लिथियम-आयन बैटरी की पैक डिस्चार्ज क्षमता को प्रभावित करने वाले कारक

लिथियम आयन बैटरी पैक एक महत्वपूर्ण उत्पाद है जो सेल की स्क्रीनिंग, ग्रुपिंग, ग्रुपिंग और असेंबली के बाद विद्युत प्रदर्शन परीक्षण करता है, और यह निर्धारित करता है कि क्षमता और दबाव अंतर योग्य है या नहीं।

बैटरी श्रृंखला-समानांतर मोनोमर बैटरी पैक में विशेष विचारों के बीच स्थिरता है, केवल अच्छी क्षमता है, चार्ज राज्य, जैसे आंतरिक प्रतिरोध, खेलने और रिलीज करने के लिए स्वयं-निर्वहन स्थिरता प्राप्त की जा सकती है, बैटरी की क्षमता खराब स्थिरता गंभीर रूप से प्रभावित कर सकती है संपूर्ण बैटरी प्रदर्शन, यहां तक ​​कि चार्जिंग या डिस्चार्जिंग का कारण भी है कि वे सुरक्षित छिपी हुई परेशानी का कारण बनते हैं।मोनोमर की संगति में सुधार करने के लिए अच्छी रचना विधि एक प्रभावी तरीका है।

लिथियम आयन बैटरी परिवेश के तापमान से प्रतिबंधित है, बहुत अधिक या बहुत कम तापमान बैटरी क्षमता को प्रभावित करेगा।यदि बैटरी लंबे समय तक उच्च तापमान पर काम करती है तो बैटरी का चक्र जीवन प्रभावित हो सकता है।यदि तापमान बहुत कम है, तो क्षमता को खेलना मुश्किल होगा।डिस्चार्ज दर उच्च धारा पर बैटरी की चार्जिंग और डिस्चार्जिंग की क्षमता को दर्शाती है।यदि डिस्चार्ज दर बहुत छोटी है, तो चार्जिंग और डिस्चार्जिंग की गति धीमी है, जो परीक्षण दक्षता को प्रभावित करती है।यदि दर बहुत बड़ी है, तो ध्रुवीकरण प्रभाव और बैटरी के थर्मल प्रभाव के कारण क्षमता कम हो जाएगी, इसलिए उपयुक्त चार्ज और डिस्चार्ज दर चुनना आवश्यक है।

1. विन्यास की संगति

अच्छी व्यवस्था न केवल सेल की उपयोग दर में सुधार कर सकती है, बल्कि सेल की स्थिरता को भी नियंत्रित कर सकती है, जो बैटरी पैक की अच्छी निर्वहन क्षमता और चक्र स्थिरता प्राप्त करने का आधार है।हालांकि, खराब बैटरी क्षमता के मामले में एसी प्रतिबाधा की फैलाव डिग्री तेज हो जाएगी, जिससे साइकिल प्रदर्शन और बैटरी पैक की उपलब्ध क्षमता कमजोर हो जाएगी।बैटरी के विशिष्ट वेक्टर के आधार पर बैटरी विन्यास की एक विधि प्रस्तावित है।यह फीचर वेक्टर एक बैटरी के चार्ज और डिस्चार्ज वोल्टेज डेटा और एक मानक बैटरी के बीच समानता को दर्शाता है।बैटरी का चार्ज-डिस्चार्ज कर्व मानक वक्र के जितना करीब होता है, उसकी समानता उतनी ही अधिक होती है, और सहसंबंध गुणांक 1 के करीब होता है। यह विधि मुख्य रूप से मोनोमर वोल्टेज के सहसंबंध गुणांक पर आधारित है, जो अन्य मापदंडों के साथ संयुक्त है। बेहतर परिणाम प्राप्त करें।इस दृष्टिकोण के साथ कठिनाई एक मानक बैटरी फीचर वेक्टर की आपूर्ति करना है।उत्पादन स्तर की बाधाओं के कारण, प्रत्येक बैच में उत्पादित कोशिकाओं के बीच अंतर होना तय है, और प्रत्येक बैच के लिए उपयुक्त फीचर वेक्टर प्राप्त करना बहुत मुश्किल है।

एकल कोशिकाओं के बीच अंतर मूल्यांकन पद्धति का विश्लेषण करने के लिए मात्रात्मक विश्लेषण का उपयोग किया गया था।सबसे पहले, बैटरी के प्रदर्शन को प्रभावित करने वाले प्रमुख बिंदुओं को गणितीय विधि द्वारा निकाला गया, और फिर बैटरी के प्रदर्शन के व्यापक मूल्यांकन और तुलना का एहसास करने के लिए गणितीय अमूर्तता को अंजाम दिया गया।बैटरी प्रदर्शन के गुणात्मक विश्लेषण को मात्रात्मक विश्लेषण में बदल दिया गया था, और बैटरी प्रदर्शन के इष्टतम आवंटन के लिए एक व्यावहारिक सरल विधि को आगे रखा गया था।व्यापक प्रदर्शन मूल्यांकन प्रणाली के सेल चयन सेट के आधार पर प्रस्तावित है, ग्रे सहसंबंध डिग्री और उद्देश्य माप के व्यक्तिपरक डेल्फी ग्रेड होगा, बैटरी बहु-पैरामीटर ग्रे सहसंबंध मॉडल स्थापित किया गया है, और मूल्यांकन मानक के रूप में एकल सूचकांक की एकतरफाता को दूर करता है, लागू करता है पावर टाइप पावर लिथियम आयन बैटरी का प्रदर्शन मूल्यांकन, मूल्यांकन परिणामों से प्राप्त सहसंबंध डिग्री बैटरी के बाद के चयन और आवंटन के लिए एक विश्वसनीय सैद्धांतिक आधार प्रदान करता है।

समूह विधि के साथ महत्वपूर्ण गतिशील विशेषताएं समूह के साथ फ़ंक्शन को प्राप्त करने के लिए बैटरी चार्ज और डिस्चार्ज वक्र के अनुसार हैं, इसका ठोस कार्यान्वयन चरण वक्र पर सुविधा बिंदु निकालने के लिए है, पहले एक फीचर वेक्टर बनाने के लिए, दूरी के बीच प्रत्येक वक्र के अनुसार संकेतकों के सेट के लिए फीचर वेक्टर के बीच, वक्र के वर्गीकरण का एहसास करने के लिए उपयुक्त एल्गोरिदम चुनकर, और फिर समूह प्रक्रिया की बैटरी को पूरा करें।यह विधि ऑपरेशन में बैटरी के प्रदर्शन भिन्नता पर विचार करती है।इसके आधार पर, बैटरी कॉन्फ़िगरेशन को पूरा करने के लिए अन्य उपयुक्त मापदंडों का चयन किया जाता है, और अपेक्षाकृत सुसंगत प्रदर्शन वाली बैटरी को सॉर्ट किया जा सकता है।

2. चार्जिंग विधि

उचित चार्जिंग सिस्टम का बैटरी की डिस्चार्ज क्षमता पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।यदि चार्जिंग की गहराई कम है, तो डिस्चार्ज क्षमता में तदनुसार कमी आएगी।यदि चार्जिंग की गहराई बहुत कम है, तो बैटरी के रासायनिक सक्रिय पदार्थ प्रभावित होंगे और अपरिवर्तनीय क्षति होगी, जिससे बैटरी की क्षमता और जीवन में कमी आएगी।इसलिए, चार्जिंग दक्षता और सुरक्षा और स्थिरता को अनुकूलित करते हुए, चार्जिंग क्षमता हासिल की जा सकती है, यह सुनिश्चित करने के लिए उपयुक्त चार्जिंग दर, ऊपरी सीमा वोल्टेज और निरंतर वोल्टेज कटऑफ वर्तमान का चयन किया जाना चाहिए।वर्तमान में, पावर लिथियम आयन बैटरी ज्यादातर निरंतर-वर्तमान-निरंतर-वोल्टेज चार्जिंग मोड को अपनाती है।विभिन्न चार्जिंग धाराओं और विभिन्न कटऑफ वोल्टेज के तहत लिथियम आयरन फॉस्फेट सिस्टम और टर्नरी सिस्टम बैटरी के निरंतर-वर्तमान और निरंतर-वोल्टेज चार्जिंग परिणामों का विश्लेषण करके, यह देखा जा सकता है कि1) जब चार्जिंग कटऑफ वोल्टेज समय पर होता है, तो चार्जिंग करंट बढ़ता है, निरंतर-वर्तमान अनुपात घटता है, चार्जिंग समय कम होता है, लेकिन ऊर्जा की खपत बढ़ जाती है;(2) जब चार्जिंग करंट समय पर होता है, तो चार्जिंग कट-ऑफ वोल्टेज में कमी के साथ, निरंतर करंट चार्जिंग अनुपात कम हो जाता है, चार्जिंग क्षमता और ऊर्जा दोनों कम हो जाती हैं।बैटरी की क्षमता सुनिश्चित करने के लिए, लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी का चार्जिंग कट-ऑफ वोल्टेज 3.4V से कम नहीं होना चाहिए।चार्जिंग समय और ऊर्जा हानि को संतुलित करने के लिए, उपयुक्त चार्जिंग करंट और कट-ऑफ समय चुनें।

प्रत्येक मोनोमर के एसओसी की स्थिरता काफी हद तक बैटरी पैक की डिस्चार्ज क्षमता को निर्धारित करती है, और संतुलित चार्जिंग प्रत्येक मोनोमर डिस्चार्ज के प्रारंभिक एसओसी प्लेटफॉर्म की समानता का एहसास करने की संभावना प्रदान करती है, जो डिस्चार्ज क्षमता और डिस्चार्ज दक्षता (डिस्चार्ज क्षमता / कॉन्फ़िगरेशन क्षमता) में सुधार कर सकती है। )चार्जिंग में बैलेंसिंग मोड चार्जिंग प्रक्रिया में पावर लिथियम आयन बैटरी के संतुलन को संदर्भित करता है।यह आमतौर पर तब संतुलित होना शुरू हो जाता है जब बैटरी पैक का वोल्टेज सेट वोल्टेज तक पहुंच जाता है या उससे अधिक हो जाता है, और चार्जिंग करंट को कम करके ओवरचार्जिंग को रोकता है।

बैटरी पैक में अलग-अलग कोशिकाओं की विभिन्न अवस्थाओं के अनुसार, बैटरी पैक की त्वरित चार्जिंग का एहसास करने और चार्जिंग को ठीक करके बैटरी पैक के चक्र जीवन पर असंगत व्यक्तिगत कोशिकाओं के प्रभाव को समाप्त करने के लिए एक संतुलित चार्जिंग नियंत्रण रणनीति का प्रस्ताव किया गया था। बैटरी पैक के संतुलित चार्जिंग कंट्रोल सर्किट मॉडल के माध्यम से अलग-अलग कोशिकाओं की धारा।विशेष रूप से, लिथियम आयन बैटरी पैक की समग्र ऊर्जा को सिग्नल स्विच करके अलग-अलग बैटरी में पूरक किया जा सकता है, या व्यक्तिगत बैटरी की ऊर्जा को समग्र बैटरी पैक में परिवर्तित किया जा सकता है।बैटरी स्ट्रिंग चार्जिंग के दौरान, बैलेंसिंग मॉड्यूल प्रत्येक बैटरी के वोल्टेज की जांच करता है।जब वोल्टेज एक निश्चित मूल्य तक पहुँच जाता है, तो संतुलन मॉड्यूल काम करना शुरू कर देता है।चार्जिंग वोल्टेज को कम करने के लिए सिंगल बैटरी में चार्जिंग करंट को शंट किया जाता है, और ऊर्जा को रूपांतरण के लिए मॉड्यूल के माध्यम से चार्जिंग बस में वापस फीड किया जाता है, ताकि संतुलन के उद्देश्य को प्राप्त किया जा सके।

कुछ लोगों ने वैरिएबल चार्जिंग इक्वलाइजेशन का समाधान सामने रखा।इस पद्धति का समीकरण विचार यह है कि कम ऊर्जा वाले एकल सेल को केवल अतिरिक्त ऊर्जा की आपूर्ति की जाती है, जो उच्च ऊर्जा के साथ एकल कोशिका की ऊर्जा को बाहर निकालने की प्रक्रिया को रोकता है, जो समीकरण सर्किट की टोपोलॉजी को बहुत सरल करता है।यही है, एक अच्छा संतुलन प्रभाव प्राप्त करने के लिए अलग-अलग ऊर्जा राज्यों के साथ अलग-अलग बैटरी चार्ज करने के लिए अलग-अलग चार्जिंग दरों का उपयोग किया जाता है।

3. निर्वहन दर

पावर टाइप लिथियम आयन बैटरी के लिए डिस्चार्ज रेट एक बहुत ही महत्वपूर्ण इंडेक्स है।बैटरी की बड़ी डिस्चार्ज दर सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री और इलेक्ट्रोलाइट के लिए एक परीक्षण है।लिथियम आयरन फॉस्फेट के लिए, इसकी स्थिर संरचना, चार्ज और डिस्चार्ज के दौरान छोटा तनाव होता है, और इसमें बड़े करंट डिस्चार्ज की बुनियादी स्थितियां होती हैं, लेकिन प्रतिकूल कारक लिथियम आयरन फॉस्फेट की खराब चालकता है।इलेक्ट्रोलाइट में लिथियम आयन की प्रसार दर बैटरी की डिस्चार्ज दर को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक है, और बैटरी में आयन का प्रसार बैटरी की संरचना और इलेक्ट्रोलाइट एकाग्रता से निकटता से संबंधित है।

इसलिए, अलग-अलग डिस्चार्ज दरों से बैटरी के अलग-अलग डिस्चार्ज टाइम और डिस्चार्ज वोल्टेज प्लेटफॉर्म होते हैं, जिससे अलग-अलग डिस्चार्ज क्षमताएं होती हैं, खासकर समानांतर बैटरी के लिए।इसलिए, उचित निर्वहन दर का चयन किया जाना चाहिए।डिस्चार्ज करंट के बढ़ने के साथ बैटरी की उपलब्ध क्षमता कम हो जाती है।

जियांग Cuina आदि आयरन फॉस्फेट लिथियम-आयन बैटरी मोनोमर की निर्वहन दर का अध्ययन करने के लिए क्षमता का निर्वहन कर सकते हैं, एक ही प्रकार की प्रारंभिक स्थिरता के एक सेट का प्रभाव बेहतर मोनोमर बैटरी 1 सी वर्तमान चार्ज में 3.8 वी, फिर क्रमशः 0.1 से है, 0.2, 0.5, 1, 2, 3 सी डिस्चार्ज की 2.5 वी की दर, वोल्टेज और डिस्चार्ज पावर कर्व के बीच संबंध रिकॉर्ड करें, चित्र 1 देखें। प्रयोगात्मक परिणाम बताते हैं कि 1 और 2 सी की जारी क्षमता 97.8% और 96.5 है C/3 की जारी क्षमता का%, और जारी ऊर्जा क्रमशः C/3 की जारी ऊर्जा का 97.2% और 94.3% है।यह देखा जा सकता है कि डिस्चार्ज करंट में वृद्धि के साथ, लिथियम आयन बैटरी की रिलीज क्षमता और रिलीज की गई ऊर्जा में काफी कमी आती है।

लिथियम आयन बैटरी के निर्वहन में, राष्ट्रीय मानक 1C आमतौर पर चुना जाता है, और अधिकतम डिस्चार्ज करंट आमतौर पर 2 ~ 3C तक सीमित होता है।उच्च धारा के साथ निर्वहन करते समय, एक बड़ा तापमान वृद्धि और ऊर्जा हानि होगी।इसलिए, बैटरी की क्षति को रोकने और बैटरी जीवन को छोटा करने के लिए वास्तविक समय में बैटरी स्ट्रिंग्स के तापमान की निगरानी करें।

4. तापमान की स्थिति

बैटरी में इलेक्ट्रोड सामग्री और इलेक्ट्रोलाइट प्रदर्शन की गतिविधि पर तापमान का महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।बैटरी की क्षमता उच्च या निम्न तापमान से बहुत प्रभावित होती है।

कम तापमान पर, बैटरी की गतिविधि काफी कम हो जाती है, लिथियम को एम्बेड करने और छोड़ने की क्षमता कम हो जाती है, बैटरी का आंतरिक प्रतिरोध और ध्रुवीकरण वोल्टेज बढ़ जाता है, वास्तविक उपलब्ध क्षमता कम हो जाती है, बैटरी की डिस्चार्ज क्षमता कम हो जाती है, डिस्चार्ज प्लेटफॉर्म कम है, बैटरी डिस्चार्ज कट-ऑफ वोल्टेज तक पहुंचना आसान है, जो कि बैटरी उपलब्ध क्षमता कम होने के रूप में प्रकट होता है, बैटरी ऊर्जा उपयोग दक्षता कम हो जाती है।

जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, लिथियम आयन निकलते हैं और सकारात्मक और नकारात्मक ध्रुवों के बीच सक्रिय हो जाते हैं, इसलिए बैटरी का आंतरिक प्रतिरोध कम हो जाता है और ग्रिप का समय लंबा हो जाता है, जिससे बाहरी सर्किट में इलेक्ट्रॉनिक बैंड की गति बढ़ जाती है और क्षमता अधिक प्रभावी हो जाती है।हालांकि, अगर बैटरी लंबे समय तक उच्च तापमान पर काम करती है, तो सकारात्मक जाली संरचना की स्थिरता खराब हो जाएगी, बैटरी की सुरक्षा कम हो जाएगी, और बैटरी का जीवन काफी छोटा हो जाएगा।

ज़े ली एट अल।बैटरी की वास्तविक निर्वहन क्षमता पर तापमान के प्रभाव का अध्ययन किया, और विभिन्न तापमानों पर बैटरी की वास्तविक निर्वहन क्षमता का मानक निर्वहन क्षमता (25 ℃ पर 1C निर्वहन) के अनुपात को दर्ज किया।तापमान के साथ बैटरी क्षमता में बदलाव, हम प्राप्त कर सकते हैं: जहां: सी बैटरी क्षमता है;टी तापमान है;R2 फिटिंग का सहसंबंध गुणांक है।प्रयोगात्मक परिणाम बताते हैं कि बैटरी की क्षमता कम तापमान पर तेजी से घटती है, लेकिन कमरे के तापमान पर तापमान में वृद्धि के साथ बढ़ जाती है।बैटरी की क्षमता -40 ℃ नाममात्र मूल्य का केवल एक तिहाई है, जबकि 0 ℃ से 60 ℃ पर, बैटरी की क्षमता नाममात्र क्षमता के 80 प्रतिशत से बढ़कर 100 प्रतिशत हो जाती है।

विश्लेषण से पता चलता है कि कम तापमान पर ओमिक प्रतिरोध के परिवर्तन की दर उच्च तापमान की तुलना में अधिक है, जो इंगित करता है कि कम तापमान का बैटरी की गतिविधि पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है, इस प्रकार बैटरी को प्रभावित किया जा सकता है।तापमान में वृद्धि के साथ, चार्जिंग और डिस्चार्जिंग प्रक्रिया का ओमिक प्रतिरोध और ध्रुवीकरण प्रतिरोध कम हो जाता है।हालांकि, उच्च तापमान पर, बैटरी में रासायनिक प्रतिक्रिया संतुलन और सामग्री स्थिरता नष्ट हो जाएगी, जिसके परिणामस्वरूप संभावित पक्ष प्रतिक्रियाएं होंगी, जो बैटरी की क्षमता और आंतरिक प्रतिरोध को प्रभावित करेगी, जिसके परिणामस्वरूप छोटा चक्र जीवन और यहां तक ​​कि सुरक्षा भी कम हो जाएगी।

इसलिए, उच्च तापमान और निम्न तापमान दोनों लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी के प्रदर्शन और सेवा जीवन को प्रभावित करेंगे।वास्तविक कार्य प्रक्रिया में, बैटरी थर्मल प्रबंधन जैसे नए तरीकों को अपनाया जाना चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि बैटरी उपयुक्त तापमान की स्थिति में काम करती है।बैटरी पैक परीक्षण लिंक में 25 ℃ का निरंतर तापमान परीक्षण कक्ष स्थापित किया जा सकता है।