Саморазряд & чрезмерный разряд литий-ионных аккумуляторов
С дальнейшим увеличением плотности энергии и дальнейшим снижением стоимости литий-ионные батареи стали широко использоваться в электромобилях и в области хранения энергии. Постоянство саморазряда и чрезмерного разряда литий-ионных аккумуляторов очень важно для срока службы и надежности электромобилей и систем хранения энергии. Результаты исследований саморазряда и чрезмерного разряда литий-ионных аккумуляторов за последние годы рассмотрены с точки зрения механизма образования, влияющих факторов и методов обнаружения.
Саморазряд — это явление естественной потери емкости аккумулятора во время хранения, которое обычно показывает, что напряжение холостого хода после хранения падает на несколько раз. Саморазряд литий-ионных аккумуляторов делится на физический саморазряд и химический саморазряд в зависимости от типа реакции. По влиянию саморазряда на батарею некоторые покупатели разделяют саморазряд на две категории: саморазряд с обратимой компенсацией утраченной емкости и саморазряд с необратимой компенсацией утраченной емкости. В нормальных условиях потеря емкости, вызванная физическим саморазрядом, обратима, тогда как потеря емкости, вызванная химическим саморазрядом, необратима.
Литий-ионные аккумуляторы широко используются в качестве энергетических систем в различных приборах и электромобилях из-за их экологичности, высокой удельной энергии и длительного срока службы. Существование саморазряда литий-ионных аккумуляторов не только приводит к потере энергии самих аккумуляторов, но и сокращает срок службы литий-ионных аккумуляторов из-за непостоянства саморазряда. Быстрое снижение емкости приводит к большой ошибке в прогнозировании состояния заряда батареи (SOC) системой управления батареями (BMS), а стратегия управления электромобилями терпит неудачу, что приводит к чрезмерной разрядке аккумуляторных систем электромобилей.
Причины саморазряда литий-ионных аккумуляторов
1. Причины обратимой потери емкости: Причиной обратимой потери емкости является обратимая реакция разряда, и ее принцип соответствует нормальной реакции разряда аккумулятора. Разница в том, что нормальный путь электронов разряда представляет собой внешнюю цепь, и скорость реакции очень высока; Электронный путь саморазряда является электролитом, и скорость реакции очень низкая.
2. Причины необратимой потери емкости: Когда внутри батареи происходит необратимая реакция, вызванная ею потеря емкости является необратимой потерей емкости. Типы необратимых реакций, включая необратимую реакцию между положительным электродом и электролитом, необратимую реакцию между материалом отрицательного электрода и электролитом, необратимую реакцию, вызванную примесями в самом электролите, и необратимую реакцию, вызванную микрокоротким замыканием, вызванным примесями во время производства.
Скорость саморазряда является важным параметром для измерения срока службы литий-ионного аккумулятора. Процесс саморазряда происходит внутри аккумулятора, что зависит от материала и технологии аккумулятора и меняется в зависимости от температуры окружающей среды, времени хранения и состояние заряда. Быстрое обнаружение саморазряда литий-ионного аккумулятора позволяет сократить время измерения параметров саморазряда и повысить его точность. Обнаружение саморазряда также применимо к аккумуляторным батареям, что может предоставить новые теоретические данные для исследования целостности батареи и сортировки в практическом применении, тем самым улучшая производительность литий-ионной батареи.
После того, как аккумулятор разрядил накопленное электричество, это может привести к чрезмерному разряду, если напряжение продолжает разряжаться после достижения определенного значения. Обычно напряжение отсечки разряда определяется в зависимости от тока разряда. Чрезмерный разряд может привести к катастрофическим последствиям для аккумулятора; особенно сильный ток чрезмерной разрядки или повторная чрезмерная разрядка оказывают большее влияние на батарею. Как правило, чрезмерная разрядка увеличивает внутреннее давление батареи, нарушает обратимость положительных и отрицательных активных материалов, и даже если емкость может быть восстановлена лишь частично после зарядки, она, очевидно, уменьшится.
Чтобы гарантировать, что некоторое количество ионов лития останется в графитовом слое после разряда, необходимо’s Необходимо ограничить минимальное напряжение прекращения разряда. Литий-ионные аккумуляторы нельзя переразряжать. Напряжение прекращения разряда обычно составляет 3,0 В/узл, а минимальное напряжение не может быть ниже 2,5 В/узл. Время разряда аккумулятора связано с емкостью аккумулятора и током разряда. Время разряда аккумулятора (часы) = емкость аккумулятора/ток разряда; ток разряда литий-ионного аккумулятора не должен превышать емкость аккумулятора в 3 раза, в противном случае аккумулятор будет поврежден.
Влияние чрезмерной разрядки литий-ионного аккумулятора.
1. Значение напряжения завершения, указанное в стандарте на аккумуляторы, представляет собой значение напряжения, достигаемое при непрерывном разряде аккумулятора; Однако в процессе фактического использования разряд в основном носит прерывистый характер, поэтому даже если разряд достигает указанного значения напряжения завершения, часто происходит переразряд.
2. После того, как аккумулятор разрядится до конечного напряжения, дайте ему постоять от нескольких минут до получаса, и напряжение аккумулятора автоматически повысится. Это вводит пользователя в заблуждение, полагая, что аккумулятор все еще может продолжать разряжаться, что приводит к его чрезмерной разрядке.
3. Циклическая обработка зарядкой и разрядкой позволяет улучшить емкость аккумулятора по сравнению с предыдущей, однако непрерывная чрезмерная глубокая разрядка не только не приведет к дальнейшей активации активных веществ, не участвовавших в реакции, но и вызовет положительную коррозию сетки и превращение часть α-PbO2 до β-PbO2, что неизбежно сокращает срок службы батареи. Чем глубже глубина разряда, тем быстрее снижается емкость аккумулятора, тем более очевидны побочные эффекты переразряда и периодического лечения, а также тем короче срок службы аккумулятора.
В настоящее время в большинстве аккумуляторов электронных изделий используются литий-ионные аккумуляторы. Литий-ионные аккумуляторы быстро разрабатывались и широко использовались в обществе с момента их появления в 1990 году, а производители литий-ионных аккумуляторов также достигли наибольшего развития. Не заряжайте литий-ионный аккумулятор до 100 %, не говоря уже о том, чтобы полностью его использовать. Если позволяет ситуация, старайтесь поддерживать заряд батареи примерно наполовину, и чем меньше диапазон зарядки и разрядки, тем лучше.
