Is e toradh cudromach a th’ ann am PACK bataraidh lithium-ion a nì deuchainn dèanadais dealain às deidh sgrìonadh, cruinneachadh, cruinneachadh agus co-chruinneachadh cealla, agus a cho-dhùineas a bheil an comas agus an eadar-dhealachadh cuideam barrantaichte.
Is e monomer sreath bataraidh-co-shìnte an cunbhalachd eadar gu cùisean sònraichte ann am PACK bataraidh, chan eil ach comas math, staid fo chasaid, leithid strì an aghaidh a-staigh, faodar cunbhalachd fèin-sgaoilidh a choileanadh airson cluich agus leigeil ma sgaoil, comas bataraidh ma bheir droch sheasmhachd buaidh mhòr air. coileanadh bataraidh gu h-iomlan, eadhon adhbhar cosgais no sgaoileadh a dh’ adhbhraicheas iad trioblaid falaichte sàbhailte.Tha deagh dhòigh sgrìobhaidh na dhòigh èifeachdach air seasmhachd monomer a leasachadh.
Tha bataraidh ion lithium air a chuingealachadh leis an teòthachd àrainneachd, bheir teòthachd ro àrd no ro ìosal buaidh air comas bataraidh.Dh’ fhaodadh buaidh a bhith aig beatha baidhsagal a’ bhataraidh ma bhios am bataraidh ag obair aig teòthachd àrd airson ùine mhòr.Ma tha an teòthachd ro ìosal, bidh an comas duilich a chluich.Tha an ìre sgaoilidh a’ nochdadh comas a’ bhataraidh airson cosgais agus sgaoileadh aig sruth àrd.Ma tha an ìre sgaoilidh ro bheag, tha an astar cosgais is sgaoilidh slaodach, a bheir buaidh air èifeachdas deuchainn.Ma tha an ìre ro mhòr, thèid an comas a lughdachadh mar thoradh air buaidh polarization agus buaidh teirmeach a ’bhataraidh, agus mar sin feumar an ìre cosgais is sgaoilidh iomchaidh a thaghadh.
1. Co-chòrdadh rèiteachaidh
Faodaidh rèiteachadh math chan e a-mhàin ìre cleachdaidh na cealla adhartachadh, ach cuideachd smachd a chumail air cunbhalachd na cealla, a tha mar bhunait air deagh chomas sgaoilidh agus seasmhachd baidhsagal a ’phacaid bataraidh a choileanadh.Ach, thèid an ìre sgaoilidh de bhacadh AC a dhianachadh ann an cùis droch chomas bataraidh, a lagaicheas coileanadh baidhsagal agus comas pacaid bataraidh a tha ri fhaighinn.Thathas a’ moladh dòigh airson rèiteachadh bataraidh stèidhichte air vectar àbhaisteach bataraidhean.Tha an vectar feart seo a’ nochdadh na tha coltach ri dàta bholtachd cosgais is sgaoilidh aon bhataraidh agus dàta bataraidh àbhaisteach.Mar as fhaisge a tha lùb cosgais-sgaoilidh a’ bhataraidh air an lùb àbhaisteach, is ann as àirde a tha e coltach, agus mar as fhaisge a tha an co-èifeachd co-dhàimh gu 1. Tha an dòigh seo stèidhichte sa mhòr-chuid air co-èifeachd co-dhàimh bholtachd monomer, còmhla ri paramadairean eile gu toraidhean nas fheàrr fhaighinn.Is e an duilgheadas leis an dòigh-obrach seo vectar feart bataraidh àbhaisteach a thoirt seachad.Air sgàth cuingealachaidhean ìre toraidh, tha e coltach gum bi eadar-dhealachaidhean eadar na ceallan a chaidh a thoirt a-mach anns gach baidse, agus tha e gu math duilich vectar feart fhaighinn a tha iomchaidh airson gach baidse.
Chaidh mion-sgrùdadh cainneachdail a chleachdadh gus sgrùdadh a dhèanamh air an eadar-dhealachadh dòigh measaidh eadar ceallan singilte.An toiseach, chaidh na prìomh phuingean a thug buaidh air coileanadh bataraidh a thoirt a-mach le modh matamataigeach, agus an uairsin chaidh an tarraing matamataigeach a dhèanamh gus measadh farsaing agus coimeas a dhèanamh air coileanadh bataraidh.Chaidh mion-sgrùdadh càileachdail air coileanadh bataraidh atharrachadh gu mion-sgrùdadh cainneachdail, agus chaidh dòigh practaigeach sìmplidh a chuir air adhart airson an riarachadh as fheàrr de choileanadh bataraidh.Air a mholadh stèidhichte air seata taghadh cealla de shiostam measaidh dèanadais coileanta, bidh e cuspaireil ìre Delphi de cheum co-dhàimh ghlas agus tomhas amas, thathas a’ stèidheachadh modal co-dhàimh liath ioma-paramadair bataraidh, agus a ’faighinn thairis air aon-thaobhach clàr-amais singilte mar ìre measaidh, innealan measadh coileanaidh bataraidh lithium-ion cumhachd seòrsa cumhachd, Tha an ìre co-dhàimh a gheibhear bho na toraidhean measaidh a’ toirt seachad bunait teòiridheach earbsach airson taghadh agus riarachadh bataraidhean nas fhaide air adhart.
Tha feartan fiùghantach cudromach le modh buidhne a rèir cosgais bataraidh agus lùb sgaoilidh gus an gnìomh a choileanadh leis a’ bhuidheann, is e a cheum buileachaidh concrait a bhith a’ toirt a-mach a’ phuing feart air an lùb, an toiseach gus vectar feart a chruthachadh, a rèir gach lùb eadar an astar eadar an vectar feart airson an t-seata de chomharran, le bhith a 'taghadh iomchaidh algairim a thoirt gu buil an seòrsachadh an lùb, agus an uair sin crìoch a chur air bataraidh a' phròiseas buidhne.Tha an dòigh seo a 'beachdachadh air coileanadh eadar-dhealachadh a' bhataraidh ann an obrachadh.Air bunait seo, tha paramadairean iomchaidh eile air an taghadh gus rèiteachadh bataraidh a dhèanamh, agus faodar am bataraidh le coileanadh an ìre mhath cunbhalach a sheòrsachadh.
2. Modh cosgais
Tha buaidh chudromach aig an t-siostam cosgais cheart air comas sgaoilidh bataraidhean.Ma tha an doimhneachd cosgais ìosal, lughdaichidh an comas sgaoilidh a rèir sin.Ma tha an doimhneachd cosgais ro ìosal, thèid buaidh a thoirt air stuthan gnìomhach ceimigeach a ’bhataraidh agus thèid milleadh nach gabh a thoirt air ais adhbhrachadh, a’ lughdachadh comas agus beatha a ’bhataraidh.Mar sin, bu chòir ìre cosgais iomchaidh, bholtadh crìoch àrd agus sruth gearraidh bholtachd seasmhach a thaghadh gus dèanamh cinnteach gun tèid an comas cosgais a choileanadh, agus aig an aon àm a’ leasachadh èifeachdas cosgais agus sàbhailteachd agus seasmhachd.Aig an àm seo, bidh am bataraidh lithium-ion cumhachd sa mhòr-chuid a’ gabhail ri modh cosgais seasmhach-gnàthach - bholtachd seasmhach.Le bhith a’ dèanamh anailis air na toraidhean cosgais seasmhach-gnàthach agus seasmhach-bholtaids de shiostam fosfáit iarainn lithium agus bataraidhean siostam ternary fo shruthan cosgais eadar-dhealaichte agus bholtaids gearraidh eadar-dhealaichte, chìthear gu bheil
1) nuair a tha an bholtadh gearraidh cosgais ann an àm, bidh an sruth cosgais ag àrdachadh, bidh an co-mheas seasmhach-gnàthach a ’dol sìos, bidh an ùine cosgais a’ lughdachadh, ach tha an caitheamh lùtha ag àrdachadh;(2) Nuair a tha an t-sruth cosgais ann an àm, le lùghdachadh ann an bholtadh gearraidh cosgais, bidh an co-mheas cosgais gnàthach a ’dol sìos, bidh comas cosgais agus lùth an dà chuid a’ lughdachadh.Gus dèanamh cinnteach à comas bataraidh, cha bu chòir bholtadh gearraidh cosgais bataraidh lithium fosfáit iarainn a bhith nas ìsle na 3.4V.Gus ùine cosgais agus call lùtha a chothromachadh, tagh an sruth cosgais iomchaidh agus an ùine gearraidh.
Tha cunbhalachd SOC de gach monomer gu ìre mhòr a’ dearbhadh comas sgaoilidh pacaid bataraidh, agus tha cosgais chothromach a’ toirt cothrom a bhith a’ toirt a-mach coltas àrd-ùrlar SOC tùsail gach sgaoilidh monomer, a dh’ fhaodadh comas sgaoilidh agus èifeachdas sgaoilidh a leasachadh (comas sgaoilidh / comas rèiteachaidh ).Tha am modh cothromachaidh ann an cosgais a’ toirt iomradh air cothromachadh bataraidh lithium-ion cumhachd sa phròiseas cosgais.Mar as trice bidh e a’ tòiseachadh a ’cothromachadh nuair a ruigeas bholtachd a’ phasgan bataraidh no nas àirde na an bholtadh suidhichte, agus a chuireas casg air cus cosgais le bhith a ’lughdachadh an t-sruth cosgais.
A rèir na diofar stàitean de cheallan fa leth anns a’ phasgan bataraidh, chaidh ro-innleachd smachd cosgais cothromach a mholadh gus cosgais luath a thoirt don phasgan bataraidh agus cuir às do bhuaidh cheallan fa-leth neo-chunbhalach air beatha baidhsagal a’ phacaid bataraidh le bhith a’ gleusadh an cosgais. sruth de cheallan fa leth tro mhodail cuairteachaidh smachd cosgais cothromach den phasgan bataraidh.Gu sònraichte, faodar lùth iomlan a’ phasgan bataraidh lithium-ion a chuir ris a’ bhataraidh fa-leth le bhith ag atharrachadh chomharran, no faodar lùth a’ bhataraidh fa leth a thionndadh chun phasgan bataraidh iomlan.Rè cosgais sreang bataraidh, bidh am modal cothromachaidh a’ sgrùdadh bholtachd gach bataraidh.Nuair a ruigeas an bholtachd luach sònraichte, tòisichidh am modal cothromachaidh ag obair.Tha an sruth cosgais anns a’ bhataraidh shingilte air a shunt gus an bholtadh cosgais a lughdachadh, agus tha an lùth air a thoirt air ais don bhus cosgais tron mhodal airson tionndadh, gus adhbhar cothromachadh a choileanadh.
Chuir cuid air adhart fuasgladh de cho-ionannachd cosgais caochlaideach.Is e am beachd co-ionannachd den dòigh seo nach eil ach lùth a bharrachd air a thoirt don aon chealla le lùth ìosal, a chuireas casg air a’ phròiseas bho bhith a ’toirt a-mach lùth na cealla singilte le lùth àrd, a tha gu mòr a’ sìmpleachadh topology a ’chuairt co-ionannachd.Is e sin, thathas a’ cleachdadh diofar ìrean cosgais gus bataraidhean fa leth a ghearradh le diofar stàitean lùtha gus deagh bhuaidh cothromachaidh fhaighinn.
3. Ìre sgaoilidh
Tha ìre sgaoilidh na chlàr-amais glè chudromach airson bataraidh lithium-ion seòrsa cumhachd.Tha an ìre sgaoilidh mòr den bhataraidh na dheuchainn airson stuthan electrode adhartach is àicheil agus electrolyte.A thaobh fosfáit iarainn lithium, tha structar seasmhach aige, cuideam beag aig àm cosgais is leigeil a-mach, agus tha na cumhaichean bunaiteach airson sgaoileadh sruth mòr, ach is e am bàillidh mì-fhàbharach an droch ghiùlan de lithium iarann phosphate.Tha an ìre sgaoilidh de ian lithium ann an electrolyte na fheart cudromach a tha a’ toirt buaidh air ìre sgaoilidh bataraidh, agus tha an sgaoileadh ion ann am bataraidh ceangailte gu dlùth ri structar agus dùmhlachd electrolyte bataraidh.
Mar sin, bidh ìrean sgaoilidh eadar-dhealaichte a’ leantainn gu diofar ùine sgaoilidh agus àrd-ùrlaran bholtachd sgaoilidh bataraidhean, a tha a’ leantainn gu diofar chomasan sgaoilidh, gu sònraichte airson bataraidhean co-shìnte.Mar sin, bu chòir an ìre sgaoilidh iomchaidh a thaghadh.Bidh an comas bataraidh a tha ri fhaighinn a’ lughdachadh leis an àrdachadh ann an sruth sgaoilidh.
Jiang Cuina msaa gus sgrùdadh a dhèanamh air an ìre fuasglaidh de iarann phosphate lithium-ion bataraidh monomer comas a leigeil ma sgaoil, buaidh seata den aon seòrsa de cunbhalachd tùsail monomer bataraidh nas fheàrr ann an 1 c cosgais làithreach gu 3.8 V, an uair sin fa leth le 0.1, 0.2, 0.5, 1, 2, 3 c ìre sgaoilidh sgaoilidh gu 2.5 V, clàraich an dàimh eadar an lùb cumhachd bholtachd agus sgaoilidh, Faic Figear 1. Tha na toraidhean deuchainneach a’ sealltainn gur e an comas a chaidh a leigeil ma sgaoil 1 agus 2C 97.8% agus 96.5 % den chomas a chaidh a leigeil ma sgaoil de C/3, agus is e an lùth a chaidh a leigeil ma sgaoil 97.2% agus 94.3% den lùth a chaidh a leigeil ma sgaoil de C/3, fa leth.Chithear, le àrdachadh ann an sruth sgaoilidh, gu bheil an comas a chaidh a leigeil ma sgaoil agus an lùth a chaidh a leigeil ma sgaoil de bataraidh lithium-ion a’ lùghdachadh gu mòr.
Ann an sgaoileadh bataraidhean lithium-ion, tha an inbhe nàiseanta 1C mar as trice air a thaghadh, agus mar as trice tha an sruth sgaoilidh as àirde air a chuingealachadh gu 2 ~ 3C.Nuair a thèid an sgaoileadh le sruth àrd, bidh àrdachadh teòthachd mòr agus call lùtha.Mar sin, cùm sùil air teòthachd sreangan bataraidh ann an àm fìor gus casg a chuir air milleadh bataraidh agus gus beatha bataraidh a ghiorrachadh.
4. Suidheachadh teòthachd
Tha buaidh chudromach aig teòthachd air gnìomhachd stuthan electrode agus coileanadh electrolyte anns a ’bhataraidh.Tha buaidh mhòr aig teòthachd àrd no ìosal air comas bataraidh.
Aig teòthachd ìosal, tha gnìomhachd a ’bhataraidh air a lughdachadh gu mòr, tha an comas air lithium fhilleadh a-steach agus a leigeil ma sgaoil a’ lughdachadh, an aghaidh a-staigh a ’bhataraidh agus àrdachadh bholtachd polarization, tha an fhìor chomas a tha ri fhaighinn air a lughdachadh, tha comas sgaoilidh a’ bhataraidh air a lughdachadh, tha an àrd-ùrlar sgaoilidh ìosal, tha am bataraidh nas fhasa an bholtadh gearraidh sgaoilidh a ruighinn, a tha air fhoillseachadh leis gu bheil an comas bataraidh a tha ri fhaighinn air a lughdachadh, tha èifeachdas cleachdadh lùth bataraidh a’ dol sìos.
Mar a bhios an teòthachd ag èirigh, bidh na h-ianan lithium a’ nochdadh agus a’ dol a-steach eadar na pòlaichean dearbhach agus àicheil a’ fàs gnìomhach, agus mar sin bidh an aghaidh a-staigh a’ bhataraidh a’ dol sìos agus an ùine greim a’ fàs nas fhaide, a tha ag àrdachadh gluasad bann dealanach anns a’ chuairt a-muigh agus a’ dèanamh a’ chomais nas èifeachdaiche.Ach, ma bhios am bataraidh ag obair aig teòthachd àrd airson ùine mhòr, bidh seasmhachd an structair lattice adhartach a ’fàs nas miosa, thèid sàbhailteachd a’ bhataraidh a lughdachadh, agus thèid beatha a ’bhataraidh a ghiorrachadh gu mòr.
Zhe Li et al.rinn iad sgrùdadh air buaidh teòthachd air fìor chomas sgaoilidh bataraidhean, agus chlàraich e an co-mheas de fhìor chomas sgaoilidh bataraidhean gu comas sgaoilidh àbhaisteach (1C sgaoileadh aig 25 ℃) aig teòthachd eadar-dhealaichte.Le bhith ag atharrachadh comas bataraidh le teòthachd, gheibh sinn: far a bheil: C comas bataraidh;Is e T an teòthachd;Is e R2 an co-èifeachd co-dhàimh den uidheamachadh.Tha toraidhean deuchainneach a 'sealltainn gu bheil comas bataraidh a' crìonadh gu luath aig teòthachd ìseal, ach a 'meudachadh le àrdachadh teòthachd aig teòthachd an t-seòmair.Chan eil comas a’ bhataraidh aig -40 ℃ ach aon trian den luach ainmichte, agus aig 0 ℃ gu 60 ℃, tha comas a’ bhataraidh ag èirigh bho 80 sa cheud den chomas ainmichte gu 100 sa cheud.
Tha an anailis a 'sealltainn gu bheil an ìre atharrachaidh de strì an aghaidh ohmic aig teòthachd ìosal nas àirde na an ìre aig teòthachd àrd, a tha a' sealltainn gu bheil buaidh mhòr aig an teòthachd ìseal air gnìomhachd a 'bhataraidh, agus mar sin a' toirt buaidh air a 'bhataraidh faodar a leigeil ma sgaoil.Le àrdachadh ann an teòthachd, tha an aghaidh ohmic agus an aghaidh polarachadh pròiseas cosgais is sgaoilidh a’ dol sìos.Ach, aig teòthachd nas àirde, thèid an cothromachadh ath-bhualadh ceimigeach agus seasmhachd stuthan anns a ’bhataraidh a sgrios, a’ leantainn gu ath-bheachdan taobh a dh’ fhaodadh a bhith ann, a bheir buaidh air comas agus strì a-staigh a ’bhataraidh, a’ leantainn gu beatha baidhsagal nas giorra agus eadhon sàbhailteachd nas lugha.
Mar sin, bheir an dà chuid teòthachd àrd agus teòthachd ìosal buaidh air coileanadh agus beatha seirbheis bataraidh lithium iarann phosphate.Anns an fhìor phròiseas obrach, bu chòir dòighean ùra leithid riaghladh teirmeach bataraidh a chleachdadh gus dèanamh cinnteach gu bheil am bataraidh ag obair aig teòthachd iomchaidh.Faodar seòmar deuchainn teòthachd seasmhach de 25 ℃ a stèidheachadh anns a ’cheangal deuchainn bataraidh PACK.
Ùine puist: 21 Gearran-2022