Σήμερα, οι μπαταρίες λιθίου χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο σε διάφορες ψηφιακές συσκευές, όπως φορητούς υπολογιστές, ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές και ψηφιακές βιντεοκάμερες. Επιπλέον, έχουν επίσης ευρείες προοπτικές σε αυτοκίνητα, σταθμούς βάσης κινητής τηλεφωνίας και σταθμούς αποθήκευσης ενέργειας. Σε αυτήν την περίπτωση, η χρήση των μπαταριών δεν εμφανίζεται πλέον μεμονωμένα όπως στα κινητά τηλέφωνα, αλλά περισσότερο με τη μορφή σειριακών ή παράλληλων πακέτων μπαταριών.
Η χωρητικότητα και η διάρκεια ζωής της μπαταρίας δεν σχετίζονται μόνο με κάθε μεμονωμένη μπαταρία, αλλά και με τη συνέπεια μεταξύ των μπαταριών. Η κακή συνέπεια θα μειώσει σημαντικά την απόδοση της μπαταρίας. Η συνέπεια της αυτοεκφόρτισης είναι ένα σημαντικό μέρος των παραγόντων που την επηρεάζουν. Μια μπαταρία με ασυνεπή αυτοεκφόρτιση θα έχει μεγάλη διαφορά στο SOC μετά από μια περίοδο αποθήκευσης, γεγονός που θα επηρεάσει σημαντικά τη χωρητικότητα και την ασφάλειά της.
Γιατί συμβαίνει η αυτοεκφόρτιση;
Όταν η μπαταρία είναι ανοιχτή, η παραπάνω αντίδραση δεν συμβαίνει, αλλά η ισχύς θα μειωθεί, κάτι που οφείλεται κυρίως στην αυτοεκφόρτιση της μπαταρίας. Οι κύριοι λόγοι για την αυτοεκφόρτιση είναι:
α. Εσωτερική διαρροή ηλεκτρονίων που προκαλείται από τοπική αγωγιμότητα ηλεκτρονίων του ηλεκτρολύτη ή άλλα εσωτερικά βραχυκυκλώματα.
β. Εξωτερική ηλεκτρική διαρροή λόγω κακής μόνωσης των στεγανοποιήσεων ή των παρεμβυσμάτων της μπαταρίας ή ανεπαρκούς αντίστασης μεταξύ των εξωτερικών κελυφών μολύβδου (εξωτερικοί αγωγοί, υγρασία).
γ. Αντιδράσεις ηλεκτροδίων/ηλεκτρολυτών, όπως διάβρωση της ανόδου ή αναγωγή της καθόδου λόγω ηλεκτρολύτη ή ακαθαρσιών.
δ. Μερική αποσύνθεση του ενεργού υλικού του ηλεκτροδίου.
ε. Παθητικοποίηση ηλεκτροδίων λόγω προϊόντων αποσύνθεσης (αδιάλυτα και προσροφημένα αέρια).
στ. Το ηλεκτρόδιο έχει μηχανική φθορά ή η αντίσταση μεταξύ του ηλεκτροδίου και του συλλέκτη ρεύματος γίνεται μεγαλύτερη.
Επίδραση της αυτοεκφόρτισης
Η αυτοεκφόρτιση οδηγεί σε μείωση της χωρητικότητας κατά την αποθήκευση.Αρκετά τυπικά προβλήματα που προκαλούνται από την υπερβολική αυτοεκφόρτιση:
1. Το αυτοκίνητο έχει παρκάρει για πολύ ώρα και δεν μπορεί να ξεκινήσει.
2. Πριν από την αποθήκευση της μπαταρίας, η τάση και άλλα πράγματα είναι φυσιολογικά και διαπιστώνεται ότι η τάση είναι χαμηλή ή ακόμα και μηδενική κατά την αποστολή.
3. Το καλοκαίρι, εάν το GPS του αυτοκινήτου τοποθετηθεί στο αυτοκίνητο, η ισχύς ή ο χρόνος χρήσης θα είναι προφανώς ανεπαρκής μετά από ένα χρονικό διάστημα, ακόμη και με την μπαταρία να έχει εξαντληθεί.
Η αυτοεκφόρτιση οδηγεί σε αυξημένες διαφορές SOC μεταξύ των μπαταριών και μειωμένη χωρητικότητα της μπαταρίας
Λόγω της ασυνεπούς αυτοεκφόρτισης της μπαταρίας, η τιμή SOC της μπαταρίας στην μπαταρία θα είναι διαφορετική μετά την αποθήκευση και η απόδοση της μπαταρίας θα μειωθεί. Οι πελάτες συχνά αντιμετωπίζουν το πρόβλημα της υποβάθμισης της απόδοσης μετά την παραλαβή μιας μπαταρίας που έχει αποθηκευτεί για ένα χρονικό διάστημα. Όταν η διαφορά SOC φτάσει περίπου το 20%, η συνολική χωρητικότητα της μπαταρίας είναι μόνο 60%~70%.
Πώς να λύσουμε το πρόβλημα των μεγάλων διαφορών SOC που προκαλούνται από αυτοεκφόρτιση;
Απλά, χρειάζεται μόνο να εξισορροπήσουμε την ισχύ της μπαταρίας και να μεταφέρουμε την ενέργεια του στοιχείου υψηλής τάσης στο στοιχείο χαμηλής τάσης. Προς το παρόν υπάρχουν δύο τρόποι: παθητική εξισορρόπηση και ενεργητική εξισορρόπηση.
Η παθητική εξίσωση συνίσταται στη σύνδεση μιας αντίστασης εξισορρόπησης παράλληλα με κάθε στοιχείο μπαταρίας. Όταν ένα στοιχείο φτάσει σε υπέρταση εκ των προτέρων, η μπαταρία μπορεί ακόμα να φορτιστεί και να φορτίσει άλλες μπαταρίες χαμηλής τάσης. Η απόδοση αυτής της μεθόδου εξίσωσης δεν είναι υψηλή και η ενέργεια που χάνεται χάνεται με τη μορφή θερμότητας. Η εξίσωση πρέπει να πραγματοποιείται στη λειτουργία φόρτισης και το ρεύμα εξίσωσης είναι γενικά 30mA έως 100mA.
Ενεργός ισοσταθμιστήςΓενικά, εξισορροπεί την μπαταρία μεταφέροντας ενέργεια και μεταφέρει την ενέργεια των στοιχείων με υπερβολική τάση σε ορισμένα στοιχεία με χαμηλή τάση. Αυτή η μέθοδος εξισορρόπησης έχει υψηλή απόδοση και μπορεί να εξισορροπηθεί τόσο σε κατάσταση φόρτισης όσο και σε κατάσταση εκφόρτισης. Το ρεύμα εξισορρόπησης είναι δεκάδες φορές μεγαλύτερο από το παθητικό ρεύμα εξισορρόπησης, γενικά μεταξύ 1A-10A.
Ώρα δημοσίευσης: 17 Ιουνίου 2023
