Wéi d’Zuel vun den Oplued- an Entladungszyklen eropgeet, wäert d’Batteriekapazitéit weider zerfallen. Wann d’Kapazitéit op 75% bis 80% vun der bewäertter Kapazitéit zerfällt, gëtt d’Lithium-Ion Batterie als an engem Ausfallszoustand ugesinn. Entladungsquote, Batterietemperaturerhéijung an Ëmfeldtemperatur hunn e méi groussen Impakt op d’Entladungskapazitéit vu Lithium-Ion Batterien.

Dëse Pabeier adoptéiert d’Oplued- an Entladungskriterien vu konstante Spannung a konstante Stroumladung a konstante Stroumentladung fir d’Batterie. D’Entladungsquote, d’Batterie-Entladungstemperaturerhéijung an d’Ëmgéigendtemperatur ginn successiv als Verännerlechen benotzt a zyklesch Experimenter gi quantitativ duerchgefouert, an d’Entladungsquote an d’Batterie-Entladungstemperatur ginn ënner verschiddene Kathodematerial analyséiert. Den Afloss vun der Temperatur, der Ëmgéigendtemperatur an der Zykluszäiten op d’Entladungskapazitéit vu Lithium-Ion Batterien.

1. Der Basis experimentell Programm vun der Batterie

Déi positiv an negativ Materialien sinn ënnerschiddlech, an d’Zyklusliewen variéiert immens, wat d’Kapazitéitseigenschaften vun der Batterie beaflosst. Lithium Eisenphosphat (LFP) an Nickel-Kobalt-Mangan ternary Materialien (NMC) gi wäit benotzt als Kathodematerial fir Lithium-Ion sekundär Batterien mat hiren eenzegaartege Virdeeler. Et kann aus der Tabell 1 gesi ginn datt d’bewäertte Kapazitéit, d’Nominalspannung an d’Entladungsquote vun der NMC Batterie méi héich sinn wéi déi vun der LFP Batterie.

Laden an entlaaschten LFP an NMC Lithium-Ion Batterien no bestëmmte konstante Stroum a konstante Spannungsoplueden a konstante Stroumentladungsregelen, a notéiert d’Lade- an Entladungsofschnëttspannung, d’Entladungsrate, d’Batterietemperaturerhéijung, d’experimentell Temperatur an d’Batteriekapazitéit Ännerungen. während der Opluedstatioun an Offlossquantitéit Zoustand.

2. Den Afloss vun der Entladungsquote op d’Entladungskapazitéit Fixéiert d’Temperatur an d’Laascht- an d’Entladungsregelen, an d’LFP Batterie an d’NMC Batterie op e konstante Stroum no verschiddene Entladungsraten entlooss.

Upasst d’Temperatur respektiv: 35, 25, 10, 5, -5, -15°C. Et kann aus der Figur 1 gesi ginn datt bei der selweschter Temperatur, duerch d’Erhéijung vun der Entladungsquote, d’Gesamtentladungskapazitéit vun der LFP Batterie e Réckgang Trend weist. Ënnert der selwechter Entladungsquote hunn d’Verännerunge vun der Tieftemperatur e méi groussen Impakt op d’Entladungskapazitéit vun de LFP Batterien.

Wann d’Temperatur ënner 0 ℃ fällt, fällt d’Entladungskapazitéit staark an d’Kapazitéit ass irreversibel. Et ass derwäert ze bemierken datt d’LFP-Batterien d’Dämpfung vun der Entladungskapazitéit ënner dem duebelen Afloss vun enger niddereger Temperatur a enger grousser Entladungsquote verschäerfen. Am Verglach mat LFP-Batterien sinn NMC-Batterien méi empfindlech op d’Temperatur, an hir Entladungskapazitéit ännert sech wesentlech mat der Ëmgéigendtemperatur an der Entladungsrate.

Et kann aus der Figur 2 gesi ginn datt bei der selweschter Temperatur d’Gesamtentladungskapazitéit vun der NMC Batterie e Trend vum éischten Zerfall an dann eropgeet. Ënnert der selwechter Entladungsquote, wat méi niddereg d’Temperatur ass, dest manner d’Entladungskapazitéit.

Mat der Erhéijung vun der Entladungsquote geet d’Entladungskapazitéit vu Lithium-Ion Batterien weider erof. De Grond ass datt wéinst der seriöer Polariséierung d’Entladungsspannung am Viraus op d’Entladungsofschnëttspannung reduzéiert gëtt, dat heescht d’Entladungszäit gëtt verkierzt, d’Entladung ass net genuch, an d’negativ Elektrode Li+ fällt net of. Ganz agebaut. Wann d’Batterie Entladungsquote tëscht 1.5 an 3.0 ass, fänkt d’Entladungskapazitéit un Unzeeche vun der Erhuelung a verschiddene Grad ze weisen. Wéi d’Reaktioun weidergeet, wäert d’Temperatur vun der Batterie selwer wesentlech eropgoen mat der Erhéijung vun der Entladungsquote, d’thermesch Bewegungskapazitéit vu Li+ gëtt verstäerkt, an d’Diffusiounsgeschwindegkeet gëtt beschleunegt, sou datt d’Entbuedungsgeschwindegkeet vu Li+ beschleunegt gëtt. d’Entladungskapazitéit klëmmt. Et kann ofgeschloss ginn datt den duebelen Afloss vun der grousser Entladungsrate an der Temperaturerhéijung vun der Batterie selwer den net-monotonesche Phänomen vun der Batterie verursaacht.

3. Den Afloss vun der Batterie Temperaturerhéijung op d’Entladungskapazitéit. NMC-Batterien ginn respektiv 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5C Entladungsexperimenter bei 30 ℃ ënnerworf, an d’Relatiounskurve tëscht der Entladungskapazitéit an der Temperaturerhéijung vun der Lithium-Ion Batterie gëtt an der Figur 3 gewisen.

Et kann aus der Figur 3 gesi ginn datt ënner der selweschter Entladungskapazitéit, wat méi héich d’Entladungsquote ass, wat d’Temperaturerhéijung méi bedeitend ännert. D’Analyse vun den dräi Perioden vum konstante Stroum-Entladungsprozess ënner der selwechter Entladungsrate weist datt d’Temperaturerhéijung haaptsächlech an den initialen a spéiden Etappe vun der Entladung ass.

Véiert, den Afloss vun der Ëmgéigend Temperatur op Offlossquantitéit Kapazitéit Déi bescht Betribssystemer Temperatur vun Lithium-Ion Akkuen ass 25-40 ℃. Aus dem Verglach vun Table 2 an Table 3, kann et gesi ginn datt wann d’Temperatur manner wéi 5 ° C ass, déi zwou Aarte vu Batterien séier entlaaschten an d’Entladungskapazitéit wesentlech reduzéiert gëtt.

Nom Tieftemperaturexperiment gouf déi héich Temperatur restauréiert. Bei der selwechter Temperatur ass d’Entlaaskapazitéit vun der LFP Batterie ëm 137.1mAh erofgaang, an d’NMC Batterie ass ëm 47.8mAh erofgaang, awer d’Temperaturerhéijung an d’Entladungszäit huet net geännert. Et kann gesi ginn datt LFP gutt thermesch Stabilitéit huet an nëmmen eng schlecht Toleranz bei niddregen Temperaturen weist, an d’Batteriekapazitéit huet eng irreversibel Dämpfung; iwwerdeems NMC Batterien sinn sensibel op Temperatur Ännerungen.

Fënneften, den Afloss vun der Zuel vun den Zyklen op d’Entladungskapazitéit Figur 4 ass e schemateschen Diagramm vun der Kapazitéitverfallkurve vun enger Lithium-Ion Batterie, an d’Entladungskapazitéit bei 0.8Q gëtt als Batterieausfallpunkt opgeholl. Wéi d’Zuel vun den Oplued- an Entladungszyklen eropgeet, fänkt d’Entladungskapazitéit un e Réckgang ze weisen.

Eng 1600mAh LFP Batterie gouf gelueden an entlooss bei 0.5C an entlooss bei 0.5C fir e Lade-Entladungszyklus Experiment. Am Ganzen goufen 600 Zyklen duerchgefouert, an 80% vun der Batteriekapazitéit gouf als Batteriefehlerkriterium benotzt. Benotzt 100 als Intervallzäiten fir de relativen Fehlerprozent vun der Entladungskapazitéit an der Kapazitéitsdämpfung ze analyséieren, wéi an der Figur 5.

Eng 2000mAh NMC Batterie gouf bei 1.0C gelueden an entlooss bei 1.0C fir e Lade-Entladungszyklus Experiment, an 80% vun der Batteriekapazitéit gouf als Batteriekapazitéit um Enn vu sengem Liewen geholl. Huelt déi éischt 700 Mol an analyséiert d’Entladungskapazitéit an de relativen Fehlerprozent vun der Kapazitéitsdämpfung mat 100 als Intervall, wéi an der Figur 6.

D’Kapazitéit vun der LFP Batterie an der NMC Batterie wann d’Zuel vun den Zyklen 0 ass, ass d’bewäertte Kapazitéit, awer normalerweis ass d’tatsächlech Kapazitéit manner wéi d’bewäertte Kapazitéit, also no den éischten 100 Zyklen fällt d’Entladungskapazitéit eescht. D’LFP Batterie huet eng laang Zyklus Liewen, der theoretesch Liewen ass 1,000 Mol; d’theoretesch Liewen vun der NMC Batterie ass 300 Mol. No der selwechter Zuel vun Zyklen fällt d’NMC Batterie Kapazitéit méi séier; wann d’Zuel vun den Zyklen 600 ass, fällt d’NMC Batteriekapazitéit no un der Echec Schwell.

6. Konklusioun

Duerch Oplued- an Entladungsexperimenter op Lithium-Ion-Batterien ginn déi fënnef Parameter vum Kathodematerial, Entladungsquote, Batterietemperaturerhéijung, Ëmfeldtemperatur an Zyklusnummer als Variabel benotzt, an d’Relatioun tëscht Kapazitéitsbezunnen Charakteristiken a verschiddenen Aflossfaktoren analyséiert, an déi folgend sinn zu Conclusioun kritt:

(1) Am bewäerten Temperaturbereich vun der Batterie fördert eng entspriechend héich Temperatur d’Deinterkalatioun an d’Embedment vu Li+. Besonnesch fir d’Entladungskapazitéit, wat méi grouss ass d’Entladungsquote, dest méi grouss ass d’Wärmegeneratiounsquote, an wat méi offensichtlech d’elektrochemesch Reaktioun bannent der Lithium-Ion Batterie ass.

(2) D’LFP Batterie weist gutt Adaptabilitéit op héich Temperatur an Offlossquantitéit während charge an Offlossquantitéit; et huet eng schlecht Toleranz zu niddregen Temperaturen, d’Entladungskapazitéit zerfällt staark, a kann net no der Heizung erëmfonnt ginn.

(3) Ënnert der selwechter Unzuel vun Oplued- an Entladungszyklen huet d’LFP Batterie e laangt Zyklusliewen, an d’NMC Batteriekapazitéit zerfällt méi séier op 80% vun der bewäertter Kapazitéit. (4) Am Verglach mat der LFP Batterie ass d’Entladungskapazitéit vun der NMC Batterie méi empfindlech op d’Temperatur, a bei enger grousser Entladungsrate ass d’Entladungskapazitéit net monoton an d’Temperaturerhéijung ännert sech wesentlech.