pa entegre aktyèl la sou tan, sa vle di C = I (t) dt, konstan aktyèl nan t konstan egzeyat, C = I (t) dt = I t; konstan rezistans R egzeyat, C = mwen (t) dt = (1 / R) * U (t) dt (1 / R) * soti (u se vòltaj la egzeyat mwayèn, t se tan an egzeyat).

Kapasite espesifik: Yo nan lòd yo konpare pil yo diferan, se konsèp nan kapasite espesifik prezante. Kapasite espesifik refere a kapasite sibstans aktif mas inite a oswa elektwòd volim inite a, ki rele kapasite espesifik mas oswa kapasite espesifik volim. Metòd kalkil abityèl la se: kapasite espesifik = kapasite premye egzeyat batri / (mas sibstans aktif * to itilizasyon sibstans aktif)

Faktè ki afekte kapasite batri a:

a. Aktyèl egzeyat batri a: pi gwo aktyèl la, kapasite pwodiksyon an diminye;

b. Tanperati egzeyat batri a: lè tanperati a diminye, kapasite pwodiksyon an diminye;

c. Vòltaj la koupe egzeyat nan batri a: tan an egzeyat mete pa materyèl la elektwòd ak limit la nan reyaksyon an elektwòd tèt li se jeneralman 3.0V oswa 2.75V.

d. Tan chaj ak egzeyat nan batri a: apre plizyè chaj ak egzeyat nan batri a, akòz echèk nan materyèl la elektwòd, batri a yo pral kapab diminye kapasite nan egzeyat nan batri a.

e. Kondisyon yo chaje nan batri a: pousantaj chaje, tanperati, koupe vòltaj afekte kapasite batri a, konsa detèmine kapasite nan egzeyat.

 Metòd pou detèmine kapasite batri a:

Diferan endistri yo gen diferan tès estanda selon kondisyon travay yo. Pou batri ityòm-ion pou pwodwi 3C, dapre estanda nasyonal GB / T18287-2000 spesifikasyon jeneral pou batri ityòm-ion pou telefòn selilè, metòd tès kapasite rated batri a se jan sa a: a) chaje: 0.2C5A chaje; b) egzeyat: 0.2C5A egzeyat; c) senk sik, youn nan yo ki kalifye.

Pou endistri machin elektrik la, dapre estanda nasyonal GB / T 31486-2015 Kondisyon pèfòmans elektrik ak metòd tès pou batri pouvwa pou machin elektrik, kapasite nominal batri a refere a kapasite batri a (Ah) pibliye nan tanperati chanm. ak 1I1 (A) aktyèl egzeyat yo rive jwenn vòltaj la revokasyon, nan ki I1 se 1 èdtan pousantaj egzeyat aktyèl, ki gen valè ki egal a C1 (A). Metòd tès la se:

A) Nan tanperati chanm, sispann vòltaj la konstan lè chaje ak chaj aktyèl konstan nan vòltaj la revokasyon chaje ki espesifye nan antrepriz la, epi sispann chaje a lè aktyèl la revokasyon chaj desann nan 0.05I1 (A), epi kenbe chaje a pou 1h apre. chaje.

Bb) Nan tanperati chanm, batri a egzeyate ak 1I1 (A) aktyèl jiskaske egzeyat la rive nan vòltaj revokasyon egzeyat ki espesifye nan kondisyon teknik antrepriz yo;

C) mezire kapasite egzeyat (mezire pa Ah), kalkile enèji espesifik egzeyat la (mezire pa Wh / kg);

3 d) Repete etap a) -) c) 5 fwa. Lè diferans ekstrèm 3 tès youn apre lòt se mwens pase 3% nan kapasite nominal la, tès la ka fini davans epi rezilta 3 dènye tès yo ka fè mwayèn.

(3) Eta chaj, SOC

SOC (State of Charge) se yon eta chaj, ki reprezante rapò kapasite ki rete a nan batri a ak eta plen chaje li apre yon peryòd de tan oswa yon tan long anba yon to egzeyat sèten. Metòd "vòltaj sikwi louvri + entegrasyon lè-tan" metòd itilize metòd vòltaj sikwi louvri pou estime kapasite chaj inisyal eta batri a, ak Lè sa a, sèvi ak metòd entegrasyon èdtan-tan pou jwenn pouvwa a konsome pa a. -tan metòd entegrasyon. Pouvwa a konsome se pwodwi a nan aktyèl la egzeyat ak tan an egzeyat, ak pouvwa ki rete a egal a diferans ki genyen ant pouvwa inisyal la ak pouvwa a boule. Estimasyon matematik SOC ant vòltaj sikwi louvri ak entegral yon èdtan se:

Ki kote CN se kapasite nominal la; η se efikasite chaj-egzeyat la; T se tanperati itilizasyon batri a; I se kouran batri a; t se tan an egzeyat batri.

DOD (pwofondè nan egzeyat) se pwofondè egzeyat la, yon mezi degre nan egzeyat, ki se pousantaj la nan kapasite nan egzeyat nan kapasite nan egzeyat total. Pwofondè nan egzeyat gen yon gwo relasyon ak lavi a nan batri a: pi fon pwofondè nan egzeyat, se pi kout lavi a. Relasyon an kalkile pou SOC = 100% -DOD

4) Enèji ak enèji espesifik

Enèji elektrik ke batri a ka pwodwi pa fè travay ekstèn nan sèten kondisyon yo rele enèji nan batri a, ak inite a jeneralman eksprime nan wh. Nan koub egzeyat la, enèji a kalkile jan sa a: W = U (t) * I (t) dt. Nan egzeyat aktyèl konstan, W = I * U (t) dt = Li * u (u se vòltaj la egzeyat mwayèn, t se tan an egzeyat)

a. Enèji teyorik

Pwosesis egzeyat batri a se nan yon eta ekilib, ak vòltaj la egzeyat kenbe valè a nan fòs elektwomotif (E), ak to itilizasyon sibstans aktif la se 100%. Anba kondisyon sa a, enèji pwodiksyon batri a se enèji teyorik, se sa ki, travay maksimòm batri a revèsib fè anba tanperati konstan ak presyon.

b. Enèji aktyèl la

Enèji pwodiksyon aktyèl la nan egzeyat batri a rele enèji aktyèl la, règleman endistri machin elektrik ("GB / T 31486-2015 Power Battery Elektrik Pèfòmans Kondisyon ak Metòd Tès pou machin elektrik"), batri a nan tanperati chanm ak 1I1 (A). ) egzeyat aktyèl la, yo rive jwenn enèji (Wh) lage pa vòltaj la revokasyon, ki rele enèji a rated.

c. enèji espesifik

Enèji yon batri bay pou chak mas inite ak pou chak volim inite yo rele enèji espesifik mas oswa enèji espesifik volim, ki rele tou dansite enèji. Nan inite wh / kg oswa wh / L.

[Fòm debaz koub egzeyat la]

Fòm ki pi fondamantal nan koub egzeyat la se koub vòltaj-tan ak tan aktyèl la. Atravè transfòmasyon kalkil aks tan an, koub egzeyat komen tou gen koub vòltaj-kapasite (kapasite espesifik), koub vòltaj-enèji (enèji espesifik), koub vòltaj-SOC ak sou sa.

(1) Voltage-tan ak koub tan aktyèl la

Figi 9 Koub vòltaj-tan ak aktyèl-tan

(2) Koub vòltaj-kapasite

Figi 10 Koub vòltaj-kapasite

(3) Koub vòltaj-enèji

Figi Figi 11. Koub vòltaj-enèji

[Dokimantasyon referans]

• Wang Chao, et al. Konparezon chaj ak egzeyat karakteristik kouran konstan ak pouvwa konstan nan aparèy depo enèji elektwochimik [J]. Syans depo enèji ak teknoloji.2017(06):1313-1320.
• Eom KS，Joshi T，Bordes A，et al.Desen an nan yon batri Li-ion plen selil lè l sèvi avèk yon nano Silisyòm ak nano milti-kouch grafèn anod konpoze [J]
• Guo Jipeng, et al. Konparezon konstan aktyèl ak konstan pouvwa tès karakteristik pil ityòm fè fosfat [J].storage battery.2017(03):109-115
• Marinaro M，Yoon D，Gabrielli G，et al.High pèfòmans 1.2 Ah Si-alloy/Graphite|LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2 pwototip Li-ion batri[J].Journal of Power Sources.2017，357(Sipleman C):188-197.