Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng xả PACK của pin lithium-ion

lithium-ion-1

Pin Lithium ion PACK là một sản phẩm quan trọng tiến hành kiểm tra hiệu suất điện sau khi sàng lọc, phân nhóm, phân nhóm và lắp ráp tế bào, đồng thời xác định xem dung lượng và chênh lệch áp suất có đủ tiêu chuẩn hay không.

Đơn phân dòng song song của pin là sự nhất quán giữa các cân nhắc đặc biệt trong GÓI pin, chỉ có dung lượng tốt, trạng thái sạc, chẳng hạn như điện trở bên trong, tính nhất quán tự xả mới có thể phát và phát hành, dung lượng pin nếu tính nhất quán không tốt có thể ảnh hưởng nghiêm trọng toàn bộ hiệu suất của pin, thậm chí cả nguyên nhân sạc hoặc xả mà chúng gây ra sự cố ẩn an toàn.Phương pháp thành phần tốt là một cách hiệu quả để cải thiện tính nhất quán của monome.

Pin Lithium ion bị hạn chế bởi nhiệt độ môi trường, nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp sẽ ảnh hưởng đến dung lượng pin.Tuổi thọ chu kỳ của pin có thể bị ảnh hưởng nếu pin hoạt động ở nhiệt độ cao trong thời gian dài.Nếu nhiệt độ quá thấp, công suất sẽ khó phát.Tốc độ phóng điện phản ánh khả năng sạc và xả của pin ở dòng điện cao.Nếu tốc độ phóng điện quá nhỏ, tốc độ nạp và xả chậm, ảnh hưởng đến hiệu quả kiểm tra.Nếu tốc độ quá lớn, dung lượng sẽ bị giảm do hiệu ứng phân cực và hiệu ứng nhiệt của pin, vì vậy cần chọn tốc độ nạp và phóng điện phù hợp.

1. Tính nhất quán của cấu hình

Việc sắp xếp tốt không chỉ có thể cải thiện tỷ lệ sử dụng của pin mà còn kiểm soát được tính nhất quán của pin, đây là cơ sở để đạt được khả năng phóng điện tốt và độ ổn định chu kỳ của bộ pin.Tuy nhiên, mức độ phân tán của trở kháng AC sẽ được tăng cường trong trường hợp dung lượng pin kém, điều này sẽ làm suy yếu hiệu suất chu kỳ và dung lượng khả dụng của bộ pin.Một phương pháp cấu hình pin dựa trên vectơ đặc trưng của pin được đề xuất.Vectơ đặc trưng này phản ánh sự giống nhau giữa dữ liệu điện áp sạc và xả của một pin đơn lẻ và của pin tiêu chuẩn.Đường cong sạc-xả của pin càng gần đường cong chuẩn thì độ tương đồng của nó càng cao và hệ số tương quan càng gần 1. Phương pháp này chủ yếu dựa trên hệ số tương quan của điện áp monome, kết hợp với các thông số khác để đạt được kết quả tốt hơn.Khó khăn với cách tiếp cận này là cung cấp một vector đặc trưng của pin tiêu chuẩn.Do những hạn chế về mức sản xuất, nhất định có sự khác biệt giữa các ô được sản xuất trong mỗi lô và rất khó để có được vectơ đặc trưng phù hợp với từng lô.

Phân tích định lượng được sử dụng để phân tích phương pháp đánh giá sự khác biệt giữa các ô đơn lẻ.Đầu tiên, các điểm chính ảnh hưởng đến hiệu suất của pin được trích xuất bằng phương pháp toán học, và sau đó phép toán học trừu tượng được thực hiện để đánh giá toàn diện và so sánh hiệu suất của pin.Phân tích định tính về hiệu suất của pin đã được chuyển thành phân tích định lượng và một phương pháp đơn giản thực tế để phân bổ hiệu suất pin tối ưu đã được đưa ra.Được đề xuất dựa trên bộ lựa chọn ô của hệ thống đánh giá hiệu suất toàn diện, sẽ là cấp độ Delphi chủ quan của mức độ tương quan màu xám và phép đo khách quan, mô hình tương quan màu xám đa tham số của pin được thiết lập và khắc phục tính một chiều của chỉ số đơn lẻ làm tiêu chuẩn đánh giá, triển khai đánh giá hiệu suất của pin lithium ion cấp nguồn, Mức độ tương quan thu được từ kết quả đánh giá cung cấp cơ sở lý thuyết đáng tin cậy cho việc lựa chọn và phân bổ pin sau này.

Đặc điểm động lực học quan trọng với phương pháp nhóm là theo đường cong sạc và xả pin để đạt được chức năng với nhóm, bước thực hiện cụ thể của nó là trích xuất điểm đặc trưng trên đường cong, trước tiên để tạo thành vectơ đặc trưng, ​​theo mọi đường cong giữa khoảng cách giữa vectơ đặc trưng cho tập hợp các chỉ số, bằng cách chọn các thuật toán thích hợp để thực hiện phân loại đường cong, và sau đó hoàn thành pin của quá trình nhóm.Phương pháp này xem xét sự thay đổi hiệu suất của pin đang hoạt động.Trên cơ sở này, các thông số thích hợp khác được chọn để tiến hành cấu hình pin và pin có hiệu suất tương đối nhất quán có thể được sắp xếp.

2. Phương thức tính phí

Hệ thống sạc thích hợp có ảnh hưởng quan trọng đến khả năng phóng điện của ắc quy.Nếu độ sâu sạc thấp, khả năng xả sẽ giảm tương ứng.Nếu độ sâu sạc quá thấp, các hoạt chất hóa học của pin sẽ bị ảnh hưởng và gây ra những hư hỏng không thể khắc phục được, làm giảm dung lượng và tuổi thọ của pin.Do đó, nên chọn tốc độ sạc thích hợp, điện áp giới hạn trên và dòng cắt điện áp không đổi để đảm bảo có thể đạt được công suất sạc, đồng thời tối ưu hóa hiệu quả sạc cũng như an toàn và ổn định.Hiện tại, pin lithium ion điện chủ yếu sử dụng chế độ sạc điện áp không đổi - dòng điện không đổi.Bằng cách phân tích kết quả sạc điện áp không đổi và dòng điện liên tục của hệ thống lithium iron phosphate và pin hệ thống bậc ba dưới các dòng sạc khác nhau và điện áp cắt khác nhau, có thể thấy rằng:(1) khi điện áp cắt sạc đúng thời hạn, dòng sạc tăng lên, tỷ số dòng điện không đổi giảm, thời gian sạc giảm, nhưng tiêu thụ năng lượng tăng;(2) Khi dòng điện nạp vào đúng thời gian, với sự giảm điện áp cắt dòng nạp, tỷ số dòng điện nạp không đổi giảm, công suất nạp và năng lượng đều giảm.Để đảm bảo dung lượng pin, điện áp cắt sạc của pin lithium iron phosphate không được thấp hơn 3,4V.Để cân bằng giữa thời gian sạc và năng lượng thất thoát, hãy chọn dòng sạc và thời gian cắt thích hợp.

Tính nhất quán của SOC của mỗi monome quyết định phần lớn khả năng xả của bộ pin và sạc cân bằng cung cấp khả năng nhận ra sự giống nhau của nền tảng SOC ban đầu của mỗi lần xả monome, có thể cải thiện khả năng xả và hiệu quả xả (dung lượng xả / công suất cấu hình ).Chế độ cân bằng trong quá trình sạc đề cập đến việc cân bằng nguồn điện của pin lithium ion trong quá trình sạc.Nó thường bắt đầu cân bằng khi điện áp của bộ pin đạt đến hoặc cao hơn điện áp đặt và ngăn quá mức bằng cách giảm dòng sạc.

Theo các trạng thái khác nhau của các ô riêng lẻ trong bộ pin, một chiến lược kiểm soát sạc cân bằng đã được đề xuất để nhận ra khả năng sạc nhanh của bộ pin và loại bỏ ảnh hưởng của các ô riêng lẻ không nhất quán đến vòng đời của bộ pin bằng cách tinh chỉnh quá trình sạc. dòng điện của từng tế bào thông qua mô hình mạch điều khiển sạc cân bằng của bộ pin.Cụ thể, năng lượng tổng thể của bộ pin lithium ion có thể được bổ sung cho từng pin bằng cách chuyển đổi tín hiệu hoặc năng lượng của từng pin có thể được chuyển đổi thành toàn bộ pin.Trong quá trình sạc chuỗi pin, mô-đun cân bằng sẽ kiểm tra điện áp của mỗi pin.Khi điện áp đạt đến một giá trị nhất định, mô-đun cân bằng bắt đầu hoạt động.Dòng điện sạc trong pin đơn là ngắt để giảm điện áp sạc và năng lượng được cấp lại cho bus sạc thông qua mô-đun để chuyển đổi, nhằm đạt được mục đích cân bằng.

Một số người đưa ra giải pháp cân bằng sạc biến thiên.Ý tưởng cân bằng của phương pháp này là chỉ cung cấp năng lượng bổ sung cho một tế bào có năng lượng thấp, điều này ngăn cản quá trình lấy năng lượng của một tế bào có năng lượng cao, điều này làm đơn giản hóa cấu trúc liên kết của mạch cân bằng.Có nghĩa là, các tốc độ sạc khác nhau được sử dụng để sạc các pin riêng lẻ có trạng thái năng lượng khác nhau nhằm đạt được hiệu ứng cân bằng tốt.

3. Tỷ lệ xuất viện

Tốc độ phóng điện là một chỉ số rất quan trọng đối với loại pin lithium ion.Tốc độ phóng điện lớn của pin là một phép thử đối với vật liệu điện cực dương và âm và chất điện phân.Đối với lithium iron phosphate, nó có cấu trúc ổn định, biến dạng nhỏ trong quá trình tích điện và phóng điện, có điều kiện cơ bản là phóng điện lớn, nhưng yếu tố bất lợi là khả năng dẫn điện kém của lithium iron phosphate.Tốc độ khuếch tán của ion lithium trong chất điện phân là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tốc độ phóng điện của pin, và sự khuếch tán của ion trong pin có liên quan chặt chẽ đến cấu trúc và nồng độ chất điện phân của pin.

Do đó, tốc độ phóng điện khác nhau dẫn đến thời gian phóng điện và nền điện áp phóng điện của ắc quy khác nhau, dẫn đến khả năng phóng điện khác nhau, đặc biệt là đối với ắc quy song song.Do đó, tốc độ phóng điện thích hợp nên được lựa chọn.Dung lượng khả dụng của pin giảm khi dòng phóng điện tăng lên.

Jiang Cuina, v.v. để nghiên cứu tốc độ phóng điện của pin lithium-ion sắt photphat pin monome có thể xả dung lượng, ảnh hưởng của một bộ cùng loại về tính nhất quán ban đầu tốt hơn pin monomer là trong 1 c sạc hiện tại đến 3,8 V, sau đó tương ứng bằng 0,1, Tốc độ phóng điện 0,2, 0,5, 1, 2, 3 c đến 2,5 V, ghi lại mối quan hệ giữa điện áp và đường cong công suất phóng, Xem hình 1. Kết quả thí nghiệm cho thấy công suất giải phóng của 1 và 2C là 97,8% và 96,5 % công suất giải phóng của C / 3, và năng lượng giải phóng lần lượt là 97,2% và 94,3% năng lượng giải phóng của C / 3.Có thể thấy rằng với sự gia tăng của dòng phóng, dung lượng giải phóng và năng lượng giải phóng của pin lithium ion giảm đáng kể.

Trong quá trình xả của pin lithium ion, tiêu chuẩn quốc gia 1C thường được chọn và dòng xả tối đa thường được giới hạn ở 2 ~ 3C.Khi phóng điện với cường độ dòng điện cao sẽ làm tăng nhiệt độ lớn và tổn thất năng lượng.Do đó, hãy theo dõi nhiệt độ của dây pin theo thời gian thực để tránh làm hỏng pin và rút ngắn tuổi thọ của pin.

4. Điều kiện nhiệt độ

Nhiệt độ có ảnh hưởng quan trọng đến hoạt động của vật liệu điện cực và hiệu suất chất điện phân trong pin.Dung lượng pin bị ảnh hưởng rất nhiều bởi nhiệt độ cao hay thấp.

Ở nhiệt độ thấp, hoạt động của pin giảm đáng kể, khả năng nhúng và giải phóng lithium giảm, điện trở bên trong của pin và điện áp phân cực tăng, dung lượng thực tế khả dụng giảm, khả năng phóng điện của pin giảm, nền phóng điện thấp, ắc quy dễ đạt đến điện áp cắt phóng điện, biểu hiện là dung lượng khả dụng của ắc quy giảm, hiệu suất sử dụng năng lượng của ắc quy giảm.

Khi nhiệt độ tăng lên, các ion lithium xuất hiện và nhúng giữa cực dương và cực âm trở nên hoạt động, do đó, điện trở bên trong của pin giảm và thời gian cầm nắm trở nên dài hơn, điều này làm tăng chuyển động của dải điện tử trong mạch ngoài và làm cho công suất hiệu quả hơn.Tuy nhiên, nếu ắc quy làm việc ở nhiệt độ cao trong thời gian dài, tính ổn định của cấu trúc mạng tinh thể dương sẽ kém đi, độ an toàn của ắc quy giảm, tuổi thọ của ắc quy bị rút ngắn đáng kể.

Zhe Li và cộng sự.đã nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng phóng điện thực tế của ắc quy và ghi lại tỷ lệ giữa khả năng phóng điện thực tế của ắc quy với khả năng phóng điện tiêu chuẩn (xả 1C ở 25 ℃) ở các nhiệt độ khác nhau.Phù hợp với sự thay đổi dung lượng pin theo nhiệt độ, ta có thể nhận được: Trong đó: C là dung lượng pin;T là nhiệt độ;R2 là hệ số tương quan của khớp nối.Kết quả thí nghiệm cho thấy dung lượng pin giảm nhanh ở nhiệt độ thấp, nhưng tăng khi nhiệt độ tăng ở nhiệt độ phòng.Dung lượng của pin ở -40 ℃ chỉ bằng một phần ba giá trị danh nghĩa, trong khi ở 0 ℃ đến 60 ℃, dung lượng của pin tăng từ 80 phần trăm dung lượng danh định lên 100 phần trăm.

Phân tích cho thấy tốc độ thay đổi của điện trở ohmic ở nhiệt độ thấp lớn hơn ở nhiệt độ cao, điều này cho thấy nhiệt độ thấp có tác động đáng kể đến hoạt động của pin, do đó ảnh hưởng đến hoạt động của pin.Với sự gia tăng của nhiệt độ, điện trở ohmic và điện trở phân cực của quá trình sạc và xả giảm.Tuy nhiên, ở nhiệt độ cao hơn, sự cân bằng phản ứng hóa học và sự ổn định vật chất trong pin sẽ bị phá hủy, dẫn đến các phản ứng phụ có thể xảy ra, ảnh hưởng đến dung lượng và điện trở bên trong của pin, dẫn đến tuổi thọ của pin bị rút ngắn và thậm chí giảm độ an toàn.

Do đó, cả nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất và tuổi thọ của pin lithium iron phosphate.Trong quá trình làm việc thực tế, nên áp dụng các phương pháp mới như quản lý nhiệt của ắc quy để đảm bảo ắc quy hoạt động ở điều kiện nhiệt độ thích hợp.Có thể thiết lập phòng thử nghiệm nhiệt độ không đổi 25 ℃ trong liên kết thử nghiệm PACK của pin.

lithium-ion-2


Thời gian đăng: 21/02-2022