Головна / Блог / Знання акумулятора / Вичерпний посібник з аналізу кривої розряду літій-іонної батареї

Вичерпний посібник з аналізу кривої розряду літій-іонної батареї

30 листопада 2023

By hoppt

Найбільш часто використовуваний тест продуктивності літій-іонної батареї - стратегія аналізу кривої розряду

Коли літій-іонний акумулятор розряджається, його робоча напруга завжди постійно змінюється з плином часу. Робоча напруга акумулятора використовується як ордината, час розряду, або ємність, або стан заряду (SOC), або глибина розряду (DOD) як абсциса, а намальована крива називається кривою розряду. Щоб зрозуміти характеристику розряду батареї, нам спочатку потрібно зрозуміти напругу батареї в принципі.

[Напруга батареї]

Щоб електродна реакція утворювала батарею, має відповідати таким умовам: процес втрати електрона в хімічній реакції (тобто процес окислення) і процес отримання електрона (тобто реакція відновлення) повинні бути розділені на дві різні області, яка відрізняється від загальної окисно-відновної реакції; окисно-відновна реакція активної речовини двох електродів повинна проходити по зовнішньому контуру, що відрізняється від реакції мікробатареї в процесі корозії металу. Напруга батареї - це різниця потенціалів між позитивним і негативним електродами. Конкретні ключові параметри включають напругу холостого ходу, робочу напругу, напругу відключення заряду та розряду тощо.

[Електродний потенціал матеріалу літій-іонної батареї]

Електродний потенціал означає занурення твердого матеріалу в розчин електроліту, що демонструє електричний ефект, тобто різницю потенціалів між поверхнею металу та розчином. Ця різниця потенціалів називається потенціалом металу в розчині або потенціалом електрода. Коротше кажучи, електродний потенціал - це тенденція іона або атома придбати електрон.

Отже, для певного матеріалу позитивного або негативного електрода, якщо його помістити в електроліт із сіллю літію, його електродний потенціал виражається як:

Де φ c – електродний потенціал цієї речовини. Стандартний потенціал водневого електрода був встановлений рівним 0.0 В.

[Напруга холостого ходу батареї]

Електрорушійна сила батареї - це теоретичне значення, розраховане відповідно до реакції батареї за допомогою термодинамічного методу, тобто різниця між рівноважним електродним потенціалом батареї та позитивним і негативним електродами при розриві ланцюга є максимальним значенням що акумулятор може давати напругу. Насправді позитивний і негативний електроди не обов’язково знаходяться в стані термодинамічної рівноваги в електроліті, тобто електродний потенціал, створений позитивним і негативним електродами батареї в розчині електроліту, зазвичай не є рівноважним електродним потенціалом, тому напруга холостого ходу батареї, як правило, менша за її електрорушійну силу. Для електродної реакції:

Враховуючи нестандартний стан компонента реагенту та активність (або концентрацію) активного компонента в часі, фактична напруга холостого ходу комірки модифікується рівнянням енергії:

Де R — газова константа, T — температура реакції, a — активність або концентрація компонента. Напруга холостого ходу батареї залежить від властивостей матеріалу позитивного та негативного електродів, електроліту та температурних умов і не залежить від геометрії та розміру батареї. Підготовка літій-іонного електродного матеріалу до полюса та літієвого металевого листа, зібраного в кнопкову половину батареї, може вимірювати матеріал електрода в різному стані SOC відкритої напруги, відкрита крива напруги є реакцією стану заряду матеріалу електрода, падіння напруги відкритого зберігання акумулятора, але не дуже великий, якщо падіння напруги на відкритому повітрі занадто швидке або амплітуда є ненормальним явищем. Зміна стану поверхні біполярних активних речовин і саморозряд батареї є основними причинами зниження напруги холостого ходу в накопичувачі, включаючи зміну маскуючого шару таблиці матеріалу позитивного та негативного електродів; зміна потенціалу, спричинена термодинамічною нестабільністю електрода, розчиненням і випаданням металевих сторонніх домішок, а також мікрокоротке замикання, викликане діафрагмою між позитивним і негативним електродами. Коли літій-іонна батарея старіє, зміна значення K (падіння напруги) є процесом формування та стабільності плівки SEI на поверхні матеріалу електрода. Якщо падіння напруги занадто велике, всередині є мікрокоротке замикання, і акумулятор вважається непридатним.

[Поляризація батареї]

Коли струм проходить через електрод, явище, коли електрод відхиляється від рівноважного електродного потенціалу, називається поляризацією, а поляризація породжує перенапругу. Відповідно до причин поляризації, поляризацію можна розділити на омічну поляризацію, концентраційну поляризацію та електрохімічну поляризацію. ФІГ. 2 типова крива розряду батареї та вплив різної поляризації на напругу.

 Рисунок 1. Типова розрядна крива та поляризація

(1) Омічна поляризація: викликана опором кожної частини батареї, значення падіння тиску відповідає закону Ома, струм зменшується, поляризація зменшується негайно, і струм зникає відразу після припинення.

(2) Електрохімічна поляризація: поляризація спричинена повільною електрохімічною реакцією на поверхні електрода. Він значно зменшився протягом мікросекундного рівня, оскільки струм стає меншим.

(3) Концентраційна поляризація: через уповільнення процесу дифузії іонів у розчині різниця концентрацій між поверхнею електрода та тілом розчину поляризується під дією певного струму. Ця поляризація зменшується або зникає, коли електричний струм зменшується на макроскопічні секунди (від кількох секунд до десятків секунд).

Внутрішній опір батареї збільшується зі збільшенням струму розряду батареї, що в основному пояснюється тим, що великий струм розряду збільшує тенденцію поляризації батареї, і чим більший струм розряду, тим більш очевидна тенденція поляризації, як показано на малюнку 2. Відповідно до закону Ома: V=E0-IRT, зі збільшенням загального внутрішнього опору RT час, необхідний для досягнення напругою батареї граничної напруги розряду, відповідно зменшується, тому ємність вивільнення також зменшений.

Рисунок 2. Вплив щільності струму на поляризацію

Літій-іонний акумулятор, по суті, є різновидом літій-іонного акумулятора. Процес заряду та розряду літій-іонної батареї - це процес вбудовування та видалення іонів літію в позитивних і негативних електродах. Фактори, що впливають на поляризацію літій-іонних акумуляторів, включають:

(1) Вплив електроліту: низька провідність електроліту є основною причиною поляризації літій-іонних батарей. У загальному діапазоні температур провідність електроліту, який використовується для літій-іонних акумуляторів, зазвичай становить лише 0.01~0.1 С/см, що становить один відсоток водного розчину. Тому, коли літій-іонні батареї розряджаються високим струмом, надто пізно додавати Li + з електроліту, і виникне явище поляризації. Поліпшення провідності електроліту є ключовим фактором для підвищення потужності розряду літій-іонних батарей при сильному струмі.

(2) Вплив позитивних і негативних матеріалів: довший канал позитивних і негативних матеріалів великих частинок іонів літію дифузує на поверхню, що не сприяє розряду великої швидкості.

(3) Провідник: вміст провідника є важливим фактором, що впливає на ефективність розряду високого коефіцієнта. Якщо вміст провідного агента у формулі катода недостатній, електрони не можуть бути передані вчасно, коли великий струм розряджається, і поляризаційний внутрішній опір швидко зростає, так що напруга акумулятора швидко знижується до напруги відсікання розряду. .

(4) Вплив конструкції полюса: товщина полюса: у разі сильного розряду струму швидкість реакції активних речовин є дуже високою, що вимагає швидкого вбудовування та від’єднання іонів літію в матеріалі. Якщо полюсна пластина товста, а шлях дифузії іонів літію збільшується, напрямок товщини полюса створюватиме великий градієнт концентрації іонів літію.

Щільність ущільнення: щільність ущільнення полюсного листа більша, пори зменшуються, а шлях руху іонів літію в напрямку товщини полюсного листа довший. Крім того, якщо щільність ущільнення занадто велика, площа контакту між матеріалом і електролітом зменшується, місце реакції електрода зменшується, і внутрішній опір батареї також збільшиться.

(5) Вплив мембрани SEI: утворення мембрани SEI збільшує опір інтерфейсу електрод/електроліт, що призводить до гістерезису або поляризації напруги.

[Робоча напруга акумулятора]

Робоча напруга, також відома як кінцева напруга, відноситься до різниці потенціалів між позитивним і негативним електродами акумулятора, коли струм тече в ланцюзі в робочому стані. У робочому стані розряду батареї, коли струм протікає через батарею, необхідно подолати опір, викликаний внутрішнім опором, що спричинить падіння омічного тиску та поляризацію електрода, тому робоча напруга завжди нижча, ніж напруга розімкнутого ланцюга, і під час заряджання кінцева напруга завжди вище напруги холостого ходу. Тобто результат поляризації робить кінцеву напругу розряду батареї нижчою за електрорушійний потенціал батареї, який є вищим за електрорушійний потенціал зарядженої батареї.

Через існування явища поляризації миттєва напруга та фактична напруга в процесі заряду та розряду. Під час зарядки миттєва напруга трохи вище фактичної напруги, поляризація зникає і напруга падає, коли миттєва напруга та фактична напруга зменшуються після розряду.

Щоб підсумувати наведений вище опис, вираз такий:

E +, E- представляють потенціали позитивного та негативного електродів відповідно, E + 0 та E- -0 представляють рівноважний електродний потенціал позитивного та негативного електродів відповідно, VR представляє омічну напругу поляризації, а η + , η - представляють перенапругу позитивного та негативного електродів відповідно.

[Основний принцип тесту на розряд]

Після базового розуміння напруги акумулятора ми почали аналізувати криву розряду літій-іонних акумуляторів. Крива розряду в основному відображає стан електрода, який є суперпозицією змін стану позитивного та негативного електродів.

Криву напруги літій-іонних акумуляторів протягом усього процесу розряду можна розділити на три етапи

1) На початковому етапі роботи батареї напруга падає швидко, і чим більше швидкість розряду, тим швидше падає напруга;

2) Напруга батареї переходить у стадію повільної зміни, яка називається зоною платформи батареї. Чим менше швидкість розряду,

Чим довша тривалість зони платформи, тим вище напруга платформи, тим повільніше падіння напруги.

3) Коли заряд батареї майже закінчений, напруга навантаження батареї починає різко падати, поки не буде досягнуто напруги зупинки розряду.

Під час тестування є два способи збору даних

(1) Зберіть дані про струм, напругу та час відповідно до встановленого інтервалу часу Δ t;

(2) Зберіть дані про струм, напругу та час відповідно до встановленої різниці зміни напруги Δ V. Точність обладнання для заряджання та розряджання в основному включає точність струму, точність напруги та точність часу. У таблиці 2 наведено параметри обладнання певної зарядної та розрядної машини, де % FS представляє відсоток від повного діапазону, а 0.05 %RD відноситься до виміряної похибки в діапазоні 0.05 % від показань. Зарядне та розрядне обладнання зазвичай використовує джерело постійного струму з ЧПК замість опору навантаження для навантаження, так що вихідна напруга батареї не має нічого спільного з послідовним опором або паразитним опором у ланцюзі, а пов’язана лише з напругою E та внутрішнім опором. r і струм кола I ідеального джерела напруги, еквівалентного батареї. Якщо опір використовується для навантаження, встановіть напругу ідеального джерела напруги еквівалента батареї рівним E, внутрішній опір — r, а опір навантаження — R. Виміряйте напругу на обох кінцях опору навантаження за допомогою напруги метр, як показано на наведеному вище малюнку на малюнку 6. Однак на практиці в ланцюзі є опір проводу та контактний опір кріплення (рівномірний паразитний опір). Еквівалентна схема, показана на фіг. 3 показано на наступному малюнку ФІГ. 3. На практиці паразитний опір неминуче вводиться, так що загальний опір навантаження стає великим, але виміряна напруга є напругою на обох кінцях опору навантаження R, тому вводиться похибка.

 Рис. 3 Принципова блок-схема та фактична еквівалентна схема методу резистивного розряду

Коли джерело постійного струму зі струмом I1 використовується як навантаження, принципова діаграма та фактична еквівалентна схема показані на малюнку 7. E, I1 є постійними значеннями, а r є постійним протягом певного часу.

З наведеної вище формули ми бачимо, що дві напруги A і B постійні, тобто вихідна напруга батареї не пов’язана з розміром послідовного опору в петлі, і, звичайно, це не має нічого спільного з паразитарною стійкістю. Крім того, режим вимірювання з чотирма полюсами дозволяє досягти більш точного вимірювання вихідної напруги батареї.

Рисунок 4 Блок-схема Equiple та фактична еквівалентна схема навантаження джерела постійного струму

Паралельне джерело - це пристрій живлення, який може забезпечити постійний струм для навантаження. Він все ще може підтримувати постійний вихідний струм, коли зовнішнє джерело живлення коливається та характеристики імпедансу змінюються.

[Режим перевірки розряду]

Обладнання для тестування заряду та розряду зазвичай використовує напівпровідниковий пристрій як елемент потоку. Регулюючи керуючий сигнал напівпровідникового пристрою, він може імітувати навантаження з різними характеристиками, такими як постійний струм, постійний тиск і постійний опір тощо. Тестовий режим розряду літій-іонної батареї в основному включає розряд постійного струму, розряд постійного опору, розряд постійної потужності тощо. У кожному режимі розряду також можна розділити безперервний розряд та інтервальний розряд, у якому відповідно до тривалості часу, інтервальний розряд можна розділити на переривчастий розряд і імпульсний розряд. Під час перевірки розряду батарея розряджається відповідно до встановленого режиму та припиняє розряджатися після досягнення заданих умов. Умови відключення розряду включають налаштування відключення напруги, налаштування часу відключення, налаштування відключення потужності, налаштування відсічення негативного градієнта напруги тощо. Зміна напруги розряду батареї пов’язана з системою розряду, тобто є, на зміну кривої розряду також впливає система розряду, включаючи: струм розряду, температуру розряду, напругу закінчення розряду; періодичні або постійні виділення. Чим більше струм розряду, тим швидше падає робоча напруга; зі зміною температури нагнітання крива розряду плавно змінюється.

(1) Розряд постійного струму

При постійному розряді струму встановлюється значення струму, а потім значення струму досягається шляхом регулювання джерела постійного струму з ЧПУ, щоб реалізувати постійний струм розряду батареї. У той же час кінцева зміна напруги батареї збирається для визначення характеристик розряду батареї. Розряд постійного струму — це розряд того самого струму розряду, але напруга акумулятора продовжує падати, тому потужність продовжує падати. На малюнку 5 представлена ​​крива напруги та струму постійного струму розряду літій-іонних акумуляторів. Завдяки постійному розряду струму вісь часу легко перетворюється на вісь ємності (добуток струму на час). На малюнку 5 показана крива напруга-ємність при постійному струмі розряду. Розряд постійним струмом є найпоширенішим методом розряду під час тестування літій-іонних акумуляторів.

Малюнок 5 Криві постійного струму постійної напруги заряду та постійного струму розряду при різних коефіцієнтах множення

(2) Постійний розряд потужності

Коли постійна потужність розряджається, спочатку встановлюється значення P постійної потужності, а вихідна напруга U батареї збирається. У процесі розряду P має бути постійним, але U постійно змінюється, тому необхідно постійно регулювати струм I джерела постійного струму ЧПУ відповідно до формули I = P / U для досягнення мети постійного розряду потужності . Зберігайте потужність розряду незмінною, оскільки напруга батареї продовжує падати під час процесу розряду, тому струм у розряді постійної потужності продовжує зростати. Завдяки постійному розряду потужності вісь координат часу легко перетворюється на вісь координат енергії (добуток потужності на час).

Малюнок 6 Криві зарядки та розрядки постійної потужності при різних швидкостях подвоєння

Порівняння розряду постійного струму та розряду постійної потужності

Рисунок 7: (а) діаграма зарядної та розрядної ємності при різних співвідношеннях; (b) крива заряду та розряду

 На малюнку 7 показано результати випробувань різного співвідношення заряду та розряду в двох режимах літій-залізо-фосфатний акумулятор. Відповідно до кривої потужності на фіг. 7 (а), зі збільшенням струму заряду та розряду в режимі постійного струму фактична ємність заряду та розряду батареї поступово зменшується, але діапазон зміни відносно малий. Фактична зарядна і розрядна ємність акумулятора поступово зменшується зі збільшенням потужності, і чим більше множник, тим швидше спадає ємність. Потужність розряду за 1 год нижча, ніж у режимі постійного потоку. У той же час, коли швидкість заряду-розряду нижча за швидкість 5 годин, ємність батареї вища за умов постійного живлення, тоді як ємність батареї вище, ніж швидкість 5 годин вище за умов постійного струму.

На малюнку 7 (b) показано криву ємність-напруга за умов низького співвідношення, дворежимна крива ємності-напруги літій-залізо-фосфатної батареї, а зміна платформи напруги заряду та розряду невелика, але за умови високого співвідношення, постійний струм-постійна напруга в режимі постійної напруги значно довший, і платформа напруги зарядки значно зросла, платформа напруги розряду значно зменшилася.

(3) Розряд постійного опору

Під час розряду постійного опору спочатку встановлюється постійне значення опору R для збору вихідної напруги батареї U. Під час процесу розряду R має бути постійним, але U постійно змінюється, тому значення струму I постійного струму CNC Джерело слід постійно регулювати відповідно до формули I=U / R для досягнення мети постійного опору розряду. Напруга батареї завжди зменшується в процесі розряду, а опір однаковий, тому струм розряду I також є процесом зменшення.

(4) Безперервний розряд, періодичний розряд і імпульсний розряд

Акумулятор розряджається постійним струмом, постійною потужністю та постійним опором, використовуючи функцію синхронізації для реалізації контролю безперервного розряду, періодичного розряду та імпульсного розряду. На малюнку 11 показані криві струму та криві напруги типового імпульсного тесту заряду/розряду.

Малюнок 8 Криві струму та криві напруги для типових імпульсних випробувань заряду-розряду

[Інформація міститься в кривій розряду]

Крива розряду відноситься до кривої напруги, струму, ємності та інших змін батареї з часом під час процесу розряду. Інформація, що міститься на кривій заряду та розряду, дуже багата, включаючи ємність, енергію, робочу напругу та платформу напруги, співвідношення між потенціалом електрода та станом заряду тощо. Основними даними, що записуються під час тесту на розряд, є час еволюція струму і напруги. З цих основних даних можна отримати багато параметрів. Нижче описано параметри, які можна отримати за допомогою кривої розряду.

(1) Напруга

У випробуванні на розряд літій-іонної батареї параметри напруги в основному включають платформу напруги, середню напругу, середню напругу, напругу відсікання тощо. Напруга платформи є відповідним значенням напруги, коли зміна напруги мінімальна, а зміна ємності велика , яке можна отримати з пікового значення dQ / dV. Середня напруга – це відповідне значення напруги половини ємності батареї. Для матеріалів, більш очевидних на платформі, таких як фосфат літію, заліза та титанат літію, середня напруга є напругою платформи. Середня напруга — це ефективна площа кривої напруга-ємність (тобто енергія розряду акумулятора), поділена на формулу розрахунку ємності: u = U (t) * I (t) dt / I (t) dt. Напруга відключення означає мінімальну допустиму напругу, коли акумулятор розряджається. Якщо напруга нижча за напругу відключення розряду, напруга на обох кінцях батареї швидко впаде, утворюючи надмірний розряд. Перерозряд може призвести до пошкодження активної речовини електрода, втрати реакційної здатності та скорочення терміну служби батареї. Як описано в першій частині, напруга батареї пов'язана зі станом заряду матеріалу катода та потенціалом електрода.

(2) Місткість і питома місткість

Ємність батареї означає кількість електроенергії, що виділяється батареєю за певної системи розряду (за певного розрядного струму I, температури розряду T, напруги відсіка розряду V), що вказує на здатність батареї накопичувати енергію в А·год або C На ємність впливає багато елементів, таких як струм розряду, температура розряду і т. д. Розмір ємності визначається кількістю активних речовин у позитивному та негативному електродах.

Теоретична ємність: ємність, яку надає активна речовина в реакції.

Фактична потужність: фактична потужність, вивільнена за певної системи розряду.

Номінальна ємність: означає мінімальну потужність, яку гарантує батарея за проектних умов розряду.

У тесті на розряд ємність розраховується шляхом інтегрування струму в часі, тобто C = I (t) dt, постійний струм у t постійного розряду, C = I (t) dt = I t; постійний опір R розряду, C = I (t) dt = (1 / R) * U (t) dt (1 / R) * out (u - середня напруга розряду, t - час розряду).

Питома ємність: для порівняння різних батарей вводиться поняття питомої ємності. Питома ємність відноситься до ємності, яку надає активна речовина одиниці маси або одиниці об’ємного електрода, яка називається масовою питомою ємністю або об’ємною питомою ємністю. Звичайний метод розрахунку такий: питома ємність = ємність батареї при першому розряді / (маса діючої речовини * коефіцієнт використання діючої речовини)

Фактори, що впливають на ємність акумулятора:

a. Струм розряду акумулятора: чим більше струм, тим вихідна ємність зменшується;

b. Температура розряду акумулятора: при зниженні температури знижується вихідна ємність;

в. Напруга відсічення розряду батареї: час розряду, встановлений матеріалом електрода та межею самої реакції електрода, зазвичай становить 3.0 В або 2.75 В.

d. Час заряджання та розряджання батареї: після багаторазової зарядки та розрядки батареї через пошкодження матеріалу електрода батарея зможе зменшити розрядну ємність батареї.

д. Умови зарядки батареї: швидкість зарядки, температура, напруга відключення впливають на ємність батареї, таким чином визначаючи ємність розряду.

 Метод визначення ємності акумулятора:

У різних галузях промисловості існують різні стандарти тестування відповідно до умов праці. Для літій-іонних акумуляторів для продуктів 3C, згідно з національним стандартом GB / T18287-2000 Загальні специфікації для літій-іонних акумуляторів для стільникового телефону, метод перевірки номінальної ємності акумулятора такий: a) заряджання: 0.2C5A заряджання; b) розряд: 0.2C5A розрядний; в) п'ять циклів, один з яких кваліфікований.

Для промисловості електромобілів, відповідно до національного стандарту GB / T 31486-2015 Вимоги до електричних характеристик і методи випробувань акумуляторної батареї для електромобілів, номінальна ємність батареї відноситься до ємності (Аг), вивільненої батареєю при кімнатній температурі. з 1I1 (A) струмом розряду для досягнення напруги завершення, в якому I1 є струмом розряду за 1 годину, значення якого дорівнює C1 (A). Метод тестування:

A) При кімнатній температурі припиніть постійну напругу під час заряджання постійним струмом, заряджаючи до напруги завершення заряджання, визначеної підприємством, і припиніть заряджання, коли струм завершення заряджання впаде до 0.05I1 (A), і утримуйте зарядку протягом 1 години після зарядка.

Бб) При кімнатній температурі акумулятор розряджається струмом 1І1 (А) до досягнення розрядом напруги припинення розряду, зазначеної в технічних умовах підприємства;

C) виміряна розрядна ємність (вимірюється Ач), розраховується питома енергія розряду (вимірюється Вт·год / кг);

3 г) Повторіть кроки а) -) в) 5 разів. Коли гранична різниця 3 послідовних випробувань становить менше 3% від номінальної потужності, випробування можна завершити заздалегідь, а результати останніх 3 випробувань можна усереднити.

(3) Стан заряду, SOC

SOC (State of Charge) — це стан заряду, що представляє відношення залишкової ємності акумулятора до його повного зарядженого стану після певного періоду часу або тривалого часу за певної швидкості розряду. Метод «напруга холостого ходу + інтегрування за годинним часом» використовує метод напруги холостого ходу для оцінки початкової зарядної ємності батареї, а потім використовує метод інтегрування за годинний час для визначення потужності, споживаної акумулятором. - метод інтегрування часу. Споживана потужність є добутком розрядного струму та часу розряду, а залишкова потужність дорівнює різниці між початковою та спожитою потужністю. Математична оцінка SOC між напругою холостого ходу та годинним інтегралом є:

Де CN - номінальна потужність; η – зарядно-розрядний ККД; Т – температура використання батареї; I – струм батареї; t – час розряду акумулятора.

DOD (глибина розряду) — це глибина розряду, міра ступеня розряду, яка є відсотковим відношенням ємності розряду до загальної ємності розряду. Глибина розряду сильно залежить від терміну служби батареї: чим глибше глибина розряду, тим коротший термін служби. Співвідношення розраховується для SOC = 100% -DOD

4) Енергія та питома енергія

Електрична енергія, яку батарея може видавати, виконуючи зовнішню роботу за певних умов, називається енергією батареї, а одиниця зазвичай виражається у Вт·год. На кривій розряду енергія розраховується наступним чином: W = U (t) * I (t) dt. При постійному струмі розряду W = I * U (t) dt = It * u (u - середня напруга розряду, t - час розряду)

a. Теоретична енергія

Процес розряду батареї відбувається в рівноважному стані, при цьому напруга розряду підтримує значення електрорушійної сили (Е), а коефіцієнт використання діючої речовини становить 100%. За цієї умови вихідна енергія батареї є теоретичною енергією, тобто максимальною роботою, яку виконує реверсивна батарея за постійної температури та тиску.

b. Фактична енергія

Фактична вихідна енергія розряду батареї називається фактичною енергією, правила промисловості електромобілів ("GB / T 31486-2015 Power Battery Electrical Performance Requirements and Test Methods for Electric Vehicles"), батарея при кімнатній температурі з 1I1 (A ) струм розряду, щоб досягти енергії (Вт·год), що виділяється напругою завершення, що називається номінальною енергією.

в. питома енергія

Енергія, яку дає батарея на одиницю маси та на одиницю об’єму, називається питомою масою або питомою енергією об’єму, яку також називають густиною енергії. В одиницях wh / кг або wh / л.

[Основна форма розрядної кривої]

Найбільш основною формою розрядної кривої є крива напруга-час і струм-час. Завдяки перетворенню обчислення осі часу загальна крива розряду також має криву напруга-ємність (питома ємність), криву напруга-енергія (питома енергія), криву напруга-SOC тощо.

(1) Крива напруги та часу струму

Рисунок 9 Криві напруга-час і струм-час

(2) Крива напруга-ємність

Рисунок 10 Крива напруга-ємність

(3) Крива напруга-енергія

Рисунок Рисунок 11. Крива напруга-енергія

[довідкова документація]

  • Ван Чао та ін. Порівняння характеристик заряду та розряду постійного струму та постійної потужності в електрохімічних накопичувачах енергії [J]. Наука та технологія зберігання енергії. 2017 (06): 1313-1320.
  • Еом К.С., Джоші Т., Бордес А. та ін. Дизайн літій-іонної повнокомпонентної батареї з використанням нанокремнієвого та нанобагатошарового графенового композитного анода [J]
  • Го Цзіпен та ін. Порівняння тестових характеристик постійного струму та постійної потужності літій-залізо-фосфатних батарей [J]. Storage battery.2017(03): 109-115
  • Марінаро М, Юн Д, Габріеллі Г та ін. Прототип високопродуктивного 1.2 А·год Si-сплаву/графіту|LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2 Літій-іонний акумулятор[J].Journal of Power Sources.2017,357(Додаток C):188-197.

 

 

close_white
близько

Пишіть запит тут

відповідь протягом 6 годин, будь-які запитання вітаються!