Desmistificando o impacto da capacidade de descarga do PACK da bateria de lítio

A bateria de íon-lítio PACK é principalmente um produto cujo núcleo elétrico é filtrado, montado, embalado e montado para determinar se a capacidade e a diferença de pressão são qualificadas.

1. Consistência do grupo correspondente

A consistência entre a série da bateria e as células paralelas precisa de consideração especial no PACK da bateria. Somente com boa capacidade, estado de carga, resistência interna, consistência de autodescarga, etc., a capacidade da bateria pode ser exercida e liberada. O baixo desempenho afetará seriamente o desempenho geral da bateria e até mesmo causará sobrecarga ou descarga excessiva, causando riscos à segurança. Um bom esquema de correspondência é uma forma eficaz de melhorar a consistência do monômero.

Uma boa combinação pode não apenas melhorar a taxa de utilização das células, mas também controlar a consistência dos monômeros, que é a base para alcançar uma boa capacidade de descarga e estabilidade de ciclo na descarga da bateria. No entanto, a dispersão da impedância CA de uma capacidade de célula de bateria mal combinada aumentará, o que por sua vez enfraquecerá o desempenho do ciclo e a capacidade utilizável da bateria.

2. Método de carregamento

Um sistema de carga adequado tem uma influência importante na capacidade de descarga da bateria. Se a profundidade da carga for rasa, a capacidade de descarga será reduzida de acordo. Se sobrecarregado, afetará os materiais químicos ativos da bateria e causará danos irreversíveis, reduzindo a capacidade e a vida útil da bateria. Portanto, é necessário selecionar uma taxa de carga apropriada, tensão de limite superior e corrente de corte de tensão constante para garantir que a capacidade de carga seja alcançada enquanto otimiza simultaneamente a eficiência, segurança e estabilidade de carga.

No momento, a bateria de íon-lítio de energia adota principalmente o modo de carregamento de tensão de corrente constante constante. Ao analisar os resultados de carga de corrente constante e tensão constante do sistema de fosfato de ferro-lítio e baterias do sistema ternário em diferentes correntes de carga e diferentes tensões de corte, pode ser visto que: (1) Quando a tensão de corte de carga é constante, o a corrente de carga aumenta e a relação de corrente constante diminui. O tempo de carregamento é reduzido, mas o consumo de energia aumenta; (2) Quando a corrente de carga é constante, conforme a tensão de corte de carga diminui, a relação de carga de corrente constante diminui e a capacidade de carga e a energia estão diminuindo. Para garantir a capacidade da bateria, fosfato de ferro-lítio A tensão de corte de carga da bateria não pode ser inferior a 3,4V. É necessário equilibrar o tempo de carregamento e a perda de energia e selecionar a corrente de carregamento e o tempo de corte apropriados.

3. Taxa de descarga

A taxa de descarga é um indicador importante para baterias de energia. A alta taxa de descarga da bateria é um teste para os materiais e eletrólitos positivos e negativos. Para o material de eletrodo positivo fosfato de lítio e ferro, sua estrutura é estável, a deformação durante a carga e descarga é pequena e tem as condições básicas para uma grande descarga de corrente, mas a desvantagem é que a condutividade do fosfato de lítio e ferro é pobre. A taxa de difusão dos íons de lítio no eletrólito é o principal fator que afeta a taxa de descarga da bateria, e a difusão dos íons dentro da bateria está intimamente relacionada à estrutura da bateria e à concentração do eletrólito.

Diferentes taxas de descarga levam a diferentes tempos de descarga e plataformas de tensão de descarga das baterias, o que por sua vez leva a diferentes capacidades de descarga, o que é especialmente óbvio para baterias paralelas. Portanto, é necessário selecionar uma taxa de descarga apropriada.

A curva de descarga da bateria de energia LiFePO4 em diferentes taxas de 0,1 C, 0,2 C, 0,5 C, 1 C, 1,5 C e 2 C a uma temperatura ambiente de 25 ℃. Pode ser visto que o processo de descarga da bateria LiFePO4 em taxas diferentes tem uma plataforma de descarga estável, a tensão da plataforma está entre 3,0 ~ 3,4 V. Além disso, a tensão da plataforma diminui com o aumento da taxa de descarga. Isso ocorre porque o aumento da taxa de descarga aumenta a corrente de descarga da bateria e a resistência interna da bateria. , A tensão aumentará quando a bateria estiver descarregada. Por outro lado, a descarga de corrente de alta taxa aumentará a polarização da bateria e reduzirá a plataforma de tensão da bateria.

A capacidade de descarga da bateria LiFePO4 sob diferentes taxas de descarga diminuirá com o aumento da taxa de descarga da bateria. A uma pequena taxa de 0,1 C, a capacidade descarregada da bateria é maior do que a capacidade nominal da bateria, mas a uma taxa de 2 C A capacidade de descarga é de apenas 90% da capacidade nominal. Isso mostra que existe uma certa correlação negativa entre a taxa de descarga e a capacidade da bateria.

Ao descarregar baterias de íon-lítio, o padrão nacional 1C é geralmente usado e a corrente de descarga máxima é geralmente limitada a 2 a 3C. Ao descarregar com alta corrente, ele produzirá um grande aumento de temperatura e levará à perda de energia. Portanto, é necessário monitorar a temperatura da bateria em tempo real para evitar danos à bateria devido à temperatura excessiva e reduzir a vida útil da bateria.

4. Condições de temperatura

As baterias de íon de lítio são afetadas pela temperatura ambiente, uma temperatura muito alta ou muito baixa afetará a capacidade da bateria. O ciclo de vida da bateria pode ser afetado se ela for operada em condições de alta temperatura por um longo período. Se a temperatura estiver muito baixa, a capacidade será difícil de jogar.

A temperatura afeta principalmente a atividade e o desempenho eletrolítico do material da peça polar dentro da bateria. Em baixas temperaturas, a atividade da bateria diminui significativamente, a capacidade de inserir e extrair lítio diminui, a resistência interna e a tensão de polarização da bateria aumentam, a capacidade real disponível diminui, a capacidade de descarga da bateria diminui, a plataforma de descarga está baixa e é mais provável que a bateria atinja a tensão de corte de descarga. A capacidade disponível da bateria diminui e a eficiência de utilização de energia da bateria diminui. Quando a temperatura aumenta, a extração e inserção de íons de lítio entre os eletrodos positivo e negativo tornam-se ativas, de modo que a resistência interna da bateria diminui, e o o tempo de estabilização da resistência interna torna-se mais longo, o que faz com que a quantidade de migração de elétrons no circuito externo aumente, e a capacidade seja mais eficaz. Jogar. No entanto, se a bateria for operada em um ambiente de alta temperatura por um longo período, a estabilidade da estrutura de rede do eletrodo positivo se deteriorará, a segurança da bateria será reduzida e a vida útil da bateria será significativamente reduzida.

Portanto, altas e baixas temperaturas afetarão o desempenho e a vida útil da bateria de fosfato de ferro-lítio. No processo de trabalho real, métodos como o aumento do gerenciamento térmico da bateria devem ser usados ​​para garantir que a bateria funcione em condições de temperatura adequadas. Na parte de teste do pacote de bateria, uma sala de teste de temperatura constante a 25 ° C pode ser estabelecida.

5. Resumo

Neste artigo, combinado com a situação real do PACK da bateria de íon-lítio, os fatores que afetam a capacidade de descarga são analisados ​​e discutidos. Uma boa consistência do grupo de correspondência de pacote de bateria é o pré-requisito para perceber o nível e o desempenho de descarga do pacote de bateria. Você pode consultar o uso do método de grupo de correspondência de características dinâmicas. O método de carregamento é recomendado para usar o método de carregamento balanceado para garantir que as plataformas SOC de cada monômero sejam semelhantes antes da descarga. É necessário escolher uma taxa de descarga adequada, levando em consideração a capacidade e a eficiência do teste. O ambiente tem uma grande influência no teste da bateria, portanto, as condições de temperatura precisam ser controladas.