Doldurma və boşalma dövrlərinin sayı artdıqca, batareya tutumu azalmağa davam edəcək. Tutum nominal gücün 75% -dən 80% -ə qədər azaldıqda, litium-ion batareyası nasaz vəziyyətdə sayılır. Boşaltma dərəcəsi, batareyanın temperaturunun yüksəlməsi və ətraf mühitin temperaturu litium-ion batareyalarının boşalma qabiliyyətinə daha çox təsir göstərir.

Bu sənəd batareya üçün sabit gərginlik və sabit cərəyan doldurulması və sabit cərəyan boşaldılmasının doldurulması və boşaldılması meyarlarını qəbul edir. Boşaltma dərəcəsi, batareyanın boşalma temperaturunun yüksəlməsi və ətraf mühitin temperaturu ardıcıl olaraq dəyişənlər kimi istifadə olunur və siklik təcrübələr kəmiyyətcə aparılır və boşalma dərəcəsi və batareyanın boşalma temperaturu müxtəlif katod materialları altında təhlil edilir. Litium-ion batareyalarının boşalma qabiliyyətinə temperaturun, ətraf mühitin temperaturunun və dövriyyə müddətlərinin təsiri.

1. Batareyanın əsas eksperimental proqramı

Müsbət və mənfi materiallar fərqlidir və dövriyyə müddəti çox dəyişir, bu da batareyanın tutum xüsusiyyətlərinə təsir göstərir. Litium dəmir fosfat (LFP) və nikel-kobalt-manqan üçlü materiallar (NMC) unikal üstünlükləri ilə litium-ion ikincil batareyalar üçün katod materialları kimi geniş istifadə olunur. Cədvəl 1-dən görünə bilər ki, NMC batareyasının nominal gücü, nominal gərginliyi və boşalma dərəcəsi LFP batareyasından daha yüksəkdir.

LFP və NMC litium-ion batareyalarını müəyyən sabit cərəyan və sabit gərginlikli şarj və sabit cərəyan boşalma qaydalarına uyğun doldurun və boşaltın və doldurma və boşalma kəsmə gərginliyini, boşalma dərəcəsini, batareyanın temperaturu artımını, eksperimental temperaturu və batareya tutumunun dəyişməsini qeyd edin doldurma və boşaltma prosesi zamanı Vəziyyət.

2. Boşaltma sürətinin boşalma qabiliyyətinə təsiri Temperatur və doldurma və boşaltma qaydalarını təyin edin və LFP batareyasını və NMC batareyasını müxtəlif boşalma dərəcələrinə uyğun olaraq sabit cərəyanla boşaldın.

Temperaturu müvafiq olaraq tənzimləyin: 35, 25, 10, 5, -5, -15°C. Şəkil 1-dən görünə bilər ki, eyni temperaturda, boşalma sürətini artıraraq, LFP batareyasının ümumi boşalma qabiliyyəti azalma tendensiyası göstərir. Eyni boşalma dərəcəsi altında aşağı temperaturun dəyişməsi LFP batareyalarının boşalma qabiliyyətinə daha çox təsir göstərir.

Temperatur 0 ℃-dən aşağı düşdükdə, boşaltma qabiliyyəti ciddi şəkildə azalır və tutum geri dönməzdir. Qeyd etmək lazımdır ki, LFP batareyaları aşağı temperaturun və böyük boşalma sürətinin ikili təsiri altında boşalma qabiliyyətinin zəifləməsini artırır. LFP batareyaları ilə müqayisədə NMC batareyaları temperatura daha həssasdır və onların boşalma qabiliyyəti ətraf mühitin temperaturu və boşalma dərəcəsi ilə əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir.

Şəkil 2-dən görünə bilər ki, eyni temperaturda NMC batareyasının ümumi boşalma qabiliyyəti əvvəlcə çürümə və sonra yüksəlmə tendensiyası göstərir. Eyni boşalma dərəcəsi altında, temperatur nə qədər aşağı olarsa, boşaltma qabiliyyəti bir o qədər aşağı olar.

Boşaltma sürətinin artması ilə litium-ion batareyalarının boşalma qabiliyyəti azalmağa davam edir. Səbəb odur ki, ciddi qütbləşmə nəticəsində boşalma gərginliyi əvvəlcədən boşalmanın kəsilmə gərginliyinə endirilir, yəni boşalma müddəti qısalır, boşalma qeyri-kafi olur və mənfi elektrod Li+ düşmür. Tamamilə quraşdırılmışdır. Batareyanın boşalma dərəcəsi 1.5 ilə 3.0 arasında olduqda, boşalma qabiliyyəti müxtəlif dərəcələrdə bərpa əlamətləri göstərməyə başlayır. Reaksiya davam etdikcə, boşalma sürətinin artması ilə batareyanın özünün temperaturu əhəmiyyətli dərəcədə artacaq, Li+-nın istilik hərəkət qabiliyyəti güclənir və diffuziya sürəti sürətlənir, beləliklə, Li+-nın boşalma sürəti sürətlənir və boşaltma qabiliyyəti yüksəlir. Belə nəticəyə gəlmək olar ki, böyük boşalma sürətinin ikili təsiri və batareyanın özünün temperatur yüksəlməsi batareyanın monoton olmayan fenomeninə səbəb olur.

3. Batareyanın temperaturunun artmasının boşalma qabiliyyətinə təsiri. NMC batareyaları müvafiq olaraq 2.0℃ temperaturda 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, 30C boşalma təcrübələrinə məruz qalır və litium-ion batareyanın boşalma qabiliyyəti ilə temperaturun yüksəlməsi arasındakı əlaqə əyrisi Şəkil 3-də göstərilmişdir.

Şəkil 3-dən görünə bilər ki, eyni atqı gücü altında, atqı sürəti nə qədər yüksək olarsa, temperatur artımı bir o qədər əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir. Sabit cərəyanın boşaldılması prosesinin üç dövrünün eyni atqı sürəti altında təhlili göstərir ki, temperaturun yüksəlməsi əsasən atqının ilkin və gec mərhələlərində olur.

Dördüncüsü, ətraf mühitin temperaturunun boşalma qabiliyyətinə təsiri Litium-ion batareyalarının ən yaxşı işləmə temperaturu 25-40 ℃-dir. Cədvəl 2 və Cədvəl 3-ün müqayisəsindən görmək olar ki, temperatur 5°C-dən aşağı olduqda, iki növ akkumulyator sürətlə boşalır və boşalma qabiliyyəti əhəmiyyətli dərəcədə azalır.

Aşağı temperatur təcrübəsindən sonra yüksək temperatur bərpa edildi. Eyni temperaturda LFP batareyasının boşalma qabiliyyəti 137.1 mAh, NMC batareyası isə 47.8 mAh azaldı, lakin temperaturun yüksəlməsi və boşalma müddəti dəyişmədi. Görünür ki, LFP yaxşı istilik sabitliyinə malikdir və yalnız aşağı temperaturda zəif dözümlülük nümayiş etdirir və batareyanın tutumu geri dönməz zəifləməyə malikdir; NMC batareyaları isə temperatur dəyişikliklərinə həssasdır.

Beşincisi, dövrlərin sayının boşalma qabiliyyətinə təsiri Şəkil 4-də litium-ion akkumulyatorun tutumunun tənəzzül əyrisinin sxematik diaqramıdır və 0.8Q-da boşalma qabiliyyəti akkumulyatorun nasazlıq nöqtəsi kimi qeyd olunur. Doldurma və boşaltma dövrlərinin sayı artdıqca, boşaltma qabiliyyəti azalmağa başlayır.

1600mAh LFP batareyası 0.5C-də dolduruldu və boşaldıldı və doldurma-boşaltma dövrü təcrübəsi üçün 0.5C-də boşaldıldı. Cəmi 600 dövrə yerinə yetirildi və batareyanın nasazlığı meyarı kimi batareya tutumunun 80%-i istifadə edildi. Şəkil 100-də göstərildiyi kimi, boşalma qabiliyyətinin və tutumun zəifləməsinin nisbi səhv faizini təhlil etmək üçün interval vaxtları kimi 5-dən istifadə edin.

2000mAh NMC batareyası 1.0C-də dolduruldu və doldurulma-boşaltma dövrü təcrübəsi üçün 1.0C-də boşaldıldı və ömrünün sonunda batareya tutumunun 80% -i batareya tutumu olaraq qəbul edildi. İlk 700 dəfə götürün və Şəkil 100-da göstərildiyi kimi boşalma qabiliyyətini və interval kimi 6 ilə tutumun zəifləməsinin nisbi səhv faizini təhlil edin.

Dövrlərin sayı 0 olduqda LFP batareyasının və NMC batareyasının tutumu nominal tutumdur, lakin adətən faktiki tutum nominal tutumdan az olur, ona görə də ilk 100 dövrədən sonra boşalma qabiliyyəti ciddi şəkildə azalır. LFP batareyası uzun dövrə malikdir, nəzəri ömrü 1,000 dəfədir; NMC batareyasının nəzəri ömrü 300 dəfədir. Eyni sayda dövrədən sonra NMC batareyasının tutumu daha sürətli çürüyür; dövrlərin sayı 600 olduqda, NMC batareyasının tutumu uğursuzluq həddinə yaxınlaşır.

6. Nəticə

Litium-ion batareyalarda doldurulma və boşalma təcrübələri vasitəsilə katod materialının beş parametri, boşalma dərəcəsi, batareyanın temperaturu yüksəlməsi, ətraf mühitin temperaturu və dövr sayı dəyişənlər kimi istifadə olunur və tutumla əlaqəli xüsusiyyətlər və müxtəlif təsir edən amillər arasındakı əlaqə təhlil edilir, və nəticədə aşağıdakılar əldə edilir:

(1) Batareyanın nominal temperatur diapazonu daxilində müvafiq yüksək temperatur Li+-nın deinterkalasiyasına və yerləşdirilməsinə kömək edir. Xüsusilə boşalma qabiliyyəti üçün, boşalma sürəti nə qədər çox olarsa, istilik əmələ gəlməsi sürəti bir o qədər çox olar və litium-ion batareyanın içərisində elektrokimyəvi reaksiya daha aydın görünür.

(2) LFP batareyası doldurma və boşalma zamanı yüksək temperatur və boşalma sürətinə yaxşı uyğunlaşma qabiliyyəti göstərir; aşağı temperatura zəif dözümlüdür, boşaltma qabiliyyəti ciddi şəkildə çürüyür və qızdırıldıqdan sonra bərpa edilə bilməz.

(3) Eyni sayda doldurma və boşalma dövrləri altında LFP batareyası uzun bir dövrə ömrünə malikdir və NMC batareya tutumu nominal tutumun 80%-nə qədər daha tez azalır. (4) LFP batareyası ilə müqayisədə, NMC batareyasının boşaltma qabiliyyəti temperatura daha həssasdır və böyük bir boşalma sürətində boşalma qabiliyyəti monoton deyil və temperatur artımı əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir.