Krivulje punjenja i pražnjenja baterije

Tokom procesa punjenja i pražnjenja baterije, kako se dubina punjenja i pražnjenja mijenja, napon se također stalno mijenja. Ako koristimo kapacitet kao horizontalnu koordinatu i napon kao vertikalnu koordinatu, možemo dobiti jednostavnu krivulju punjenja i pražnjenja, koja sadrži mnoge naznake o električnim performansama baterije. Ove krive nacrtane sa parametrima baterije kao što su vrijeme, kapacitet, SOC, napon, itd. uključeni u punjenje i pražnjenje kao koordinate se nazivaju krive punjenja i pražnjenja. Evo nekih uobičajenih krivulja punjenja i pražnjenja.

Vremenska struja/napon kriva

● Konstantna struja

Tokom punjenja i pražnjenja konstantnom strujom, struja je konstantna, a istovremeno se prikuplja i promjena napona terminala baterije, što se često koristi za otkrivanje karakteristika pražnjenja baterije. Tokom procesa pražnjenja, struja pražnjenja ostaje nepromijenjena, napon baterije se smanjuje, a snaga pražnjenja također nastavlja opadati. Krivulja uzorka prikazana je na donjoj slici.

● Konstantna struja i konstantan napon (punjenje)

U poređenju sa punjenjem konstantnom strujom, punjenje konstantnim naponom ima proces konstantnog napona na kraju punjenja. Na kraju punjenja, napon postaje konstantan kada dostigne ciljnu vrijednost, dok se struja postepeno smanjuje. Kada se dostigne granična struja, punjenje konstantnim naponom se završava. Budući da napon baterije jako fluktuira nakon izlaska iz perioda platoa, ako se punjenje konstantnom strujom nastavi, baterija ne može dostići idealno stanje punog napunjenosti. Zbog toga je potrebno preći na konstantan napon i smanjiti struju kako bi se osiguralo da baterija dostigne što je moguće više stanje napunjenosti. Krivulja uzorka prikazana je na donjoj slici.

● Konstantna snaga

Cijeli proces punjenja i pražnjenja radi se na konstantnoj snazi. Prema P=UI, napon se postepeno povećava i struja postepeno smanjuje tokom punjenja konstantnom snagom, a napon se postepeno smanjuje i struja postepeno povećava tokom konstantnog pražnjenja. Prema uobičajenom naponu prekida punjenja i pražnjenja LFP baterije 3.65-2.5V, struja na kraju pražnjenja može dostići skoro 1,5 puta struju na kraju punjenja. Primjer krivulje je prikazan na donjoj slici.

● Kontinuirano, povremeno, pulsno

Pri konstantnoj struji ili snazi, funkcija vremena se koristi za postizanje kontinuirane, povremene i impulsne kontrole punjenja i pražnjenja. Ovi posebni režimi punjenja i pražnjenja se često koriste za procjenu DC unutrašnjeg otpora baterije. Krivulja uzorka prikazana je na donjoj slici.

Kapacitet-napon krivulja

Horizontalna osa krivulje kapacitet-napon odražava kapacitet punjenja i pražnjenja baterije, stanje napunjenosti i druge informacije, dok vertikalna os uključuje naponsku platformu baterije, točku pregiba, polarizaciju i druge informacije. Slika ispod je kriva pražnjenja litijum-gvozdeno-fosfatne baterije na različitim temperaturama.

Kriva stope

Gustoća struje utiče na brzinu elektrohemijske reakcije, menjajući tako parametre performansi baterije. Kada se porede baterije različitog kapaciteta, ista struja nije primjenjiva, pa se stopa koristi za određivanje relativne struje. Na primjer, {{0}}.1C je 0,3A za bateriju od 3Ah 18650 i 28A za prizmatičnu bateriju od 280Ah. Jednostavno rečeno, specifična trenutna vrijednost predstavljena brzinom je stopa pomnožena kapacitetom baterije.

Prilikom označavanja kapaciteta baterije potrebno je uzeti u obzir struju punjenja i pražnjenja, jer će kapacitet biti različit pri različitim brzinama. Na primjer, da biste kalibrirali kapacitet baterije pri različitim brzinama, možete je postaviti da se mijenja korak po korak s brzinom ciklusa punjenja i pražnjenja, a zatim nacrtati krivulju brzine sa kapacitetom pražnjenja kao okomitom osom i brojem punjenja i vremena pražnjenja kao horizontalna os.

dQ/dV kriva

Naziv dQ/dV krive je njena varijabla y-ose, odnosno stopa promjene volumena po jedinici naponskog intervala. Horizontalna osa dQ/dV krive je općenito SOC, kapacitet ili napon, što odražava promjenu brzine promjene kapaciteta. Mjesto gdje je brzina promjene velika prikazano je kao karakterističan vrh na krivulji, koji općenito odgovara procesu elektrohemijske reakcije.

DQ/dV kriva nam može reći gdje se nalazi naponska platforma baterije, kada dolazi do elektrohemijske reakcije i kako se proces reakcije mijenja sa starenjem baterije i drugim promjenama u stanju. Uopšteno govoreći, hemijske reakcije su brze, tako da tačke podataka na krivoj zahtevaju veću preciznost. Stoga izlazna kriva dQ/dV ima određene zahtjeve za prikupljanje sirovih podataka, inače je nemoguće napraviti krivu s očiglednim pikovima. Kada radite testove punjenja i pražnjenja, možete postaviti interval napona ΔV=10~50mV za prikupljanje podataka, ili vremenski interval Δt=10-50ms, a zatim pregledati neobrađene podatke sa jednakim razlikama napona.

Sljedeća slika prikazuje krivulju dQ/dV pod različitim brojem ciklusa.

Cycle Curve

Znamo da se vijek trajanja baterije dijeli na kalendarski i ciklusni vijek trajanja. Kalendarski vijek trajanja je vrijeme koje je potrebno da kapacitet baterije u određenoj mjeri izgubi u prirodnom položaju, dok je vijek trajanja koliko puta se baterija neprekidno puni i prazni sve dok njen kapacitet ne opadne do određene mjere. Životni vijek je jedan od važnih pokazatelja za mjerenje performansi vijeka trajanja baterije.

Podaci ciklusa ispitivanja litijum-jonskih baterija su akumulacija podataka o jednom punjenju i pražnjenju. Različiti podaci o jednom punjenju i pražnjenju mogu se izdvojiti kako bi se napravilo više krivulja za različite aspekte analize. Najjednostavnija kriva životnog vijeka ciklusa je s brojem ciklusa kao x-osi i kapacitetom pražnjenja ili stopom zadržavanja kapaciteta kao y-osi, kao što je prikazano na donjoj slici. Kako ciklus napreduje, kapacitet baterije nastavlja da opada, a sistem punjenja i pražnjenja ima značajan uticaj na opadanje kapaciteta baterije.

Također možete uporediti krivulje kapaciteta-napona punjenja i pražnjenja u različito vrijeme, kao što je prikazano na donjoj slici. Kako ciklus napreduje, početni napon punjenja i pražnjenja se mijenja, unutrašnji otpor baterije DC se mijenja, a kapacitet punjenja i pražnjenja postepeno opada.

Pored gornja dva tipa, postoje mnoge druge krivulje s brojem ciklusa kao horizontalnom osom i parametrima na koje utiče slabljenje ciklusa baterije kao okomitom osom, koje igraju ulogu u analizi faktora koji utječu na vijek trajanja baterije. ćelije i predviđanje života ciklusa. Kao što je prikazano na donjoj slici, on odražava teorijsku vrijednost vijeka trajanja baterije na koju utiče nivo kulonske efikasnosti. CE je kulonova efikasnost, Ck je stopa zadržavanja kapaciteta, a k je broj ciklusa.

TOB NEW ENERGY pruža pun settester baterijaza istraživanje i proizvodnju baterija