Torolàlana feno momba ny famakafakana ny curve fanariana bateria Lithium-Ion

Ny fitsapana fampiasa matetika indrindra amin'ny bateria lithium-ion - ny paikady famakafakana curve discharge

Rehefa miala ny bateria lithium-ion dia miova foana ny voltase miasa miaraka amin'ny fitohizan'ny fotoana. Ny voltase miasa amin'ny bateria dia ampiasaina ho toy ny ordinate, ny fotoana fandefasana, na ny fahafaha-manao, na ny toetry ny fiampangana (SOC), na ny halalin'ny discharge (DOD) ho abscissa, ary ny curve voatsoaka dia antsoina hoe curve discharge. Mba hahatakarana ny curve mampiavaka ny batterie, dia mila mahatakatra ny voltase ny bateria amin'ny fitsipika.

[Voltaon'ny bateria]

Ho an'ny fanehoan-kevitry ny electrode mba hamoronana ny bateria dia tsy maintsy mahafeno ireto fepetra manaraka ireto: ny fizotran'ny fahaverezan'ny elektrôna amin'ny fanehoan-kevitra simika (izany hoe ny fizotran'ny oxidation) sy ny dingan'ny fahazoana ny elektronika (izany hoe ny fizotran'ny fanehoan-kevitra fampihenana) dia tsy maintsy misaraka amin'ny faritra roa samihafa, izay tsy mitovy amin'ny fanehoan-kevitra redox ankapobeny; Ny fanehoan-kevitra redox amin'ny akora mavitrika amin'ny electrodes roa dia tsy maintsy ampitaina amin'ny alàlan'ny faritra ivelany, izay tsy mitovy amin'ny fihetsiky ny microbattery amin'ny fizotran'ny harafesina metaly. Ny tanjaky ny bateria dia ny fahasamihafana misy eo amin'ny electrode positive sy ny electrode negative. Ny mari-pamantarana manan-danja manokana dia misy ny volavolan-tsarimihetsika misokatra, ny voltase miasa, ny fiampangana sy ny famotsorana malefaka, sns.

[Potension'ny electrode amin'ny fitaovana bateria lithium-ion]

Ny mety ho electrode dia manondro ny fandrobohana akora mivaingana ao amin'ny vahaolana elektrôlôty, mampiseho ny fiantraikan'ny herinaratra, izany hoe, ny mety ho tsy fitoviana eo amin'ny velaran'ny metaly sy ny vahaolana. Io fahasamihafana mety hitranga io dia antsoina hoe mety ho an'ny metaly amin'ny vahaolana na ny mety ho an'ny electrode. Raha fintinina, ny tanjaky ny electrode dia fironana ho an'ny ion na atôma mba hahazoana elektronika.

Noho izany, ho an'ny electrode positive na fitaovana electrode négatif, rehefa apetraka amin'ny electrolyte misy sira lithium, ny mety ho electrode dia aseho ho:

Raha ny φ c dia ny tanjaky ny electrode an'io akora io. Ny tanjaky ny electrode hydrogène mahazatra dia napetraka ho 0.0V.

[Voaran-tseranana misokatra amin'ny bateria]

Ny herin'ny electromotive ny bateria dia ny sanda ara-teorika kajy araka ny fihetsiky ny bateria mampiasa ny thermodynamic fomba, izany hoe, ny fahasamihafana eo amin'ny equilibrium electrode mety ho an'ny bateria sy ny tsara sy ny ratsy electrodes rehefa tapaka ny circuit no sanda ambony indrindra. fa ny bateria dia afaka manome ny volt. Raha ny marina, ny electrodes tsara sy ratsy dia tsy voatery ho ao amin'ny thermodynamic equilibrium fanjakana ao amin'ny electrolyte, izany hoe, ny electrode mety naorin'ny tsara sy ny ratsy electrodes ny bateria ao amin'ny electrolyte vahaolana dia matetika tsy ny equilibrium electrode mety, noho izany ny Amin'ny ankapobeny dia kely kokoa noho ny herin'ny electromotive ny batterie amin'ny ankapobeny. Ho an'ny réaction electrode:

Raha jerena ny toetry ny tsy manara-penitra ny singa reactant sy ny hetsika (na ny fifantohana) ny singa mavitrika rehefa mandeha ny fotoana, ny tena faritra open circuit malefaka ny sela dia ovain'ny ny angovo equation:

Raha ny R dia ny tsy miova entona, ny T dia ny mari-pana amin'ny fanehoan-kevitra, ary ny a dia ny hetsika na ny fifantohana. Miankina amin'ny toetran'ny fitaovana electrode tsara sy ratsy, ny electrolyte sy ny toetry ny mari-pana, ary tsy miankina amin'ny géometrika sy ny haben'ny bateria ny bolts circuit open an'ny bateria. Lithium Ion electrode fiomanana fitaovana ho any amin'ny tsato-kazo, ary Lithium vy taratasy nivory ho bokotra antsasaky ny bateria, dia afaka mandrefy ny electrode fitaovana amin'ny samy hafa SOC fanjakana misokatra malefaka, misokatra malefaka curve dia ny electrode fitaovana fiampangana fanjakana fanehoan-kevitra, bateria fitehirizana misokatra malefaka mitete, fa tsy dia lehibe loatra, raha toa ka mitete haingana loatra na ny amplitude dia tranga tsy fahita firy. Ny fiovan'ny toetr'andro amin'ny akora bipolar mavitrika sy ny famotsorana ny bateria dia ny antony lehibe indrindra amin'ny fihenan'ny volavolan-tsolika misokatra amin'ny fitehirizana, ao anatin'izany ny fiovan'ny saron-tava amin'ny latabatra fitaovana elektrode tsara sy ratsy; ny mety ho fiovana vokatry ny thermodynamic tsy fandriam-pahalemana ny electrode, ny fandravana sy ny rotsak'orana ny metaly loto vahiny, ary ny micro circuit fohy vokatry ny diaphragm eo amin'ny tsara sy ny ratsy electrodes. Rehefa antitra ny bateria Lithium ion, ny fiovan'ny sanda K (midina ny voly) dia ny fizotry ny fananganana sy ny fahamarinan'ny sarimihetsika SEI eo amin'ny tontolon'ny fitaovana electrode. Raha lehibe loatra ny fihenan'ny voltase, dia misy circuit micro-short ao anatiny, ary ny bateria dia heverina ho tsy mahafeno fepetra.

[Polarization ny bateria]

Rehefa mandalo amin'ny electrode ny ankehitriny, ny trangan-javatra izay mivily ny electrode amin'ny equilibrium electrode polarization dia antsoina hoe polarization, ary ny polarization miteraka ny overpotential. Araka ny antony mahatonga ny polarization, ny polarization dia azo zaraina ho ohmic polarization, fifantohana polarization sy electrochemical polarization. AVIAVY. 2 dia ny curve fanariana mahazatra ny bateria sy ny fiantraikan'ny polarization isan-karazany amin'ny malefaka.

 Figure 1. Curve fanariana mahazatra sy polarization

(1) Polarization Ohmic: vokatry ny fanoherana ny ampahany tsirairay amin'ny bateria, ny sandan'ny fanerena ny tsindry dia manaraka ny lalàn'ny ohm, mihena ny courant, mihena avy hatrany ny polarization, ary manjavona avy hatrany ny current rehefa mijanona.

(2) Electrochemical polarization: ny polarization dia vokatry ny miadana electrochemical fanehoan-kevitra eo amin'ny electrode ambonin'ny. Nihena be izany tao anatin'ny haavon'ny microsegondra rehefa nihena ny riandrano.

(3) polarization fifantohana: noho ny fahatarana ny fizotry ny fiparitahan'ny ion ao amin'ny vahaolana, ny fifantohana fahasamihafana eo amin'ny ambonin'ny electrode sy ny vahaolana vatana dia polarized ambanin'ny sasany ankehitriny. Mihena na manjavona io polarization io rehefa mihena ny korian-jiro amin'ny segondra macroscopic (segondra vitsy ka hatramin'ny folo segondra).

Ny fanoherana anatiny amin'ny bateria dia mitombo miaraka amin'ny fitomboan'ny fivoahan'ny batterie, izay indrindra satria ny firongatry ny fivoahana lehibe dia mampitombo ny fironana polarization ny bateria, ary ny lehibe kokoa ny fivoahana ankehitriny, ny mazava kokoa ny polarization fironana, araka ny aseho. ao amin'ny sary 2. Araka ny lalàna Ohm: V = E0-IRT, miaraka amin'ny fitomboan'ny fanoherana ankapoben'ny RT, ny fotoana takiana amin'ny boltsan'ny batterie mba hahatongavana amin'ny volavolan-tsolika tapaka dia mihena, noho izany dia mihena koa ny fahafahan'ny famoahana. mihena.

Sary 2. Ny fiantraikan'ny hakitroky amin'izao fotoana izao amin'ny polarization

Lithium ion bateria dia tena karazana lithium ion concentration bateria. Ny dingan'ny fiampangana sy famotsorana ny bateria lithium ion dia ny dingan'ny fametahana sy fanesorana ny ion lithium ao amin'ny electrodes tsara sy ratsy. Ny anton-javatra misy fiantraikany amin'ny polarization ny lithium-ion bateria dia ahitana:

(1) Ny fiantraikan'ny electrolyte: ny conductivity ambany ny electrolyte no tena antony mahatonga ny polarization ny lithium ion bateria. Ao amin'ny mari-pana amin'ny ankapobeny, ny conductivity ny electrolyte ampiasaina amin'ny lithium-ion bateria dia amin'ny ankapobeny ihany 0.01 ~ 0.1S/cm, izay iray isan-jaton'ny vahaolana aqueous. Noho izany, rehefa mivoaka ny bateria lithium-ion amin'ny zotra avo dia tara loatra ny famenoana Li + avy amin'ny electrolyte, ary hitranga ny trangan-javatra polarization. Ny fanatsarana ny conductivity ny electrolyte no tena zava-dehibe mba hanatsarana ny avo-izao fotoana izao famoahana ny bateria lithium-ion.

(2) Ny fitaoman'ny fitaovana tsara sy ratsy: ny fantsona lava kokoa amin'ny akora tsara sy ratsy dia miparitaka amin'ny ety ambonin'ny tany, izay tsy mety amin'ny fivoahana haingana.

(3) Conductor agent: ny votoatin'ny conductive agent dia lafin-javatra manan-danja misy fiantraikany amin'ny fahombiazan'ny famoahana avo lenta. Raha toa ka tsy ampy ny votoatin'ny conductive agent ao amin'ny formula cathode, dia tsy azo afindra ny elektrôna amin'ny fotoana ivoahan'ny herinaratra lehibe, ary mitombo haingana ny fanoherana ny polarization anatiny, ka haingana ny fihenan'ny bateria mankany amin'ny fivoahana tapaka. .

(4) Ny fiantraikan'ny famolavolana tsato-kazo: ny hatevin'ny tsato-kazo: raha misy fivoahana amin'izao fotoana izao, ny hafainganam-pandehan'ny akora mavitrika dia tena haingana, izay mitaky ny lithium ion mba hampidirana haingana sy hisaraka amin'ny fitaovana. Raha matevina ny takela-bato ary mitombo ny lalan'ny fiparitahan'ny lithium ion, ny fitarihana ny hatevin'ny tsato-kazo dia hamokatra gradient lithium ion lehibe.

Ny hakitroky ny compaction: lehibe kokoa ny hakitroky ny fametahana ny ravin-kazo, mihakely ny mason-koditra, ary ny lalan'ny hetsika lithium ion ao amin'ny tari-dalan'ny hatevin'ny tsato-kazo dia lava kokoa. Ankoatra izany, raha lehibe loatra ny hakitroky ny compaction, dia mihena ny faritry ny fifandraisana eo amin'ny fitaovana sy ny electrolyte, mihena ny toerana misy ny fanehoan-kevitry ny electrode, ary hitombo koa ny fanoherana anatiny amin'ny bateria.

(5) Ny fiantraikan'ny SEI membrane: ny fananganana ny SEI membrane dia mampitombo ny fanoherana ny electrode / electrolyte interface, ka miteraka hysteresis na polarization.

[Fomba fiasan'ny bateria]

Volavolan'ny asa, fantatra ihany koa amin'ny hoe faran'ny faran'ny, dia manondro ny mety ho fahasamihafana eo amin'ny tsara sy ny ratsy electrodes ny bateria rehefa ny ankehitriny mikoriana ao amin'ny faritra miasa. Ao amin'ny toetry ny fiasan'ny bateria, rehefa mikoriana amin'ny alalan'ny bateria ny ankehitriny, dia tokony ho resy ny fanoherana vokatry ny fanoherana anatiny, izay hahatonga ny ohmic latsaka tsindry sy ny electrode polarization, ka ny miasa malefaka foana ambany noho ny misokatra faritra malefaka, ary rehefa mamaly, ny faran'ny voly dia ambony foana noho ny open circuit malefaka. Izany hoe, ny vokatry ny polarization mahatonga ny faran'ny faran'ny ny bateria discharge ambany noho ny electromotive mety ny bateria, izay ambony noho ny electromotive mety ny bateria miandraikitra.

Noho ny fisian'ny tranga polarization, ny malefaka avy hatrany sy ny tena malefaka eo amin'ny dingan'ny fiampangana sy ny famoahana. Rehefa manefa dia somary avo kokoa noho ny tena malefaka ny voltase eo noho eo, ny polarization dia manjavona ary ny voltase dia midina rehefa mihena ny voltase eo noho eo sy ny tena volavolan-dalàna aorian'ny fivoahana.

Mba hamintinana ny famaritana etsy ambony, ny fomba fiteny dia:

E +, E- - maneho ny mety ho ny tsara sy ny ratsy electrodes, tsirairay avy, E + 0 sy E- -0 maneho ny equilibrium electrode mety ho ny tsara sy ny ratsy electrodes, tsirairay avy, VR maneho ny ohmic polarization malefaka, ary η + , η - - maneho ny overpotential ny tsara sy ny ratsy electrodes, tsirairay avy.

[Fitsipika fototra amin'ny fitsapana fivoahana]

Taorian'ny fahatakarana fototra momba ny boltsan'ny bateria, dia nanomboka nanadihady ny curve discharge amin'ny bateria lithium-ion izahay. Ny curve discharge amin'ny ankapobeny dia maneho ny toetry ny electrode, izay ny superposition ny fiovan'ny fanjakana amin'ny electrodes tsara sy ratsy.

Ny curve malefaka amin'ny bateria lithium-ion mandritra ny dingan'ny famoahana dia azo zaraina ho dingana telo

1) Amin'ny dingana voalohany amin'ny batterie dia mihena haingana ny voltase, ary ny lehibe kokoa ny taham-pamokarana dia ny fihenan'ny voltase;

2) Miditra amin'ny dingana fanovana miadana ny tanjaky ny batterie, izay antsoina hoe sehatra sehatra amin'ny batterie. Arakaraka ny kely kokoa ny tahan'ny fivoahana,

Arakaraka ny faharetan'ny faritry ny lampihazo, ny haavon'ny voltase amin'ny sehatra, ny fihenan'ny voltase.

3) Rehefa tapitra ny herin'ny batterie, dia manomboka mihena be ny tanjaky ny enta-mavesatry ny batterie mandra-pahatongan'ny voltase fijanonana.

Mandritra ny fitsapana dia misy fomba roa hanangonana angona

(1) Angony ny angon-drakitra amin'izao fotoana izao, ny voltase ary ny fotoana araka ny elanelan'ny fotoana voafaritra Δ t;

(2) Angony ny angon-drakitra amin'izao fotoana izao, ny voltase ary ny fotoana araka ny fahasamihafan'ny fiovan'ny volavolan-dalàna Δ V. Ny fahamarinan'ny famandrihana sy ny famoahana ny fitaovana dia ahitana ny marina amin'izao fotoana izao, ny fahamarinan'ny voltase ary ny fotoana marina. Ny tabilao 2 dia mampiseho ny mari-pamantarana fitaovana amin'ny milina famenoana sy famoahana, izay ny% FS dia maneho ny isan-jaton'ny isan-karazany, ary ny 0.05% RD dia manondro ny fahadisoana voarefy ao anatin'ny 0.05% amin'ny famakiana. Ny fitaovana fiampangana sy famotsorana amin'ny ankapobeny dia mampiasa loharano tsy tapaka CNC fa tsy fanoherana enta-mavesatra ho an'ny enta-mavesatra, ka tsy misy ifandraisany amin'ny fanoherana ny andian-tsarimihetsika na ny fanoherana parasitika ao amin'ny faritra ny fivoahana malefaka sy ny fanoherana anatiny. r ary ny circular current I amin'ny loharano malefaka tsara indrindra mitovy amin'ny bateria. Raha ampiasaina amin'ny enta-mavesatra ny fanoherana, dia apetraho ho E ny volte amin'ny loharano malefaka tsara indrindra amin'ny bateria mitovy, ny fanoherana anatiny dia r, ary ny fanoherana ny enta-mavesatra dia R. Fandrefesana ny voltase amin'ny tendrony roa amin'ny fanoherana enta-mavesatra miaraka amin'ny voltase. metatra, araka ny aseho eo amin'ny sary etsy ambony ao amin'ny sary 6. Na izany aza, amin'ny fampiharana, dia misy ny fanoherana firaka sy ny fanoherana ny fifandraisana amin'ny fixture (fanamafisana parasitika fanoherana) ao amin'ny faritra. Ny kisarisary fizaran-tany mitovy amin'izany aseho amin'ny Sary. 3 dia aseho amin'ny sary manaraka amin'ny Sary. 3. Amin'ny fampiharana dia tsy azo ihodivirana ny fampidirana ny fanoherana parasitika, ka ny totalin'ny fanoherana ny enta-mavesatra dia lasa lehibe, fa ny voltase refesina dia ny voltase amin'ny tendrony roa amin'ny fanoherana ny enta-mavesatra R, ka ny fahadisoana dia nampidirina.

 Fig. 3 Ny sarin'ny sakana fototra sy ny sarin'ny fizaran-tany mitovy amin'ny fomba famoahana fanoherana

Rehefa ampiasaina ho enta-mavesatra ny loharano tsy tapaka miaraka amin'ny I1 amin'izao fotoana izao, dia aseho amin'ny sary 7 ny kisary schematic sy ny sarin'ny circuit equivalent tena izy. E, I1 dia sanda tsy miova ary r dia tsy miova mandritra ny fotoana iray.

Avy amin'ny raikipohy etsy ambony, dia hitantsika fa ny roa voltages A sy B dia tsy miova, izany hoe, ny Output malefaka ny bateria dia tsy mifandray amin'ny haben'ny andian-dahatsoratra fanoherana ao amin'ny tadivavarana, ary mazava ho azy fa tsy misy ifandraisany. miaraka amin'ny fanoherana parasitika. Ho fanampin'izany, ny fomba fandrefesana efatra-terminal dia afaka mahatratra ny fandrefesana marina kokoa amin'ny taham-pamokarana bateria.

Figure 4 Diagrama sakana equivalent sy kisarisary fizaran-tany mitovy amin'ny enta-mavesatra loharano tsy tapaka

Ny loharano miaraka dia fitaovana famatsiana herinaratra izay afaka manome kojakoja tsy tapaka amin'ny entana. Mbola afaka mitazona ny fivoahana amin'izao fotoana izao izy io rehefa miova ny famatsiana herinaratra ivelany ary miova ny toetran'ny impedance.

[Mode andrana fanalana]

Ny fitaovana fitiliana fiampangana sy famotsorana dia matetika mampiasa ny fitaovana semiconductor ho toy ny singa mikoriana. Amin'ny alàlan'ny fanitsiana ny mari-pamantarana fanaraha-maso ny fitaovana semiconductor, dia afaka maka tahaka ny enta-mavesatry ny toetra samihafa toy ny tsy tapaka amin'izao fotoana izao, ny tsindry tsy tapaka ary ny fanoherana tsy tapaka sy ny sisa. Ny fomba fitiliana ny batterie lithium-ion dia ahitana ny fivoahana tsy tapaka amin'izao fotoana izao, ny fivoahana fanoherana tsy tapaka, ny fivoahana herinaratra tsy tapaka, sns. Amin'ny fomba fandroahana tsirairay dia azo zaraina ihany koa ny fivoahana tsy tapaka sy ny fivoahana elanelam-potoana, izay mifanaraka amin'ny halavan'ny fotoana, ny fivoahana elanelam-potoana dia azo zaraina amin'ny fivoahana miverimberina sy ny fivoahana pulse. Mandritra ny fitsapana famotsorana, ny bateria dia mivoaka araka ny fomba napetraka, ary mijanona ny fandefasana rehefa tonga amin'ny fepetra napetraka. Ny fepetra tapaka amin'ny fivoahana dia ahitana ny fametrahana ny voltase tapaka, ny fametrahana ny fotoana tapaka, ny fametrahana ny fahafaha-manapaka, ny fametrahana ny gradient gradient ratsy, sns. dia, ny fiovan'ny curve discharge dia misy fiantraikany amin'ny rafitra fivoahana, ao anatin'izany ny: ny fivoahana amin'izao fotoana izao, ny mari-pana fivoahana, ny voltase famaranana ny fivoahana; fivoahana misesisesy na mitohy. Ny lehibe kokoa ny fivoahana amin'izao fotoana izao, ny haingana kokoa ny miasa malefaka latsaka; miaraka amin'ny hafanan'ny fivoahana dia miova moramora ny curve discharge.

(1) Ny fivoahana amin'izao fotoana izao

Rehefa tsy tapaka ny fivoahana amin'izao fotoana izao, ny sanda amin'izao fotoana izao dia apetraka, ary avy eo dia tratra ny sanda amin'izao fotoana izao amin'ny alàlan'ny fanitsiana ny loharano tsy tapaka CNC, mba hahatsapana ny fivoahana tsy tapaka ny bateria. Amin'izay fotoana izay ihany koa dia angonina ny fiovan'ny faran'ny faran'ny bateria mba hamantarana ny toetran'ny batterie. Ny fivoahana amin'izao fotoana izao dia ny famotsorana ny zotram-pandehanana mitovy amin'izany, saingy mitohy ny fihenan'ny batterie, noho izany dia mihena ny hery. Ny sary 5 dia ny bolts sy ny curve amin'ny fivoahana tsy tapaka amin'ny bateria lithium-ion. Noho ny fivoahana tsy tapaka amin'izao fotoana izao, ny axe fotoana dia mora miova amin'ny fahaiza-manao (ny vokatra amin'izao fotoana izao sy ny fotoana). Ny sary 5 dia mampiseho ny làlam-pamokarana herinaratra amin'ny fivoahana amin'izao fotoana izao. Ny fivoahana amin'izao fotoana izao no fomba fandroahana matetika indrindra amin'ny fitsapana bateria lithium-ion.

Figure 5 Fameram-bola tsy tapaka amin'izao fotoana izao sy ny fiolahana fivoahana tsy tapaka amin'ny tahan'ny multiplier samihafa

(2) Famoahana herinaratra tsy tapaka

Rehefa mivoaka ny herinaratra tsy tapaka, dia apetraka aloha ny sandan'ny herin'aratra tsy tapaka P, ary angonina ny voly Output U amin'ny bateria. Ao amin'ny dingan'ny famoahana, P dia takiana mba ho tsy tapaka, fa U dia miova foana, noho izany dia ilaina ny hanitsy tsy tapaka ny amin'izao fotoana izao ny CNC loharano tsy tapaka amin'izao fotoana izao araka ny raikipohy I = P / U mba hanatratrarana ny tanjon'ny tsy tapaka hery fivoahana. . Tazony tsy miova ny herin'ny famoahana, satria mitohy ny fihenan'ny bolts an'ny bateria mandritra ny dingan'ny famoahana, noho izany dia mitombo hatrany ny courant ao amin'ny fivoahana herinaratra tsy tapaka. Noho ny famotsorana hery tsy tapaka, ny axe koordinate fotoana dia mora miova ho angovo (vokatry ny hery sy ny fotoana) mandrindra axe.

Figure 6 Fametrahana herinaratra tsy tapaka sy fiolahana fanalana amin'ny tahan'ny avo roa heny

Fampitahana ny fivoahana amin'izao fotoana izao sy ny fivoahana herinaratra tsy tapaka

Sary 7: (a) diagram momba ny fahafahan'ny fiampangana sy fanariana amin'ny tahan'ny samy hafa; (b) curve de charge sy décharge

 Ny sary 7 dia mampiseho ny valin'ny fitsapana isan-karazany momba ny fiampangana sy ny fivoahana amin'ny fomba roa bateria lithium vy phosphate. Araka ny curve capacité ao amin'ny FIG. 7 (a), miaraka amin'ny fampitomboana ny fiampangana sy ny fivoahana amin'izao fotoana izao amin'ny maodely amin'izao fotoana izao, ny tena fiampangana sy ny fahafahan'ny batterie dia mihena tsikelikely, saingy kely ny elanelana. Mihena tsikelikely ny fahafahan'ny batterie tena fiampangana sy famotsorana miaraka amin'ny fitomboan'ny hery, ary ny lehibe kokoa ny multiplier no haingana kokoa ny fahapotehan'ny fahafaha-manao. Ny fahafahan'ny famotsorana 1 h dia ambany noho ny fomba fikoriana tsy tapaka. Mandritra izany fotoana izany, rehefa ambany noho ny tahan'ny 5 h ny tahan'ny fiampangana, dia avo kokoa ny fahafahan'ny batterie eo ambanin'ny toetry ny herinaratra tsy tapaka, ary ny fahafahan'ny bateria dia ambony noho ny tahan'ny 5 h dia ambony noho ny toe-javatra misy ankehitriny.

Avy amin'ny sary 7 (b) dia mampiseho ny curve-voltage, eo ambanin'ny toetry ny tahan'ny ambany, ny bateria lithium vy phosphate batterie roa amin'ny alàlan'ny curve-voltage, ary ny fiovan'ny sehatra fiampangana sy ny fivoahana dia tsy lehibe, fa eo ambanin'ny fepetra avo lenta, tsy tapaka amin'izao fotoana izao-constant malefaka fomba amin'ny fotoana malefaka tsy tapaka fotoana be lavitra, ary ny fiampangana malefaka sehatra nitombo be, ny fivoahana malefaka sehatra dia nihena be.

(3) Famoahana fanoherana tsy tapaka

Rehefa mivoaka ny fanoherana tsy tapaka, ny sandan'ny fanoherana tsy tapaka R dia napetraka voalohany mba hanangonana ny volavolan'ny batterie U. Nandritra ny dingan'ny famoahana, R dia tsy maintsy miova, fa ny U dia miova foana, ka ny sanda I amin'izao fotoana izao amin'ny CNC tsy tapaka ankehitriny Ny loharano dia tokony amboarina tsy tapaka araka ny formula I=U / R mba hahatratrarana ny tanjon'ny fanoherana tsy tapaka. Mihena foana ny voltase an'ny batterie amin'ny dingan'ny famoahana, ary mitovy ny fanoherana, noho izany dia mihena ihany koa ny courant de discharge I.

(4) Ny fivoahana tsy mitsaha-mitombo, ny fivoahana miato ary ny fivoahan'ny pulse

Ny bateria dia avoaka amin'ny tsy tapaka amin'izao fotoana izao, ny hery tsy tapaka ary ny fanoherana tsy tapaka, raha mampiasa ny fiasan'ny fotoana mba hahatsapana ny fifehezana ny fivoahana tsy tapaka, ny fivoahana tsy tapaka ary ny fandefasana pulse. Ny sary 11 dia mampiseho ny fiolahana amin'izao fotoana izao sy ny fiodinan'ny voltase amin'ny fitsapana fiampangana / fivoahana mahazatra.

Figure 8 Current curves and voltage curves for typical pulse charge-discharge tests

[Fampahalalana tafiditra ao amin'ny curve discharge]

Ny curve decharge dia manondro ny fiolahana ny voltora, ny ankehitriny, ny fahafaha-manao ary ny fiovana hafa amin'ny bateria rehefa mandeha ny fotoana mandritra ny dingan'ny famoahana. Ny vaovao voarakitra ao amin'ny fiampangana sy ny fivoahana curve dia tena manan-karena, anisan'izany ny fahaiza-manao, angovo, miasa malefaka sy malefaka sehatra, ny fifandraisana eo amin'ny electrode mety sy ny toetry ny fiampangana, sns. fivoaran'ny ankehitriny sy ny volt. Maro ny masontsivana azo azo avy amin'ireo angona fototra ireo. Ireto manaraka ireto ny antsipiriany momba ny mari-pamantarana azo alaina amin'ny alàlan'ny curve discharge.

(1) Volontany

Ao amin'ny fitsirihana ny batterie lithium ion, ny mari-pamantarana malefaka indrindra dia ahitana sehatra malefaka, malefaka median, malefaka antonony, malefaka tapaka, sns. , izay azo avy amin'ny sandan'ny tampon'ny dQ / dV. Ny sandan'ny median dia ny sandan'ny voltase mifanaraka amin'ny antsasaky ny fahafahan'ny bateria. Ho an'ny fitaovana miharihary kokoa eo amin'ny lampihazo, toy ny lithium vy phosphate sy lithium titanate, ny salan'isa mediana dia ny volavolan-dàlana. Ny salan'isa malefaka dia ny faritra mahomby amin'ny curve malefaka-fahaiza-manao (izany hoe, angovo fanariana batterie) mizara amin'ny fikajiana ny fahaiza-manao dia u = U (t) * I (t) dt / I (t) dt. Ny voltase tapaka dia manondro ny voltase kely indrindra azo atao rehefa miala ny bateria. Raha ambany noho ny voltase tapaka ny volt, dia hihena haingana ny voltase amin'ny tendrony roa amin'ny bateria, ka miteraka fivoahana be loatra. Mety hiteraka fahasimbana amin'ny akora mavitrika amin'ny electrode ny overdischarge, hamoy ny fahafahan'ny fanehoan-kevitra ary hanafohy ny androm-piainan'ny bateria. Araka ny voalaza ao amin'ny tapany voalohany, ny tanjaky ny bateria dia mifandray amin'ny fiampangana ny fitaovana cathode sy ny mety ho electrode.

(2) Fahaizana sy fahaiza-manao manokana

Ny fahafahan'ny batterie dia manondro ny habetsahan'ny herinaratra avoakan'ny batterie eo ambanin'ny rafitra fivoahana sasany (eo ambanin'ny zotram-pamokarana sasany I, ny mari-pana fivoahana T, ny voltase tapaka V), izay manondro ny fahafahan'ny bateria mitahiry angovo ao amin'ny Ah na C . Ny fahaiza-manao dia misy fiantraikany amin'ny singa maro, toy ny fivoahana ankehitriny, ny mari-pana mivoaka, sns. Ny haben'ny fahafaha-manao dia voafaritra amin'ny habetsahan'ny akora mavitrika ao amin'ny electrodes tsara sy ratsy.

Fahaiza-manao teorika: ny fahafahana omen'ny akora mavitrika amin'ny fanehoan-kevitra.

Ny fahaiza-manao tena izy: ny tena fahafahana navoaka tamin'ny rafitra fanariana.

Ny fahafaha-manao naoty: manondro ny habetsan'ny hery kely indrindra omen'ny batterie ao anatin'ny fepetra fivoahana natao.

Ao amin'ny fitsapana fivoahana, ny fahafaha-manao dia kajy amin'ny fampifangaroana ny ankehitriny amin'ny fotoana, izany hoe C = I (t) dt, courant tsy tapaka amin'ny t fivoahana tsy tapaka, C = I (t) dt = I t; fanoherana tsy tapaka R fivoahana, C = I (t) dt = (1 / R) * U (t) dt (1 / R) * mivoaka (u no salan'isa fivoahana malefaka, t ny fotoana fivoahana).

Fahaizana manokana: Mba hampitahana ny bateria samihafa, dia ampidirina ny foto-kevitra momba ny fahafaha-manao manokana. Ny fahaiza-manao manokana dia manondro ny fahaiza-manao omen'ny akora mavitrika amin'ny lanjan'ny tarika na ny electrode volume unit, izay antsoina hoe ny capacité manokana na ny capacité manokana. Ny fomba kajy mahazatra dia: capacité manokana = capacité de charge voalohany ny bateria/

Antony misy fiantraikany amin'ny fahafahan'ny bateria:

a. Ny fivoahana amin'ny bateria: ny lehibe kokoa ny ankehitriny dia mihena ny fahafaha-mamokatra;

b. Ny mari-pana amin'ny batterie: rehefa mihena ny mari-pana dia mihena ny fahafaha-mamokatra;

c. Ny famotsorana tapaka ny batterie: ny fotoana famotsorana napetraky ny fitaovana electrode ary ny fetran'ny fihetsiky ny electrode dia amin'ny ankapobeny 3.0V na 2.75V.

d. Fotoana fiampangana sy famotsorana ny batterie: aorian'ny fiampangana sy famotsorana ny bateria, noho ny tsy fahombiazan'ny fitaovana electrode, ny bateria dia afaka mampihena ny fahafahan'ny batterie.

e. Ny fepetra fiampangana ny bateria: ny tahan'ny fiampangana, ny mari-pana, ny voltase tapaka dia misy fiantraikany amin'ny fahafahan'ny bateria, ka mamaritra ny fahafahan'ny fandefasana.

 Fomba hamaritana ny fahafahan'ny bateria:

Ny indostria samihafa dia manana fenitry ny fitsapana samihafa araka ny fepetran'ny asa. Ho an'ny batterie lithium-ion ho an'ny vokatra 3C, araka ny fenitra nasionaly GB / T18287-2000 General Specification for Lithium-ion Batteries for Cellular Telephone, ny fomba fitsapana ny fahaiza-manaon'ny bateria dia toy izao manaraka izao: a) fiampangana: 0.2C5A fiampangana; b) famoahana: 0.2C5A famoahana; c) tsingerina dimy, izay mahafeno fepetra ny iray.

Ho an'ny indostrian'ny fiara elektrônika, araka ny fenitra nasionaly GB / T 31486-2015 Fangatahana herinaratra elektrika sy fomba fitsapana ho an'ny bateria herinaratra ho an'ny fiara elektrika, ny fahafahan'ny batterie naoty dia manondro ny fahafaha (Ah) navoakan'ny bateria amin'ny mari-pana amin'ny efitrano. miaraka amin'ny 1I1 (A) fivoahana amin'izao fotoana izao mba hahatongavana amin'ny faran'ny famotsorana, izay ny I1 dia 1 ora ny tahan'ny famoahana ankehitriny, izay mitovy amin'ny C1 (A) ny sandany. Ny fomba fitsapana dia:

A) Amin'ny mari-pana ao amin'ny efitrano, atsaharo ny tosidra tsy tapaka rehefa mametaka amin'ny fiampangana tsy tapaka amin'izao fotoana izao mankany amin'ny volavolan-tsolika famaranana voatondron'ny orinasa, ary atsaharo ny fiampangana rehefa midina amin'ny 0.05I1 (A) ny fiampangana, ary tazony ny fiampangana mandritra ny 1h aorian'ny fiampangana.

Bb) Amin'ny mari-pana ao amin'ny efitrano, ny bateria dia avoaka miaraka amin'ny 1I1 (A) ankehitriny mandra-pahatongan'ny fivoahana tonga amin'ny volavolan-tsolika famaranana voatondro ao amin'ny fepetra ara-teknika orinasa;

C) fandrefesana ny fahafahana mivoaka (refesina amin'ny Ah), kajy ny angovo manokana mivoaka (refesina amin'ny Wh / kg);

3 d) Avereno a) -) c) in-5. Raha latsaky ny 3% amin'ny fahafaha-manao naoty ny fahasamihafan'ny fitsapana 3 misesy, dia azo atao mialoha ny fitsapana ary azo atao ny salan'isa ny valin'ny fitsapana 3 farany.

(3) Fanjakana miandraikitra, SOC

Ny SOC (State of Charge) dia toetry ny fiampangana, maneho ny tahan'ny fahafahan'ny bateria tavela amin'ny famandrihana feno azy aorian'ny fe-potoana na fotoana maharitra eo ambanin'ny tahan'ny fivoahana. Ny fomba "open-circuit voltage + ora-ora fampidirana" dia mampiasa ny open-circuit malefaka fomba tombantombana ny fanjakana voalohany fiampangana ny bateria, ary avy eo dia mampiasa ny ora-ora fomba fampidirana mba hahazoana ny hery lanin'ny a - fomba fampidirana fotoana. Ny hery lany dia ny vokatry ny discharge ankehitriny sy ny fotoana fivoahana, ary ny hery sisa dia mitovy amin'ny fahasamihafan'ny hery voalohany sy ny hery laniana. Ny tombantomban'ny matematika SOC eo anelanelan'ny volavolan-tsolika misokatra sy ny ora iray dia:

Aiza no misy ny CN ny fahaiza-manao nomena; η dia ny fahombiazan'ny fiampangana; T dia ny mari-pana fampiasana bateria; Izaho no bateria ankehitriny; t ny fotoana fandefasana bateria.

Ny DOD (Depth of Discharge) dia ny halalin'ny fivoahana, fandrefesana ny haavon'ny fivoahana, izay ny isan-jaton'ny fahafahan'ny fivoahana amin'ny totalin'ny fahafaha-mivoaka. Ny halalin'ny fivoahana dia misy ifandraisany lehibe amin'ny fiainan'ny bateria: arakaraka ny halalin'ny fivoahana no fohy kokoa ny fiainana. Ny fifandraisana dia kajy ho an'ny SOC = 100% -DOD

4) Angovo sy angovo manokana

Ny angovo elektrônika azon'ny bateria avoaka amin'ny fanaovana asa ivelany amin'ny fepetra sasany dia antsoina hoe angovon'ny bateria, ary ny singa dia aseho amin'ny ankapobeny amin'ny wh. Ao amin'ny curve discharge, ny angovo dia kajy toy izao manaraka izao: W = U (t) * I (t) dt. Amin'ny fivoahana tsy tapaka amin'izao fotoana izao, W = I * U (t) dt = It * u (u dia ny salan'isan'ny volkano, t ny fotoana fivoahana)

a. Ny angovo teorika

Ny dingan'ny famoahana ny batterie dia ao anatin'ny toetry ny equilibrium, ary ny tanjaky ny fivoahana dia mitazona ny sandan'ny hery electromotive (E), ary ny tahan'ny fampiasana ny akora mavitrika dia 100%. Ao anatin'izany toe-javatra izany, ny angovo azo avy amin'ny bateria dia ny angovo teorika, izany hoe ny asa ambony indrindra ataon'ny bateria azo averina amin'ny hafanana sy ny tsindry tsy tapaka.

b. Ny tena angovo

Ny tena angovo avy amin'ny famoahana batterie dia antsoina hoe angovo tena izy, ny fitsipiky ny indostrian'ny fiara elektrika ("GB / T 31486-2015 Power Battery Electrical Performance Requirements and Test Methods for Electric Vehicles"), ny bateria amin'ny mari-pana amin'ny efitrano miaraka amin'ny 1I1 (A ) fivoahana amin'izao fotoana izao, mba hahatongavana amin'ny angovo (Wh) avoaka amin'ny alàlan'ny voltase famaranana, antsoina hoe angovo nomena.

c. angovo manokana

Ny angovo omen'ny batterie isaky ny lanjan'ny isa sy isan-tsokajiny dia antsoina hoe angovo manokana faobe na angovo manokana volume, antsoina koa hoe hakitroky ny angovo. Amin'ny singa wh / kg na wh / L.

[Endriny fototra amin'ny curve discharge]

Ny endrika fototra indrindra amin'ny curve discharge dia ny curve-time sy amin'izao fotoana izao. Amin'ny alàlan'ny fiovan'ny kajy axe fotoana, ny curve mahazatra dia manana ny curve-voltage (fahaizana manokana), curve-angovo (angovo manokana), curve voltage-SOC sy ny sisa.

(1) Voltage-time sy ny fotoana ankehitriny curve

Figure 9 Voltage-time and current-time curves

(2) Curve voltase-capacité

Sary 10 Curve voltage-capacité

(3) Curve voly-angovo

Figure Sary 11. Voltage-angovo curve

[tatitra momba ny reference]

• Wang Chao, et al. Fampitahana ny toetran'ny fiampangana sy famotsorana amin'ny herinaratra tsy tapaka sy tsy tapaka amin'ny fitaovana fitahirizana angovo elektrika [J]. Siansa sy teknolojia fitahirizana angovo.2017(06):1313-1320.
• Eom KS，Joshi T，Bordes A，et al.Ny famolavolana batterie feno Li-ion amin'ny fampiasana silisiôma nano sy anode mitambatra graphene maro sosona nano [J]
• Guo Jipeng, et al. Fampitahana ny toetran'ny fitsapana herinaratra tsy tapaka sy tsy tapaka amin'ny bateria lithium vy phosphate [J]. bateria fitahirizana.2017(03):109-115
• Marinaro M，Yoon D，Gabrielli G，et al.High performance 1.2 Ah Si-alloy/Graphite|LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2 prototype Li-ion batterie[J]. Journal of Power Sources.2017，357(fanampiny C):188-197.