Autodescarga & sobredescarga de baterías de iones de litio

Con el mayor aumento de la densidad energética y la mayor reducción de costos, las baterías de iones de litio se han utilizado ampliamente en vehículos eléctricos y campos de almacenamiento de energía. La consistencia de la autodescarga y la sobredescarga de las baterías de iones de litio es muy importante para la vida útil y la confiabilidad de los vehículos eléctricos y los sistemas de almacenamiento de energía. Los resultados de la investigación sobre la autodescarga y sobredescarga de baterías de iones de litio en los últimos años se revisaron desde los aspectos del mecanismo de formación, los factores que influyen y los métodos de detección.

La autodescarga es un fenómeno de pérdida natural de capacidad de la batería durante el almacenamiento, que generalmente muestra que el voltaje del circuito abierto cae después del almacenamiento por momentos. La autodescarga de las baterías de iones de litio se divide en autodescarga física y autodescarga química según los tipos de reacción. A partir de la influencia de la autodescarga en la batería, algunos clientes dividen la autodescarga en dos categorías: autodescarga con compensación reversible por capacidad perdida y autodescarga con compensación irreversible por capacidad perdida. En circunstancias normales, la pérdida de capacidad causada por la autodescarga física es reversible, mientras que la pérdida de capacidad causada por la autodescarga química es irreversible.

Las baterías de iones de litio se utilizan ampliamente como sistemas de energía en diversos instrumentos y vehículos eléctricos debido a su alta energía específica, libre de contaminación y su largo ciclo de vida. La existencia de autodescarga de las baterías de iones de litio no solo provoca la pérdida de energía de las propias baterías, sino que también acorta la vida útil de las baterías de iones de litio debido a la inconsistencia de la autodescarga. La rápida disminución de la capacidad conduce a un gran error en la predicción del estado de carga de la batería (SOC) por parte del sistema de gestión de la batería (BMS), y la estrategia de control de los vehículos eléctricos falla, lo que resulta en una descarga excesiva de los sistemas de baterías de los vehículos eléctricos.

Causas de la autodescarga de las baterías de iones de litio.

1. Causas de la pérdida de capacidad reversible.: La causa de la pérdida de capacidad reversible es la reacción de descarga reversible, y el principio es consistente con la reacción de descarga normal de la batería. La diferencia es que la trayectoria normal de los electrones de descarga es un circuito externo y la velocidad de reacción es muy rápida; La ruta de autodescarga del electrón es el electrolito y la velocidad de reacción es muy lenta.

2. Causas de la pérdida irreversible de capacidad.: Cuando ocurre una reacción irreversible dentro de la batería, la pérdida de capacidad causada es una pérdida de capacidad irreversible. Los tipos de reacciones irreversibles incluyen la reacción irreversible entre el electrodo positivo y el electrolito, la reacción irreversible entre el material del electrodo negativo y el electrolito, la reacción irreversible causada por impurezas en el electrolito mismo y la reacción irreversible causada por un microcortocircuito causado por impurezas durante la fabricación.

La tasa de autodescarga es un parámetro importante para medir la vida útil de la batería de iones de litio, y el proceso de autodescarga ocurre dentro de la batería, que está relacionado con el material y la tecnología de la batería, y cambia con los cambios de temperatura ambiental, tiempo de almacenamiento y estado de carga. La detección rápida de la autodescarga de una batería de iones de litio puede reducir los tiempos de medición de los parámetros de autodescarga y mejorar su precisión. La detección de autodescarga también se aplica al paquete de baterías, lo que puede proporcionar nuevos datos teóricos para la investigación y clasificación de la consistencia de la batería en aplicaciones prácticas, mejorando así el rendimiento de la batería de iones de litio.

Después de que la batería haya descargado la electricidad almacenada, provocará una descarga excesiva si el voltaje continúa descargándose después de alcanzar un cierto valor. Generalmente, el voltaje de corte de descarga se determina según la corriente de descarga. Una descarga excesiva puede tener consecuencias desastrosas para la batería; Especialmente la sobredescarga de corriente intensa o la sobredescarga repetida tienen un mayor impacto en la batería. Generalmente, la sobredescarga aumentará la presión interna de la batería, destruirá la reversibilidad de los materiales activos positivos y negativos, e incluso si solo puede recuperar parcialmente la capacidad después de la carga, obviamente disminuirá.

Para garantizar que algunos iones de litio permanezcan en la capa de grafito después de la descarga, es necesario’s Necesario limitar la tensión mínima de terminación de descarga. Las baterías de iones de litio no se pueden descargar en exceso. El voltaje de terminación de descarga suele ser de 3,0 V/nudo y el voltaje mínimo no puede ser inferior a 2,5 V/nudo. El tiempo de descarga de la batería relacionado con la capacidad de la batería y la corriente de descarga. Y el tiempo de descarga de la batería (horas) = ​​capacidad de la batería/corriente de descarga; La corriente de descarga de la batería de iones de litio no debe exceder 3 veces la capacidad de la batería, de lo contrario la batería se dañará.

Influencia de la sobredescarga de la batería de iones de litio.

1. El valor de voltaje de terminación especificado en el estándar de la batería es el valor de voltaje alcanzado cuando la batería se descarga continuamente; Sin embargo, en el proceso de uso real, la descarga es mayoritariamente intermitente, por lo que incluso si la descarga alcanza el valor de voltaje de terminación especificado, a menudo se produce una sobredescarga.

2. Después de que la batería se descargue al voltaje de terminación, déjela reposar durante varios minutos a media hora y el voltaje de la batería aumentará automáticamente. Esto induce al usuario a pensar erróneamente que la batería aún puede continuar descargándose, provocando así una sobredescarga.

3. El tratamiento cíclico de carga y descarga puede mejorar la capacidad de la batería en comparación con la anterior, pero una descarga profunda excesiva y continua no sólo no activará aún más las sustancias activas que no participaron en la reacción, sino que también provocará una corrosión positiva de la red y la transformación de un parte de α-PbO2 a β -PbO2, lo que inevitablemente acortará el ciclo de vida de la batería. Cuanto mayor sea la profundidad de descarga, más rápido disminuirá la capacidad de la batería, más obvios serán los efectos secundarios de la sobredescarga y el tratamiento periódico, y más corto será el ciclo de vida de la batería.

En la actualidad, la mayoría de las baterías de productos electrónicos utilizan baterías de iones de litio. Las baterías de iones de litio se han desarrollado rápidamente y se han utilizado ampliamente en la sociedad desde su aparición en 1990, y los fabricantes de baterías de iones de litio también han logrado el mayor desarrollo. No cargue la batería de iones de litio al 100% de su carga completa, y mucho menos la agote. Si la situación lo permite, intente mantener la carga de la batería cerca de la mitad y cuanto menor sea el rango de carga y descarga, mejor.