Hvers vegna losa litíumjónarafhlöður sjálf, hvernig á að mæla sjálfsafhleðslu?

Sjálfrennslisviðbrögðlitíum jón rafhlaðaer óhjákvæmilegt. Tilvist þess leiðir ekki aðeins til lækkunar á eigin getu rafgeymisins' heldur hefur hún einnig alvarleg áhrif á samsetningu og líftíma rafhlöðunnar' Sjálf útskriftarhraði litíumjónarafhlöður er venjulega 2% til 5% á mánuði, sem fullnægir að fullu notkunarkröfum einfrumna.

Hins vegar, þegar eina litíum rafhlöðan er sett saman í mát, þá eru einkenni hverrar litíum rafhlöðu ekki alveg í samræmi, svo eftir hverja hleðslu og afhleðslu getur endastöðvun hverrar litíum rafhlöðu ekki náð fullkomnu samræmi, sem mun valda ef ofhlaðin eða ofgeymslufrumur birtast í einingunni mun afköst litíumrafhlöðu versna. Þegar fjöldi hleðslu og afhleðslu eykst mun versnunarstigið aukast enn frekar og líftími hringrásarinnar minnka til muna miðað við ósamsettar einar frumur. Þess vegna eru ítarlegar rannsóknir á sjálf-útskriftarhraða litíumjónarafhlöður brýn þörf fyrir framleiðslu rafhlöðu.

1

Þættir sem hafa áhrif á sjálfsfrágang

Sjálfsrennslis fyrirbæri rafhlöðunnar vísar til fyrirbæra spontant tap á afkastagetu rafhlöðunnar þegar það er skilið eftir í opnum hringrás, og er einnig kallað hleðslugeta. Almennt er hægt að skipta sjálf-útskrift í tvenns konar: afturkræfan sjálfsrennsli og óafturkræfan sjálf-útskrift. Hægt er að bæta tapsgetuna afturkræf fyrir afturkræfan sjálfsafköst, meginreglan er svipuð og venjuleg viðbrögð við afhleðslu rafhlöðunnar. Sjálf útskrift sem ekki er hægt að bæta fyrir missi getu er óafturkræf sjálfsrennsli. Aðalástæðan er sú að óafturkræf viðbrögð hafa komið fram inni í rafhlöðunni, þar með talin viðbrögð jákvæðu rafskautsins og salta, viðbrögð neikvæða rafskautsins og salta, viðbrögðin sem orsakast af óhreinindum í salta og framleiðslutíma Óafturkræf viðbrögð af völdum ör skammhlaups af völdum óhreininda. Áhrifaþættir sjálfsrennslis eru eftirfarandi.

1 bakskautsefni

Áhrif jákvæða rafskautsefnisins eru aðallega að umbreytingarmálmur og óhreinindi jákvæðu rafskautsefnisins eru felld út við neikvæða rafskautið til að valda innri skammhlaupi og auka þannig sjálffrágang litíumrafhlöðunnar. Yah-Mei Teng o.fl. rannsakað eðlisfræðilega og rafefnafræðilega eiginleika tveggja LiFePO4 bakskautaefna. Rannsóknin leiddi í ljós að rafhlöður með mikið járnhreinleikainnihald í hráefnunum og við hleðslu og afhleðslu hafa mikla sjálfhleðsluhraða og lélega stöðugleika. Ástæðan er sú að járn dregur smám saman úr og fellur niður við neikvæða rafskautið, stingur í gegnum skiljuna og veldur skammhlaupi í rafhlöðunni, sem leiðir til meiri sjálfsafköstunar.

2 Anode efni

Áhrif neikvæða rafskautsefnisins á sjálf-útskrift eru aðallega vegna óafturkræfra viðbragða milli neikvæða rafskautsefnisins og salta. Strax árið 2003, Aurbach o.fl. lagði til að raflausnin yrði lækkuð til að losa gas, þar sem grafít yfirborðinu yrði útsett fyrir salta. Í því ferli að hlaða og losa, þegar litíumjónir eru settir inn og dregnir út, er grafítlagsskipulagið auðveldlega skemmt, sem leiðir til mikils sjálffrágangshraða.

3 Raflausn

Áhrif rafvökvans innihalda aðallega: tæringu á yfirborði neikvæða rafskautsins með salta eða óhreinindum; upplausn rafskautsefnisins í salta; rafskautið er þakið óleysanlegu föstu formi eða gasi sem brotið er niður í raflausninni til að mynda óvirkjunarlag. Um þessar mundir er mikill fjöldi vísindamanna varið til þróunar nýrra aukefna til að bæla áhrif salta á sjálf-útskrift. Júní Liu o.fl. bætti aukefnum eins og VEC við NCM111 rafgeymi rafgeymisins og kom í ljós að afköst' háhitastigs hringrásar batnuðu og sjálf-útskriftarhraðinn lækkaði almennt. Ástæðan er sú að þessi aukefni geta bætt SEI kvikmyndina og þar með verndað rafgeymi neikvæða rafskautsins.

4 Staða geymslu

Almennir áhrifaþættir geymsluástands eru geymsluhiti og SOC rafhlaða. Almennt, því hærra sem hitastigið er og því hærra sem SOC er, því meiri er sjálfhleðsla rafhlöðunnar. Takashi o.fl. gerðu rýmdartilraunir með litíum járnfosfat rafhlöður við kyrrstæðar aðstæður. Niðurstöðurnar sýna að þegar hitastigið eykst lækkar geymsluhlutfall smám saman með geymsluþolstímanum og sjálfhleðsluhraði rafhlöðunnar eykst.

Liu Yunjian og fleiri notuðu verslunar litíum manganat rafhlöðu og komust að því að eftir því sem hleðsla rafgeymisins&jókst, varð hlutfallslegur möguleiki jákvæða rafskautsins hærri og hærri og oxunargeta þess varð sterkari og sterkari; hlutfallslegur möguleiki neikvæða rafskautsins varð lægri og lægri, minnkunargeta hans verður sterkari og sterkari, bæði geta flýtt fyrir úrkomu Mn, sem leiðir til aukningar á sjálffrágangshraða.

5 Aðrir þættir

Það eru margir þættir sem hafa áhrif á sjálfhleðsluhraða rafhlöðunnar. Til viðbótar við þá sem kynntir eru hér að ofan, eru það aðallega eftirfarandi þættir: við framleiðsluferlið eru gormarnir sem myndast þegar stöngstykkin eru skorin og óhreinindi sett inn í rafhlöðuna vegna umhverfisvandamála í framleiðslu, svo sem ryki, málmdufti á stöngstykkin osfrv. geta valdið innri örhringrás rafhlöðunnar; ytra umhverfið er rakt, ytri hringrásin er ekki alveg einangruð og rafgeymishólfið hefur lélega einangrun. Það er ytri rafræn hringrás meðan á geymslu stendur, sem leiðir til sjálfs útskriftar; Við geymslu til langs tíma mistekst tengingin milli virka efnisins í rafskautsefninu og núverandi safnara, sem leiðir til þess að virka efnið er losað og flögnað, sem leiðir til minnkunar á afkastagetu og aukinnar sjálfsafköstunar. Hver af ofangreindum þáttum eða sambland af mörgum þáttum getur valdið sjálf-útskriftarhegðun litíum rafhlöðunnar, sem gerir það erfitt að finna orsök sjálfrennslis og meta geymsluafköst rafhlöðunnar.

2

Mæliaðferð við útskriftarhraða

Það er hægt að vita af ofangreindri greiningu að sjálf-útskriftarhraði litíum rafhlöður er yfirleitt lágur. Sjálf útskriftarhraðinn hefur áhrif á þætti eins og hitastig, fjölda notkunarferla og SOC. Þess vegna er það mjög erfitt og tímafrekt að mæla rafhleðslu rafhlöðunnar nákvæmlega.

1 Hefðbundin mæliaðferð við losun hlutfall

Sem stendur eru hefðbundnar aðferðir við uppgötvun sjálfsafsláttar eftirfarandi:

1.1 Bein mæliaðferð

Í fyrsta lagi skaltu hlaða rafhlöðuna sem er prófuð í ákveðið hleðsluástand og hafa hana opna í nokkurn tíma, síðan losaðu rafhlöðuna til að ákvarða rafmagnstap rafhlöðunnar. Sjálf útskriftarhlutfall:

Í formúlunni: C er hlutfallsgeta rafhlöðunnar; C1 er losunargetan. Eftir að hringrásin hefur verið opin, er hægt að fá afgang rafgeymisins sem eftir er með því að losa rafhlöðuna. Á þessum tíma er rafhlaðan endurhlaðin og tæmd nokkrum sinnum til að ákvarða fullan afköst rafhlöðunnar. Þessi aðferð getur ákvarðað óafturkræft rafmagnstap og afturkræft rafmagnstap rafgeymisins.

1.2 Mæliaðferð við opna hringrás

Spennan í opinni hringrás er í beinu samhengi við hleðslustig rafgeymisins' Það þarf aðeins að mæla breytinguna á OCV rafhlöðunnar' á tímabili, nefnilega:

Aðferðin er einföld í notkun og þarf aðeins að taka upp spennu rafhlöðunnar á hvaða tímabili sem er og þá er hægt að fá hleðslustig rafhlöðunnar á þessari stundu í samræmi við samsvarandi tengsl milli spennunnar og rafhlöðunnar SOC . Með útreikningi á rotnun halla spennunnar og rotnunarmagn sem samsvarar tíma einingarinnar er loks hægt að fá sjálfhleðsluhraða rafhlöðunnar.

1.3 Viðhaldsaðferð aðferð

Mæla rafhlöðuna' s spennu með opnum hringrás eða því afli sem krafist er af SOC til að fá rafhlaða' sjálfflæðihraða. Það er að segja að hleðslustraumnum þegar spennu rafhlöðunnar er mældur er viðhaldið og hægt er að líta á sjálfhleðsluhraða rafhlöðunnar sem mældan hleðslustraum.

2 Sjálf-útskrift hraða mæliaðferð

Þar sem hefðbundna mæliaðferðin tekur langan tíma og mælingarnákvæmni er ófullnægjandi, er sjálf-útskriftarhraðinn aðeins notaður sem aðferð til að skima rafhlöðuna í rafgeymisgreiningarferlinu í flestum tilvikum. Tilkoma mikils fjölda nýrra og þægilegra nýrra mæliaðferða sparar mikinn tíma og fyrirhöfn til að mæla sjálf-afhleðslu rafhlöðu.

2.1 Stafræn stjórntækni

Stafræn stjórntækni er ný sjálf-útskrift mælingaraðferð unnin úr hefðbundinni sjálf-útskrift mælingu aðferð með því að nota einn flís örtölvu og svo framvegis. Þessi aðferð hefur kosti stuttan mælitíma, mikla nákvæmni og einfaldan búnað.

2.2 Samsvarandi hringrásaraðferð

Samsvarandi hringrásaraðferðin er glæný mælingaraðferð fyrir sjálflosun. Þessi aðferð hermir eftir rafhlöðunni sem samsvarandi hringrás, sem getur fljótt og vel mælt sjálfflæðihraða litíumjónarafhlöðunnar.

3

Mikilvægi þess að mæla sjálf-útskriftarhraða

Sem mikilvæg frammistöðuvísitala litíumjónarafhlöður, hefur útskriftarhraði mikilvæg áhrif á val og flokkun rafgeyma. Þess vegna er það mjög langt að mæla sjálf-útskriftarhraða litíum rafhlöður.

1 Spáðu í klefann

Í sömu framleiðslulotu rafhlöður eru efnin og framleiðsla stjórna í grundvallaratriðum sú sama. Þegar hvíta afhleðsla einstakra rafhlöður er augljóslega of mikil er líklegt að ástæðan sé alvarlegur örskammhlaup vegna óhreininda og burða sem gata skiljuna. Vegna þess að áhrif ör-skammhlaups á rafhlöðuna eru hæg og óafturkræf. Þess vegna til skamms tíma mun afköst slíkra rafhlöður ekki vera mikið frábrugðin venjulegum rafhlöðum, en þar sem innri óafturkræf viðbrögð dýpka smám saman eftir langtímageymslu verður afköst rafhlöðunnar mun minni en afköst verksmiðjunnar og önnur eðlileg afköst rafhlöðunnar. Þess vegna verður að útrýma rafhlöður með stórum sjálfhleðslu til að tryggja gæði verksmiðjurafhlöðuranna.

2 Hengdu rafhlöðurnar

Litíum rafhlöður þurfa betri samkvæmni, þar með talið afkastagetu, spennu, innra viðnám og hvítt útskriftarhraða. Áhrif rafhlaða' sjálfhleðsluhraða á rafhlöðupakkann eru aðallega sem hér segir: þegar einingin er sett saman, vegna mismunandi sjálfhleðsluhraða einstakra litíum rafhlöður, mun spennan lækka í mismiklum mæli meðan á hillu- eða hjólreiðaferlinu stendur og hleðsla í röð Undir straumnum verður straumurinn jafn aftur, svo eftir hverja hleðslu getur verið að ofhleðsla eða undirhleðsla einfrumna í litíum rafgeymiseiningunni. Þegar fjöldi hleðslu og afhleðslu eykst mun afköst rafhlöðunnar smám saman rýrna og líftími hringrásarinnar Samanborið við ósamsettar einar frumur hefur það lækkað verulega. Þess vegna krefst rafhlöðusamsetning nákvæmrar mælingar og skimunar á sjálf-útskriftarhraða litíumjónarafhlöður.

3 Leiðrétting á SOC mati rafhlöðunnar

Hleðslustöðin er einnig kölluð afkastagetan sem eftir er, sem táknar hlutfallið á afkastagetunni sem eftir er eftir að rafhlaðan hefur verið notuð um tíma eða til langs tíma ónotuð og fullhlaðin afkastageta hennar, venjulega gefin upp sem hundraðshluti. Sjálfhleðsluhraði hefur mikilvægt viðmiðunargildi fyrir SOC mat á litíumjónarafhlöður. Leiðrétting á upphafsgildi SOC með sjálfstraumsstraumi getur bætt nákvæmni SOC mats. Annars vegar fyrir viðskiptavininn er hægt að áætla nothæfan tíma eða akstursfjarlægð vörunnar út frá aflinu sem eftir er; á hinn bóginn er hægt að bæta nákvæmni SOC-spá um BMS á áhrifaríkan hátt til að koma í veg fyrir ofhleðslu rafgeymis. Ofhleðsla og lengir þar með endingu rafhlöðunnar.