Заряддоо жана разряд циклдеринин саны көбөйгөн сайын, батареянын сыйымдуулугу бузула берет. Кубаттуулук номиналдык кубаттуулуктун 75% дан 80% га чейин азайганда, литий-иондук батарейка иштебей калган абалда деп эсептелет. Литий-иондук батарейкалардын разряддын ылдамдыгы, батареянын температурасынын жогорулашы жана айлана-чөйрөнүн температурасы көбүрөөк таасир этет.

Бул документ батарея үчүн туруктуу чыңалуу жана туруктуу ток кубаттоо жана туруктуу ток разряддоо кубаттоо жана разряд критерийлерин кабыл алат. Заряддоо ылдамдыгы, батареянын разрядынын температурасынын жогорулашы жана айлана-чөйрөнүн температурасы өзгөрмөлөр катары катары катары колдонулат жана циклдик эксперименттер сандык түрдө жүргүзүлөт, ал эми разряд ылдамдыгы жана батареянын разряд температурасы ар кандай катоддук материалдар астында талданат. Температуранын, айлана-чөйрөнүн температурасынын жана цикл убакыттарынын литий-иондук батарейкалардын разряд сыйымдуулугуна тийгизген таасири.

1. Батареянын негизги эксперименталдык программасы

оң жана терс материалдар ар түрдүү, жана цикл жашоо батареянын кубаттуулугу мүнөздөмөлөрү таасир этет, абдан өзгөрөт. Литий-темир фосфаты (LFP) жана никель-кобальт-марганец үчтүк материалдары (NMC) уникалдуу артыкчылыктары менен литий-иондук экинчи батареялар үчүн катоддук материалдар катары кеңири колдонулат. 1-таблицадан NMC аккумуляторунун номиналдык кубаттуулугу, номиналдык чыңалуусу жана разряддын ылдамдыгы LFP аккумуляторуна караганда жогору экенин көрүүгө болот.

LFP жана NMC литий-иондук батарейкаларын белгилүү бир туруктуу ток жана туруктуу чыңалуу кубаттоо жана туруктуу ток разряддоо эрежелерине ылайык заряддаңыз жана разряддаңыз жана заряддоо жана разрядды өчүрүү чыңалуусун, разряддын ылдамдыгын, батареянын температурасынын жогорулашын, эксперименталдык температураны жана батареянын сыйымдуулугунун өзгөрүшүн жазыңыз кубаттоо жана разряд процессинде абалы.

2. Разряддын ылдамдыгынын разряд кубаттуулугуна тийгизген таасири Температураны жана кубаттоо жана разряд эрежелерин тактаңыз жана LFP батарейкасын жана NMC батареясын ар кандай разряд ылдамдыгына жараша туруктуу ток менен заряддаңыз.

Температураны тиешелүүлүгүнө жараша тууралаңыз: 35, 25, 10, 5, -5, -15°C. 1-сүрөттөн көрүнүп тургандай, ошол эле температурада разряддын ылдамдыгын жогорулатуу менен LFP батареясынын жалпы разряд сыйымдуулугу төмөндөө тенденциясын көрсөтөт. Ошол эле разряд ылдамдыгы астында, төмөнкү температуранын өзгөрүшү LFP батарейкаларынын разряд кубаттуулугуна көбүрөөк таасир этет.

Температура 0 ℃ дан төмөн түшкөндө, разряддык кубаттуулугу катуу бузулат жана кубаттуулугу кайра кайтарылгыс болуп саналат. Белгилей кетчү нерсе, LFP батарейкалары төмөнкү температуранын жана чоң разряддын эки эселенген таасири астында разряддык кубаттуулуктун начарлашын күчөтөт. LFP батарейкалары менен салыштырганда, NMC батарейкалары температурага көбүрөөк сезгич, жана алардын разряд кубаттуулугу айлана-чөйрөнүн температурасына жана разряддын ылдамдыгына жараша олуттуу өзгөрөт.

2-сүрөттөн көрүүгө болот, ошол эле температурада ЖМБ батареясынын жалпы разряддык кубаттуулугу биринчи чирип, андан кийин көтөрүлүү тенденциясын көрсөтөт. Ошол эле разряддын ылдамдыгы астында температура канчалык төмөн болсо, разряд кубаттуулугу ошончолук төмөн болот.

Литий-иондук батарейкалардын разряддын ылдамдыгынын өсүшү менен разряддык кубаттуулугу төмөндөөнү улантууда. Себеби, олуттуу поляризациядан улам разряддын чыңалуусу разряддын кесилүүчү чыңалуусуна чейин алдын ала төмөндөйт, башкача айтканда, разряддын убактысы кыскарып, разряд жетишсиз болуп, терс электрод Li+ түшпөйт. Толугу менен камтылган. Батареянын разрядынын ылдамдыгы 1.5 жана 3.0 ортосунда болгондо, разряд кубаттуулугу ар кандай даражада калыбына келтирүү белгилерин көрсөтө баштайт. Реакция уланып жаткандыктан, батареянын температурасы разряддын ылдамдыгынын жогорулашы менен бир топ жогорулайт, Li+ жылуулук кыймылы күчөйт жана диффузия ылдамдыгы тездейт, ошентип Li+тин деминациялоо ылдамдыгы тездейт жана разряд кубаттуулугу жогорулайт. Бул чоң разряд ылдамдыгынын кош таасири жана батареянын температурасынын көтөрүлүшү батареянын монотондук эмес көрүнүшүн пайда кылат деген тыянак чыгарууга болот.

3. Батареянын температурасынын жогорулашынын разряд кубаттуулугуна таасири. NMC батарейкалары тиешелүүлүгүнө жараша 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5C 30℃ разряд эксперименттерине дуушар болушат жана литий-иондук батареянын разряддык кубаттуулугу менен температуранын жогорулашынын ортосундагы байланыш ийри сызыгы 3-сүрөттө көрсөтүлгөн. Көрсөтүлгөн.

3-сүрөттөн көрүнүп тургандай, ошол эле разряддык кубаттуулукта разряддын ылдамдыгы канчалык жогору болсо, температуранын жогорулашы ошончолук олуттуу өзгөрөт. Бир эле разряддын ылдамдыгы боюнча туруктуу токтун разряд процессинин үч мезгилин талдоо температуранын көтөрүлүшү негизинен разряддын баштапкы жана кеч баскычтарында болоорун көрсөтөт.

Төртүнчүдөн, чөйрөнүн температурасынын разряд кубаттуулугуна таасири Литий-иондук батарейкалардын эң жакшы иштөө температурасы 25-40 ℃. 2-таблица менен 3-таблицаны салыштыруудан көрүнүп тургандай, температура 5°Сден төмөн болгондо, эки типтеги батарейкалар тез зарядсызданат жана разряддык кубаттуулугу кыйла азаят.

Төмөн температурадагы эксперименттен кийин жогорку температура калыбына келтирилди. Ошол эле температурада, LFP батареясынын разряд сыйымдуулугу 137.1 мАч, ал эми NMC батареясы 47.8 мАч азайды, бирок температуранын жогорулашы жана разряддын убактысы өзгөргөн жок. Бул LFP жакшы жылуулук туруктуулугун жана төмөн температурада начар сабырдуулукту гана көрсөтөт, ал эми батареянын кубаттуулугу кайтарылгыс солгундоо бар экенин көрүүгө болот; ал эми NMC батареялары температуранын өзгөрүшүнө сезгич.

Бешинчиден, циклдердин санынын разряддык кубаттуулукка тийгизген таасири 4-сүрөттө литий-иондук аккумулятордун сыйымдуулугунун ажыроо ийри сызыгынын схемалык диаграммасы жана 0.8Q разряддык кубаттуулугу батареянын иштебей калган чекити катары жазылган. Заряддоо жана разряддык циклдердин саны көбөйгөн сайын разряддын кубаттуулугу төмөндөй баштайт.

1600mAh LFP батарейкасы 0.5Cде кубатталып, зарядсызданды жана заряд-разряд циклинин эксперименти үчүн 0.5Cде зарядсызданды. Жалпысынан 600 цикл аткарылып, батарейканын сыйымдуулугунун 80%ы батарейканын бузулушунун критерийи катары колдонулган. 100-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, разряддык кубаттуулуктун жана кубаттуулуктун начарлашынын салыштырмалуу ката пайызын талдоо үчүн интервалдын убактысы катары 5ду колдонуңуз.

2000mAh NMC батареясы 1.0Cде кубатталып, заряд-разряд циклинин эксперименти үчүн 1.0Cде разряддалып, батареянын сыйымдуулугунун 80% анын иштөө мөөнөтү аяктаганда батареянын сыйымдуулугу катары кабыл алынган. Биринчи 700 жолу алып, 100-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, разряддык кубаттуулукту жана интервал катары 6 менен кубаттуулуктун начарлашынын салыштырмалуу ката пайызын талдаңыз.

Циклдердин саны 0 болгондо LFP батареясынын жана NMC батареясынын сыйымдуулугу номиналдуу кубаттуулук болуп саналат, бирок, адатта, иш жүзүндөгү кубаттуулук номиналдык кубаттуулуктан азыраак, андыктан биринчи 100 циклден кийин разряд кубаттуулугу олуттуу түрдө бузулат. LFP батареянын узак цикл өмүрү бар, теориялык өмүрү 1,000 эсе; NMC батареянын теориялык иштөө мөөнөтү 300 эсе. Ошол эле сандагы циклден кийин NMC батарейкасынын кубаттуулугу тезирээк бузулат; циклдердин саны 600 болгондо, NMC батареясынын сыйымдуулугу бузулуу босогосуна жакындайт.

6. жыйынтыктоо

Литий-иондук батарейкаларда заряддоо жана кубаттоо эксперименттери аркылуу катод материалынын беш параметри, разряддын ылдамдыгы, батареянын температурасынын жогорулашы, айлана-чөйрөнүн температурасы жана цикл саны өзгөрмөлөр катары колдонулат жана кубаттуулукка байланыштуу мүнөздөмөлөр менен ар кандай таасир этүүчү факторлордун ортосундагы байланыш талданат, жана корутундуда төмөнкүлөр алынат:

(1) Батареянын номиналдык температура диапазонунда тиешелүү жогорку температура Li+ деинтеркалациясын жана орнотулушун шарттайт. Айрыкча разряд кубаттуулугу үчүн, разряддын ылдамдыгы канчалык чоң болсо, жылуулукту пайда кылуу ылдамдыгы ошончолук жогору жана литий-иондук батареянын ичиндеги электрохимиялык реакция ошончолук айкын болот.

(2) LFP батареясы кубаттоо жана разряд учурунда жогорку температурага жана разрядка жакшы ыңгайлашууну көрсөтөт; ал төмөнкү температурага начар чыдамдуу, разряддык кубаттуулугу катуу чирип, ысыткандан кийин калыбына келтирилбейт.

(3) Ошол эле сандагы заряддоо жана разряд циклдеринде, LFP батарейкасы узак мөөнөткө ээ жана NMC батарейкасынын сыйымдуулугу номиналдык кубаттуулуктун 80% га тез азаят. (4) LFP батарейкасы менен салыштырганда, NMC батареясынын разряд кубаттуулугу температурага көбүрөөк сезгич жана чоң разрядда разряд кубаттуулугу монотондуу эмес жана температуранын жогорулашы олуттуу өзгөрөт.