Kenningin um hleðslu og losun litíums og hönnun raforkureikningsaðferðar(1)

1. Kynning á litíumjónarafhlöðu

1.1 Gjaldsástand (SOC)

Hægt er að skilgreina hleðsluástand sem ástand tiltækrar raforku í rafhlöðunni, venjulega gefið upp sem hundraðshluti.Vegna þess að tiltæk raforka er breytileg eftir hleðslu- og afhleðslustraumi, hitastigi og öldrun, er skilgreiningu á hleðsluástandi einnig skipt í tvær tegundir: Absolute State-Of-Charge (ASOC) og Relative State-Of-Charge (RSOC) .

Almennt er hlutfallslegt hleðsluástand 0% – 100%, á meðan það er 100% þegar rafhlaðan er fullhlaðin og 0% þegar hún er fullhlaðin.Heildarástand hleðslu er viðmiðunargildi sem er reiknað út í samræmi við hönnuð föst getugildi þegar rafhlaðan er framleidd.Algert hleðsluástand nýrrar fullhlaðnar rafhlöðu er 100%;Jafnvel þótt öldrun rafhlaðan sé fullhlaðin getur hún ekki náð 100% við mismunandi hleðslu- og afhleðsluskilyrði.

Eftirfarandi mynd sýnir sambandið milli spennu og rafgeymisgetu við mismunandi afhleðsluhraða.Því hærra sem afhleðsluhraði er, því minni getu rafhlöðunnar.Þegar hitastigið er lágt mun rafhlaðan einnig minnka.

1

2

Mynd 1. Samband spennu og afkastagetu við mismunandi losunarhraða og hitastig

1.2 Hámarks hleðsluspenna

Hámarks hleðsluspenna tengist efnasamsetningu og eiginleikum rafhlöðunnar.Hleðsluspenna litíum rafhlöðunnar er venjulega 4,2V og 4,35V og spennugildi bakskauts- og rafskautsefna eru mismunandi.

1.3 Fullhlaðin

Þegar munur á rafhlöðuspennu og hámarkshleðsluspennu er minni en 100mV og hleðslustraumurinn er minnkaður í C/10, má líta á rafhlöðuna sem fullhlaðna.Full hleðsluskilyrði eru mismunandi eftir eiginleikum rafhlöðunnar.

Myndin hér að neðan sýnir dæmigerða litíum rafhlöðuhleðsluferil.Þegar rafhlaðaspennan er jöfn hámarks hleðsluspennu og hleðslustraumurinn er lækkaður í C/10 telst rafhlaðan vera fullhlaðin

图3

Mynd 2. Hleðsluferill litíum rafhlöðu

1.4 Lágmarkshleðsluspenna

Hægt er að skilgreina lágmarkshleðsluspennu með stöðvunarspennu, sem er venjulega spennan þegar hleðsluástandið er 0%.Þetta spennugildi er ekki fast gildi, heldur breytist með álagi, hitastigi, öldrun eða öðrum þáttum.

1.5 Full útskrift

Þegar rafhlöðuspennan er minni en eða jöfn lágmarkshleðsluspennu er hægt að kalla það algjöra afhleðslu.

1.6 Hleðslu- og losunarhraði (C-Rate)

Hleðsluhraði er framsetning hleðslu-úthleðslustraums miðað við getu rafhlöðunnar.Til dæmis, ef þú notar 1C til að tæma í eina klukkustund, helst, mun rafhlaðan tæmast alveg.Mismunandi hleðslu- og losunarhraði mun leiða til mismunandi nothæfrar getu.Almennt, því hærra sem hleðsluhraði er, því minni er tiltæk afkastageta.

1.7 Hringrásarlíf

Fjöldi lota vísar til fjölda heildarhleðslu og afhleðslu rafhlöðu, sem hægt er að áætla með raunverulegri losunargetu og hönnunargetu.Þegar uppsöfnuð losunargeta er jöfn hönnunargetu skal fjöldi lota vera ein.Almennt, eftir 500 hleðslu- og afhleðslulotur, mun afkastageta fullhlaðna rafhlöðunnar minnka um 10% ~ 20%.

4

Mynd 3. Tengsl hringrásartíma og rafhlöðugetu

1.8 Sjálfsútskrift

Sjálfsafhleðsla allra rafhlaðna mun aukast með hækkun hitastigs.Sjálfsafhleðsla er í grundvallaratriðum ekki framleiðslugalli, heldur eiginleikar rafhlöðunnar sjálfrar.Hins vegar mun óviðeigandi meðferð í framleiðsluferlinu einnig valda aukinni sjálflosun.Almennt mun sjálfsafhleðsluhraðinn tvöfaldast þegar hitastig rafhlöðunnar hækkar um 10 ° C. Sjálfsafhleðslugeta litíumjónarafhlöðu er um 1-2% á mánuði, en ýmissa nikkel rafhlaðna er 10- 15% á mánuði.

5

Mynd 4. Afköst sjálfsafhleðsluhraða litíum rafhlöðu við mismunandi hitastig


Pósttími: Feb-07-2023