Pam fod Batris Lithiwm-ion yn Hunan-ollwng, Sut I Fesur Hunan-ollwng?

Adwaith hunan-ollwng ybatri ïon lithiwmyn anochel. Mae ei fodolaeth nid yn unig yn arwain at ostwng gallu' s y batri ei hun, ond mae hefyd yn effeithio'n ddifrifol ar gynulliad a bywyd beicio' s y batri. Y gyfradd hunan-ollwng batris lithiwm-ion yn gyffredinol yw 2% i 5% y mis, a all fodloni gofynion defnyddio celloedd sengl yn llawn.

Fodd bynnag, unwaith y bydd y batri lithiwm sengl wedi'i ymgynnull i fodiwl, nid yw nodweddion pob batri lithiwm sengl yn hollol gyson, felly ar ôl pob gwefr a gollyngiad, ni all foltedd terfynell pob batri lithiwm sengl gyrraedd cysondeb llwyr, a fydd yn achosi Os codir gormod arno. neu os bydd celloedd sydd wedi'u gordalu yn ymddangos yn y modiwl, bydd perfformiad y batri lithiwm celloedd yn dirywio. Wrth i nifer y gwefru a'r gollwng gynyddu, bydd graddfa'r dirywiad yn gwaethygu ymhellach, a bydd oes y beic yn cael ei leihau'n fawr o'i gymharu â chelloedd sengl heb eu tebyg. Felly, mae ymchwil fanwl ar gyfradd hunan-ollwng batris lithiwm-ion yn angen brys am gynhyrchu batri.

1

Ffactorau sy'n effeithio ar hunan-ollwng

Mae ffenomen hunan-ollwng y batri yn cyfeirio at y ffenomen o golli gallu'r batri yn ddigymell pan fydd yn cael ei adael mewn cylched agored, ac fe'i gelwir hefyd yn gapasiti cadw gwefr. Yn gyffredinol, gellir rhannu hunan-ollwng yn ddau fath: hunan-ollwng cildroadwy a hunan-ollwng anadferadwy. Gellir digolledu'r gallu colli yn wrthdroadwy am hunan-ollwng cildroadwy, mae'r egwyddor yn debyg i'r adwaith rhyddhau batri arferol. Mae'r hunan-ollwng na ellir ei ddigolledu am golli capasiti yn hunan-ryddhad anadferadwy. Y prif reswm yw bod adwaith na ellir ei wrthdroi wedi digwydd y tu mewn i'r batri, gan gynnwys adwaith yr electrod positif a'r electrolyt, adwaith yr electrod negyddol a'r electrolyt, yr adwaith a achosir gan yr amhureddau yn yr electrolyt, ac amser y cynhyrchu. Adweithiau anadferadwy a achosir gan gylchedau byr micro a achosir gan amhureddau a gludir. Mae ffactorau dylanwadu hunan-ollwng fel a ganlyn.

1 Deunydd catod

Dylanwad y deunydd electrod positif yn bennaf yw bod metel pontio ac amhureddau'r deunydd electrod positif yn cael eu gwaddodi ar yr electrod negyddol i achosi cylched fer fewnol, a thrwy hynny gynyddu hunan-ollwng y batri lithiwm. Yah-Mei Teng et al. astudio priodweddau ffisegol ac electrocemegol dau ddeunydd catod LiFePO4. Canfu'r astudiaeth fod gan fatris sydd â chynnwys amhuredd haearn uchel yn y deunyddiau crai ac wrth wefru a gollwng gyfradd hunan-ollwng uchel a sefydlogrwydd gwael. Y rheswm yw bod haearn yn lleihau ac yn gwaddodi yn yr electrod negyddol yn raddol, yn tyllu'r gwahanydd, ac yn achosi cylched fer yn y batri, gan arwain at hunan-ollwng uwch.

2 Deunydd anod

Mae dylanwad y deunydd electrod negyddol ar hunan-ollwng yn bennaf oherwydd yr adwaith anghildroadwy rhwng y deunydd electrod negyddol a'r electrolyt. Mor gynnar â 2003, nododd Aurbach et al. cynnig y dylid lleihau'r electrolyt i ryddhau nwy, gan ddatgelu wyneb y graffit i'r electrolyt. Yn y broses o wefru a gollwng, pan fydd ïonau lithiwm yn cael eu mewnosod a'u tynnu, mae'n hawdd niweidio strwythur yr haen graffit, gan arwain at gyfradd hunan-ollwng fawr.

3 Electrolyte

Mae dylanwad yr electrolyt yn cynnwys yn bennaf: cyrydiad wyneb yr electrod negyddol gan yr electrolyt neu'r amhureddau; diddymiad y deunydd electrod yn yr electrolyt; mae'r electrod wedi'i orchuddio â solid anhydawdd neu nwy sy'n cael ei ddadelfennu gan yr electrolyt i ffurfio haen pasio. Ar hyn o bryd, mae nifer fawr o ymchwilwyr wedi ymroi i ddatblygu ychwanegion newydd i atal dylanwad electrolyt ar hunan-ollwng. Meh Liu et al. ychwanegodd ychwanegion fel VEC at electrolyt batri NCM111, a chanfod bod perfformiad beicio tymheredd uchel y batri' s wedi gwella a bod y gyfradd hunan-ollwng wedi gostwng yn gyffredinol. Y rheswm yw y gall yr ychwanegion hyn wella'r ffilm SEI, a thrwy hynny amddiffyn yr electrod negyddol batri.

4 Statws storio

Ffactorau dylanwadu cyffredinol statws storio yw tymheredd storio a SOC batri. Yn gyffredinol, po uchaf yw'r tymheredd a'r uchaf yw'r SOC, y mwyaf yw hunan-ollwng y batri. Takashi et al. cynhaliodd arbrofion pydredd capasiti ar fatris ffosffad haearn lithiwm o dan amodau sefydlog. Mae'r canlyniadau'n dangos, wrth i'r tymheredd gynyddu, bod y gyfradd cadw capasiti yn gostwng yn raddol gyda'r amser silff, ac mae cyfradd hunan-ollwng y batri yn cynyddu.

Defnyddiodd Liu Yunjian ac eraill batri pŵer manganad lithiwm masnachol a chanfod wrth i gyflwr gwefr y batri' s gynyddu, daeth potensial cymharol yr electrod positif yn uwch ac yn uwch, a daeth ei ocsidadwyedd yn gryfach ac yn gryfach; daeth potensial cymharol yr electrod negyddol yn is ac yn is. Mae ei reducibility yn cryfhau ac yn gryfach, gall y ddau gyflymu dyodiad Mn, gan arwain at gynnydd yn y gyfradd hunan-ollwng.

5 Ffactorau eraill

Mae yna lawer o ffactorau sy'n effeithio ar gyfradd hunan-ollwng y batri. Yn ychwanegol at y rhai a gyflwynwyd uchod, ceir yr agweddau canlynol yn bennaf: yn ystod y broses gynhyrchu, y burrs a gynhyrchir pan fydd y darnau polyn yn cael eu torri, a'r amhureddau sy'n cael eu cyflwyno i'r batri oherwydd problemau amgylchedd cynhyrchu, fel Llwch, powdr metel ymlaen gall y darnau polyn, ac ati, achosi cylched fer ficro fewnol o'r batri; mae'r amgylchedd allanol yn llaith, nid yw'r gylched allanol wedi'i hinswleiddio'n llwyr, ac mae gan gaead y batri ynysu gwael. Mae cylched electronig allanol wrth ei storio, sy'n arwain at hunan-ollwng; Yn ystod storio tymor hir, mae'r bondio rhwng deunydd gweithredol y deunydd electrod a'r casglwr cyfredol yn methu, gan arwain at daflu a phlicio'r deunydd actif, sy'n arwain at ostyngiad mewn capasiti a chynnydd mewn hunan-ollwng. Gall pob un o'r ffactorau uchod neu gyfuniad o ffactorau lluosog achosi ymddygiad hunan-ollwng y batri lithiwm, sy'n ei gwneud hi'n anodd dod o hyd i achos hunan-ollwng ac amcangyfrif perfformiad storio'r batri.

2

Dull mesur cyfradd hunan-ollwng

Gellir gwybod o'r dadansoddiad uchod fod cyfradd hunan-ollwng batris lithiwm yn isel ar y cyfan. Effeithir ar y gyfradd hunan-ollwng ei hun gan ffactorau fel tymheredd, nifer y cylchoedd defnydd, a SOC. Felly, mae'n anodd iawn ac yn cymryd llawer o amser i fesur hunan-ollwng y batri yn gywir.

1 Dull mesur traddodiadol o gyfradd hunan-ollwng

Ar hyn o bryd, mae'r dulliau canfod hunan-ollwng traddodiadol fel a ganlyn:

1.1 Dull mesur uniongyrchol

Yn gyntaf, gwefru'r batri dan brawf i gyflwr gwefr penodol, a'i gadw ar agor am gyfnod o amser, yna gollwng y batri i bennu colli capasiti'r batri. Cyfradd hunan-ryddhau:

Yn y fformiwla: C yw cynhwysedd graddedig y batri; C1 yw'r gallu rhyddhau. Ar ôl gadael y gylched ar agor, gellir sicrhau'r capasiti sy'n weddill o'r batri trwy ollwng y batri. Ar yr adeg hon, mae'r batri yn cael ei ailwefru a'i ollwng sawl gwaith i bennu cynhwysedd llawn y batri. Gall y dull hwn bennu colled gallu anadferadwy a cholli capasiti cildroadwy y batri.

1.2 Dull mesur cyfradd gwanhau foltedd cylched agored

Mae'r foltedd cylched agored yn uniongyrchol gysylltiedig â SOC cyflwr gwefr y batri' s. Nid oes ond angen iddo fesur cyfradd newid y batri' s OCV dros gyfnod o amser, sef:

Mae'r dull yn syml i'w weithredu, a dim ond mewn unrhyw gyfnod o amser y mae angen iddo recordio foltedd y batri, ac yna gellir sicrhau cyflwr gwefr y batri ar hyn o bryd yn ôl y berthynas gyfatebol rhwng y foltedd a SOC y batri. . Trwy gyfrifo llethr pydredd y foltedd a'r gallu dadfeilio sy'n cyfateb i amser yr uned, gellir cael cyfradd hunan-ollwng y batri o'r diwedd.

1.3 Dull cynnal gallu

Mesurwch y foltedd cylched agored a ddymunir' s neu faint o bŵer sy'n ofynnol gan y SOC i gael cyfradd hunan-ollwng y batri' s. Hynny yw, mae'r cerrynt gwefru pan fesurir foltedd cylched agored y batri yn cael ei gynnal, a gellir ystyried cyfradd hunan-ollwng y batri fel y cerrynt gwefru mesuredig.

2 Dull mesur cyflym cyfradd hunan-ollwng

Gan fod y dull mesur traddodiadol yn cymryd amser hir ac nad yw'r cywirdeb mesur yn ddigonol, dim ond fel dull ar gyfer sgrinio'r batri yn y broses canfod batri y defnyddir y gyfradd hunan-ollwng yn y rhan fwyaf o achosion. Mae ymddangosiad nifer fawr o ddulliau mesur newydd a chyfleus yn arbed llawer o amser ac ymdrech i fesur hunan-ollwng batri.

2.1 Technoleg rheoli digidol

Mae technoleg rheoli digidol yn ddull mesur hunan-ollwng newydd sy'n deillio o'r dull mesur hunan-ollwng traddodiadol gan ddefnyddio microgyfrifiadur sglodion sengl ac ati. Mae gan y dull hwn fanteision amser mesur byr, cywirdeb uchel, ac offer syml.

2.2 Dull cylched cyfatebol

Mae'r dull cylched cyfatebol yn ddull mesur hunan-ollwng newydd sbon. Mae'r dull hwn yn efelychu'r batri fel cylched gyfatebol, a all fesur cyfradd hunan-ollwng y batri ïon lithiwm yn gyflym ac yn effeithiol.

3

Arwyddocâd mesur cyfradd hunan-ollwng

Fel mynegai perfformiad pwysig o fatris ïon lithiwm, mae cyfradd hunan-ollwng yn cael dylanwad pwysig ar ddethol a grwpio batris. Felly, mae o arwyddocâd pellgyrhaeddol i fesur cyfradd hunan-ollwng batris lithiwm.

1 Rhagfynegwch y gell broblem

Yn yr un swp o fatris, mae'r deunyddiau a'r rheolyddion gweithgynhyrchu yr un peth yn y bôn. Pan fydd gollyngiad gwyn batris unigol yn amlwg yn rhy fawr, mae'r rheswm yn debygol o fod yn gylched fer ficro ddifrifol oherwydd amhureddau a burrs yn tyllu'r gwahanydd. Oherwydd bod effaith cylched micro-fer ar y batri yn araf ac yn anghildroadwy. Felly, yn y tymor byr, ni fydd perfformiad batris o'r fath yn llawer gwahanol i berfformiad batris arferol, ond wrth i'r adwaith anadferadwy mewnol ddyfnhau'n raddol ar ôl eu storio yn y tymor hir, bydd perfformiad y batri yn llawer is na'i berfformiad ffatri ac arall. perfformiad batri arferol. Felly, er mwyn sicrhau ansawdd batris y ffatri, rhaid dileu batris â hunan-ollwng mawr.

2 Grwpiwch y batris

Mae angen gwell cysondeb ar fatris lithiwm, gan gynnwys cynhwysedd, foltedd, gwrthiant mewnol, a chyfradd rhyddhau gwyn. Mae effaith cyfradd hunan-ollwng batri' s ar y pecyn batri yn bennaf fel a ganlyn: unwaith y bydd y modiwl wedi ymgynnull, oherwydd cyfraddau hunan-ollwng gwahanol y batris lithiwm unigol, bydd y foltedd yn gostwng i raddau amrywiol. yn ystod y broses silffoedd neu feicio, a gwefru mewn cyfres O dan y cerrynt, bydd y cerrynt yn gyfartal eto, felly ar ôl pob gwefr, efallai y bydd gormod o gelloedd sengl yn cael eu gordalu neu eu tan-godi yn y modiwl batri lithiwm. Wrth i nifer y gwefr a'r gollyngiad gynyddu, bydd perfformiad y batri yn dirywio'n raddol, a bywyd y beic O'i gymharu â chelloedd sengl heb eu tebyg, mae wedi gostwng yn sylweddol. Felly, mae cydosod batri yn gofyn am fesur a sgrinio cyfradd hunan-ollwng batris lithiwm-ion yn gywir.

3 Cywiro amcangyfrif SOC batri

Gelwir y cyflwr gwefr hefyd yn gapasiti sy'n weddill, sy'n cynrychioli cymhareb y capasiti sy'n weddill ar ôl i'r batri gael ei ddefnyddio am gyfnod o amser neu dymor hir heb ei ddefnyddio a'i gapasiti â gwefr lawn, a fynegir fel canran fel arfer. Mae gan y gyfradd hunan-ollwng werth cyfeirio pwysig ar gyfer amcangyfrif SOC o fatris lithiwm-ion. Gall cywiro gwerth cychwynnol SOC trwy gerrynt hunan-ollwng wella cywirdeb amcangyfrif SOC. Ar y naill law, i'r cwsmer, gellir amcangyfrif amser defnyddiadwy neu bellter gyrru'r cynnyrch ar sail y pŵer sy'n weddill; ar y llaw arall, gellir gwella cywirdeb rhagfynegiad SOC o BMS yn effeithiol i atal gordaliad batri. Gor-ryddhau, a thrwy hynny ymestyn oes y batri.