Samtang nagkadaghan ang mga siklo sa pag-charge ug pag-discharge, ang kapasidad sa baterya magpadayon nga madunot. Kung ang kapasidad madugta sa 75% hangtod 80% sa gi-rate nga kapasidad, ang lithium-ion nga baterya giisip nga naa sa kahimtang sa kapakyasan. Ang rate sa pagdiskarga, pagtaas sa temperatura sa baterya, ug temperatura sa palibot adunay mas dako nga epekto sa kapasidad sa pagdiskarga sa mga baterya sa lithium-ion.

Gisagop sa kini nga papel ang pamatasan sa pag-charge ug pagdiskarga sa kanunay nga boltahe ug kanunay nga pag-charge sa karon ug kanunay nga pag-discharge sa karon alang sa baterya. Ang rate sa pag-discharge, pagtaas sa temperatura sa pag-discharge sa baterya, ug temperatura sa ambient nga sunodsunod nga gigamit ingon nga mga variable ug cyclic nga mga eksperimento gihimo nga quantitatively, ug ang discharge rate ug ang temperatura sa pagdiskarga sa baterya gisusi sa ilawom sa lainlaing mga materyales sa cathode. Ang impluwensya sa temperatura, temperatura sa palibot ug mga oras sa pag-ikot sa kapasidad sa pagdiskarga sa mga baterya sa lithium-ion.

1. Ang batakang eksperimento nga programa sa baterya

Ang positibo ug negatibo nga mga materyales managlahi, ug ang siklo sa kinabuhi magkalahi kaayo, nga makaapekto sa kapasidad nga mga kinaiya sa baterya. Ang Lithium iron phosphate (LFP) ug nickel-cobalt-manganese ternary materials (NMC) kaylap nga gigamit isip cathode materials alang sa lithium-ion secondary batteries nga adunay talagsaon nga mga bentaha. Makita gikan sa Talaan 1 nga ang gi-rate nga kapasidad, nominal nga boltahe, ug discharge rate sa NMC nga baterya mas taas kaysa sa LFP nga baterya.

I-charge ug i-discharge ang LFP ug NMC lithium-ion nga mga baterya sumala sa piho nga kanunay nga kasamtangan ug makanunayon nga pag-charge sa boltahe ug kanunay nga mga lagda sa pag-discharge, ug irekord ang pag-charge ug pagdiskarga sa cut-off nga boltahe, pag-discharge rate, pagtaas sa temperatura sa baterya, temperatura sa eksperimento, ug pagbag-o sa kapasidad sa baterya sa panahon sa proseso sa pag-charge ug pagdiskarga Kondisyon.

2. Ang impluwensya sa discharge rate sa discharge capacity Ayuhon ang temperatura ug charge ug discharge rules, ug i-discharge ang LFP battery ug NMC battery sa kanunay nga kasamtangan sumala sa lain-laing discharge rates.

I-adjust ang temperatura matag usa: 35, 25, 10, 5, -5, -15°C. Makita gikan sa Figure 1 nga sa samang temperatura, pinaagi sa pagdugang sa discharge rate, ang kinatibuk-ang discharge nga kapasidad sa LFP nga baterya nagpakita sa usa ka pagkunhod sa uso. Ubos sa parehas nga rate sa pagdiskarga, ang mga pagbag-o sa ubos nga temperatura adunay mas dako nga epekto sa kapasidad sa pagdiskarga sa mga baterya sa LFP.

Kung ang temperatura moubos sa 0 ℃, ang kapasidad sa pag-discharge grabe nga madunot ug ang kapasidad dili na mabalik. Angay nga matikdan nga ang mga baterya sa LFP nagpasamot sa pagkunhod sa kapasidad sa pag-discharge ubos sa doble nga impluwensya sa ubos nga temperatura ug dako nga discharge rate. Kung itandi sa mga baterya sa LFP, ang mga baterya sa NMC labi ka sensitibo sa temperatura, ug ang kapasidad sa pag-discharge niini labi nga nagbag-o sa temperatura sa palibot ug rate sa pag-discharge.

Makita gikan sa Figure 2 nga sa parehas nga temperatura, ang kinatibuk-ang kapasidad sa pagdiskarga sa NMC nga baterya nagpakita sa usa ka uso sa una nga pagkadunot ug dayon pagtaas. Ubos sa parehas nga rate sa pagdiskarga, kung mas ubos ang temperatura, mas ubos ang kapasidad sa pagdiskarga.

Uban sa pagtaas sa discharge rate, ang discharge nga kapasidad sa lithium-ion nga mga baterya nagpadayon sa pagkunhod. Ang hinungdan mao nga tungod sa grabe nga polariseysyon, ang boltahe sa pag-discharge mikunhod sa boltahe sa pagtangtang sa cut-off nga abante, nga mao, gipamubu ang oras sa pag-discharge, dili igo ang pag-discharge, ug ang negatibo nga electrode Li + dili mahulog. Gi-embed nga hingpit. Kung ang rate sa pag-discharge sa baterya tali sa 1.5 ug 3.0, ang kapasidad sa pagdiskarga magsugod sa pagpakita sa mga timailhan sa pagkaayo sa lainlaing mga ang-ang. Samtang nagpadayon ang reaksyon, ang temperatura sa baterya mismo modako pag-ayo sa pagtaas sa rate sa pag-discharge, ang kapasidad sa paglihok sa thermal sa Li + gipalig-on, ug ang katulin sa pagsabwag gipadali, aron ang de-embedding speed sa Li + gipadali ug ang kapasidad sa pag-discharge misaka. Mahimong makahinapos nga ang doble nga impluwensya sa dako nga discharge rate ug ang pagtaas sa temperatura sa baterya mismo ang hinungdan sa dili monotonic nga panghitabo sa baterya.

3. Ang impluwensya sa pagtaas sa temperatura sa baterya sa kapasidad sa pagdiskarga. Ang mga baterya sa NMC matag usa gipailalom sa 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5C nga mga eksperimento sa discharge sa 30 ℃, ug ang curve sa relasyon tali sa kapasidad sa pagdiskarga ug ang pagtaas sa temperatura sa lithium-ion nga baterya gipakita sa Figure 3. Gipakita.

Makita gikan sa Figure 3 nga ubos sa samang kapasidad sa pag-discharge, mas taas ang discharge rate, mas mahinungdanon ang pagbag-o sa pagtaas sa temperatura. Ang pag-analisar sa tulo ka mga panahon sa kanunay nga kasamtangan nga proseso sa pag-discharge ubos sa parehas nga discharge rate nagpakita nga ang pagtaas sa temperatura kasagaran sa una ug ulahi nga mga yugto sa pag-discharge.

Ikaupat, ang impluwensya sa ambient temperature sa discharge capacity Ang labing maayo nga operating temperatura sa lithium-ion nga mga baterya mao ang 25-40 ℃. Gikan sa pagtandi sa Table 2 ug Table 3, makita nga kung ang temperatura mas ubos kaysa 5 ° C, ang duha nga mga klase sa mga baterya paspas nga nag-discharge ug ang kapasidad sa pag-discharge maminusan.

Pagkahuman sa eksperimento sa ubos nga temperatura, ang taas nga temperatura gipahiuli. Sa parehas nga temperatura, ang kapasidad sa pag-discharge sa LFP nga baterya mikunhod sa 137.1mAh, ug ang NMC nga baterya mikunhod sa 47.8mAh, apan ang pagtaas sa temperatura ug ang oras sa pag-discharge wala mausab. Makita nga ang LFP adunay maayo nga kalig-on sa kainit ug nagpakita lamang sa dili maayo nga pagkamatugtanon sa ubos nga temperatura, ug ang kapasidad sa baterya adunay dili mausab nga attenuation; samtang ang mga baterya sa NMC sensitibo sa mga pagbag-o sa temperatura.

Ikalima, ang impluwensya sa gidaghanon sa mga cycle sa discharge capacity Ang Figure 4 usa ka schematic diagram sa capacity decay curve sa usa ka lithium-ion nga baterya, ug ang discharge capacity sa 0.8Q natala isip battery failure point. Samtang ang gidaghanon sa mga siklo sa pag-charge ug pag-discharge nagdugang, ang kapasidad sa pag-discharge nagsugod sa pagpakita sa pagkunhod.

Usa ka 1600mAh LFP nga baterya ang gi-charge ug gi-discharge sa 0.5C ug gi-discharge sa 0.5C alang sa usa ka eksperimento sa siklo sa pag-charge-discharge. Usa ka kinatibuk-an nga 600 nga mga siklo ang gihimo, ug 80% sa kapasidad sa baterya gigamit ingon nga kriterya sa pagkapakyas sa baterya. Gamita ang 100 ingon nga mga oras sa agwat sa pag-analisar sa relatibong porsyento nga sayup sa kapasidad sa pagdiskarga ug pagminus sa kapasidad, ingon sa gipakita sa Figure 5.

Usa ka 2000mAh NMC nga baterya ang gi-charge sa 1.0C ug gi-discharge sa 1.0C alang sa usa ka eksperimento sa siklo sa pag-charge, ug ang 80% sa kapasidad sa baterya gikuha isip kapasidad sa baterya sa katapusan sa kinabuhi niini. Kuhaa ang una nga 700 ka beses ug analisa ang kapasidad sa pag-discharge ug ang relatibong porsyento nga sayup sa pagkunhod sa kapasidad nga adunay 100 nga agwat, ingon sa gipakita sa Figure 6.

Ang kapasidad sa LFP nga baterya ug NMC nga baterya kung ang gidaghanon sa mga siklo mao ang 0 mao ang gi-rate nga kapasidad, apan kasagaran ang aktwal nga kapasidad mas ubos kay sa gi-rate nga kapasidad, mao nga human sa unang 100 ka mga siklo, ang kapasidad sa pag-discharge grabe nga madunot. Ang LFP nga baterya adunay taas nga siklo sa kinabuhi, ang teoretikal nga kinabuhi 1,000 ka beses; ang teoretikal nga kinabuhi sa NMC nga baterya mao ang 300 ka beses. Pagkahuman sa parehas nga gidaghanon sa mga siklo, ang kapasidad sa baterya sa NMC mas paspas nga madunot; kung ang gidaghanon sa mga siklo 600, ang kapasidad sa baterya sa NMC madunot duol sa pakyas nga threshold.

6. Panapos

Pinaagi sa pag-charge ug pagdiskarga sa mga eksperimento sa lithium-ion nga mga baterya, ang lima ka mga parameter sa cathode material, discharge rate, pagtaas sa temperatura sa baterya, ambient temperature ug cycle number gigamit isip mga variable, ug ang relasyon tali sa kapasidad nga may kalabutan sa mga kinaiya ug lain-laing mga impluwensya nga mga butang gisusi, ug ang mosunod nakuha sa konklusyon:

(1) Sulod sa gi-rate nga range sa temperatura sa baterya, ang angay nga taas nga temperatura nagpasiugda sa deintercalation ug pag-embed sa Li +. Ilabi na alang sa kapasidad sa pag-discharge, mas dako ang discharge rate, mas dako ang heat generation rate, ug mas klaro ang electrochemical reaction sa sulod sa lithium-ion battery.

(2) Ang LFP battery nagpakita sa maayo nga adaptability sa taas nga temperatura ug discharge rate sa panahon sa charge ug discharge; kini adunay dili maayo nga pagkamatugtanon sa ubos nga temperatura, ang kapasidad sa pag-discharge grabe nga madunot, ug dili na mabawi human sa pagpainit.

(3) Ubos sa parehas nga gidaghanon sa mga siklo sa pag-charge ug pag-discharge, ang baterya sa LFP adunay taas nga siklo sa kinabuhi, ug ang kapasidad sa baterya sa NMC dali nga madunot sa 80% sa gi-rate nga kapasidad. (4) Kon itandi sa LFP nga baterya, ang discharge nga kapasidad sa NMC nga baterya mas sensitibo sa temperatura, ug sa usa ka dako nga discharge rate, ang discharge nga kapasidad dili monotonic ug ang pagtaas sa temperatura mausab.