चार्ज र डिस्चार्ज चक्रको संख्या बढ्दै जाँदा, ब्याट्री क्षमता क्षय जारी रहनेछ। जब क्षमता मूल्याङ्कन गरिएको क्षमताको 75% देखि 80% सम्म पुग्छ, लिथियम-आयन ब्याट्री असफल अवस्थामा मानिन्छ। डिस्चार्ज दर, ब्याट्रीको तापक्रम वृद्धि र परिवेशको तापक्रमले लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूको डिस्चार्ज क्षमतामा बढी प्रभाव पार्छ।

यस कागजले ब्याट्रीको लागि स्थिर भोल्टेज र स्थिर वर्तमान चार्ज र स्थिर वर्तमान डिस्चार्जिंगको चार्ज र डिस्चार्जिंग मापदण्ड अपनाउछ। डिस्चार्ज दर, ब्याट्री डिस्चार्ज तापमान वृद्धि, र परिवेशको तापमान क्रमिक रूपमा चलको रूपमा प्रयोग गरिन्छ र चक्रीय प्रयोगहरू मात्रात्मक रूपमा गरिन्छ, र डिस्चार्ज दर र ब्याट्री डिस्चार्ज तापमान विभिन्न क्याथोड सामग्री अन्तर्गत विश्लेषण गरिन्छ। लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूको डिस्चार्ज क्षमतामा तापक्रम, परिवेशको तापक्रम र चक्र समयको प्रभाव।

1. ब्याट्री को आधारभूत प्रयोगात्मक कार्यक्रम

सकारात्मक र नकारात्मक सामग्रीहरू फरक छन्, र चक्र जीवन धेरै फरक हुन्छ, जसले ब्याट्रीको क्षमता विशेषताहरूलाई असर गर्छ। लिथियम आइरन फस्फेट (LFP) र निकल-कोबाल्ट-म्यांगनीज टर्नरी सामग्री (NMC) लाई व्यापक रूपमा लिथियम-आयन माध्यमिक ब्याट्रीहरूको लागि क्याथोड सामग्रीको रूपमा प्रयोग गरिन्छ तिनीहरूको अद्वितीय फाइदाहरू। यो तालिका 1 बाट देख्न सकिन्छ कि मूल्याङ्कन क्षमता, नाममात्र भोल्टेज, र NMC ब्याट्रीको डिस्चार्ज दर LFP ब्याट्रीको भन्दा बढी छ।

चार्ज र डिस्चार्ज LFP र NMC लिथियम-आयन ब्याट्रीहरू निश्चित स्थिर वर्तमान र स्थिर भोल्टेज चार्ज र स्थिर वर्तमान डिस्चार्ज नियमहरू अनुसार, र चार्ज र डिस्चार्ज कट-अफ भोल्टेज, डिस्चार्ज दर, ब्याट्री तापक्रम वृद्धि, प्रयोगात्मक तापक्रम, र ब्याट्री क्षमता परिवर्तनहरू रेकर्ड गर्नुहोस्। चार्ज र डिस्चार्ज प्रक्रियाको अवस्थामा।

2. डिस्चार्ज क्षमतामा डिस्चार्ज दरको प्रभाव तापमान र चार्ज र डिस्चार्ज नियमहरू ठीक गर्नुहोस्, र LFP ब्याट्री र NMC ब्याट्रीलाई विभिन्न डिस्चार्ज दरहरू अनुसार स्थिर वर्तमानमा डिस्चार्ज गर्नुहोस्।

क्रमशः तापमान समायोजन गर्नुहोस्: 35, 25, 10, 5, -5, -15 डिग्री सेल्सियस। यो चित्र 1 बाट देख्न सकिन्छ कि समान तापक्रममा, डिस्चार्ज दर बढाएर, LFP ब्याट्रीको समग्र डिस्चार्ज क्षमताले घट्दो प्रवृत्ति देखाउँछ। समान डिस्चार्ज दर अन्तर्गत, कम तापक्रममा हुने परिवर्तनहरूले LFP ब्याट्रीहरूको डिस्चार्ज क्षमतामा ठूलो प्रभाव पार्छ।

जब तापमान ० डिग्री सेल्सियस भन्दा कम हुन्छ, डिस्चार्ज क्षमता गम्भीर रूपमा क्षय हुन्छ र क्षमता अपरिवर्तनीय हुन्छ। यो ध्यान दिन लायक छ कि LFP ब्याट्रीहरूले कम तापमान र ठूलो डिस्चार्ज दरको दोहोरो प्रभाव अन्तर्गत डिस्चार्ज क्षमताको क्षीणता बढाउँछ। LFP ब्याट्रीहरूसँग तुलना गर्दा, NMC ब्याट्रीहरू तापक्रममा बढी संवेदनशील हुन्छन्, र तिनीहरूको डिस्चार्ज क्षमता परिवेशको तापक्रम र डिस्चार्ज दरसँग महत्त्वपूर्ण रूपमा परिवर्तन हुन्छ।

यो चित्र २ बाट देख्न सकिन्छ कि उही तापक्रममा, NMC ब्याट्रीको समग्र डिस्चार्ज क्षमताले पहिलो क्षय र त्यसपछि बढ्ने प्रवृत्ति देखाउँछ। समान डिस्चार्ज दर अन्तर्गत, कम तापक्रम, कम डिस्चार्ज क्षमता।

डिस्चार्ज दर वृद्धि संग, लिथियम आयन ब्याट्री को डिस्चार्ज क्षमता गिरावट जारी छ। कारण यो हो कि गम्भीर ध्रुवीकरणको कारण, डिस्चार्ज भोल्टेज पहिले नै डिस्चार्ज कट-अफ भोल्टेजमा घटाइन्छ, त्यो हो, डिस्चार्ज समय छोटो हुन्छ, डिस्चार्ज अपर्याप्त छ, र नकारात्मक इलेक्ट्रोड Li+ खस्दैन। पूर्ण रूपमा इम्बेड गरिएको। जब ब्याट्री डिस्चार्ज दर 1.5 र 3.0 को बीचमा हुन्छ, डिस्चार्ज क्षमताले फरक-फरक डिग्रीहरूमा रिकभरीको संकेत देखाउन थाल्छ। प्रतिक्रिया जारी रहँदा, डिस्चार्ज दर बढ्दै जाँदा ब्याट्रीको तापक्रम आफैंमा उल्लेखनीय रूपमा वृद्धि हुनेछ, Li+ को थर्मल आन्दोलन क्षमता सुदृढ हुन्छ, र प्रसार गति द्रुत हुन्छ, ताकि Li+ को डि-इम्बेडिङ गति तीव्र हुन्छ र। डिस्चार्ज क्षमता बढ्छ। यो निष्कर्षमा पुग्न सकिन्छ कि ठूलो डिस्चार्ज दर र ब्याट्रीको तापमान वृद्धिको दोहोरो प्रभावले ब्याट्रीको गैर-मोनोटोनिक घटनाको कारण बनाउँछ।

3. डिस्चार्ज क्षमता मा ब्याट्री तापमान वृद्धि को प्रभाव। NMC ब्याट्रीहरू क्रमशः 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5C डिस्चार्ज प्रयोगहरू 30℃ मा गरिन्छ, र डिस्चार्ज क्षमता र लिथियम-आयन ब्याट्रीको तापमान वृद्धि बीचको सम्बन्ध वक्र चित्र 3 मा देखाइएको छ।

यो चित्र 3 बाट देख्न सकिन्छ कि समान डिस्चार्ज क्षमता अन्तर्गत, उच्च डिस्चार्ज दर, अधिक महत्त्वपूर्ण तापमान वृद्धि परिवर्तन। एउटै डिस्चार्ज दर अन्तर्गत स्थिर वर्तमान डिस्चार्ज प्रक्रियाको तीन अवधिहरू विश्लेषण गर्दा तापक्रम वृद्धि मुख्यतया डिस्चार्जको प्रारम्भिक र पछिल्लो चरणहरूमा हुन्छ।

चौथो, डिस्चार्ज क्षमतामा परिवेशको तापक्रमको प्रभाव लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूको उत्तम परिचालन तापमान 25-40 ℃ हो। तालिका 2 र तालिका 3 को तुलनाबाट, यो देख्न सकिन्छ कि तापक्रम 5 डिग्री सेल्सियस भन्दा कम हुँदा, दुई प्रकारका ब्याट्रीहरू द्रुत रूपमा डिस्चार्ज हुन्छन् र डिस्चार्ज क्षमता उल्लेखनीय रूपमा कम हुन्छ।

कम तापमान प्रयोग पछि, उच्च तापमान पुनर्स्थापित गरियो। उही तापक्रममा, LFP ब्याट्रीको डिस्चार्ज क्षमता 137.1mAh ले घट्यो, र NMC ब्याट्री 47.8mAh ले घट्यो, तर तापक्रम वृद्धि र डिस्चार्ज समय परिवर्तन भएन। यो देख्न सकिन्छ कि LFP मा राम्रो थर्मल स्थिरता छ र केवल कम तापमान मा खराब सहनशीलता प्रदर्शन गर्दछ, र ब्याट्री क्षमता एक अपरिवर्तनीय क्षीणन छ; जबकि NMC ब्याट्री तापमान परिवर्तन को लागी संवेदनशील छ।

पाँचौं, डिस्चार्ज क्षमतामा चक्रहरूको संख्याको प्रभाव चित्रा 4 लिथियम-आयन ब्याट्रीको क्षमता क्षय वक्रको योजनाबद्ध रेखाचित्र हो, र 0.8Q मा डिस्चार्ज क्षमता ब्याट्री विफलता बिन्दुको रूपमा रेकर्ड गरिएको छ। चार्ज र डिस्चार्ज चक्रको संख्या बढ्दै जाँदा, डिस्चार्ज क्षमताले गिरावट देखाउन थाल्छ।

एक 1600mAh LFP ब्याट्री 0.5C मा चार्ज र डिस्चार्ज गरियो र चार्ज-डिस्चार्ज चक्र प्रयोगको लागि 0.5C मा डिस्चार्ज गरियो। कुल 600 चक्रहरू प्रदर्शन गरिएका थिए, र ब्याट्री क्षमताको 80% ब्याट्री विफलता मापदण्डको रूपमा प्रयोग गरिएको थियो। चित्र 100 मा देखाइए अनुसार डिस्चार्ज क्षमता र क्षमता क्षीणन को सापेक्ष त्रुटि प्रतिशत विश्लेषण गर्न अन्तराल समय को रूप मा 5 प्रयोग गर्नुहोस्।

एक 2000mAh NMC ब्याट्री 1.0C मा चार्ज गरिएको थियो र चार्ज-डिस्चार्ज चक्र प्रयोगको लागि 1.0C मा डिस्चार्ज गरियो, र ब्याट्री क्षमताको 80% लाई यसको जीवनको अन्त्यमा ब्याट्री क्षमताको रूपमा लिइयो। पहिलो 700 पटक लिनुहोस् र डिस्चार्ज क्षमता र 100 को अन्तरालको रूपमा क्षमता क्षीणताको सापेक्ष त्रुटि प्रतिशत विश्लेषण गर्नुहोस्, चित्र 6 मा देखाइएको छ।

LFP ब्याट्री र NMC ब्याट्रीको क्षमता जब चक्रको संख्या 0 हुन्छ मूल्याङ्कन गरिएको क्षमता हो, तर सामान्यतया वास्तविक क्षमता मूल्याङ्कन गरिएको क्षमता भन्दा कम हुन्छ, त्यसैले पहिलो 100 चक्र पछि, डिस्चार्ज क्षमता गम्भीर रूपमा क्षय हुन्छ। LFP ब्याट्रीको लामो चक्र जीवन छ, सैद्धान्तिक जीवन 1,000 पटक छ; NMC ब्याट्री को सैद्धांतिक जीवन 300 पटक छ। एउटै संख्याको चक्र पछि, एनएमसी ब्याट्री क्षमता छिटो क्षय हुन्छ; जब चक्रको संख्या 600 हुन्छ, NMC ब्याट्री क्षमता विफलता थ्रेसहोल्डको नजिक क्षय हुन्छ।

6। निष्कर्षमा

लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूमा चार्ज गर्ने र डिस्चार्ज गर्ने प्रयोगहरू मार्फत, क्याथोड सामग्रीका पाँच प्यारामिटरहरू, डिस्चार्ज दर, ब्याट्रीको तापक्रम वृद्धि, परिवेशको तापक्रम र चक्र संख्या चरको रूपमा प्रयोग गरिन्छ, र क्षमता-सम्बन्धित विशेषताहरू र विभिन्न प्रभावकारी कारकहरू बीचको सम्बन्धलाई विश्लेषण गरिन्छ, र निम्न निष्कर्षमा प्राप्त गरिन्छ:

(१) ब्याट्रीको मूल्याङ्कन गरिएको तापक्रम दायरा भित्र, उपयुक्त उच्च तापक्रमले Li+ को डिइन्टर्कलेसन र एम्बेडमेन्टलाई बढावा दिन्छ। विशेष गरी डिस्चार्ज क्षमताको लागि, डिस्चार्ज दर जति बढी हुन्छ, गर्मी उत्पादन दर बढी हुन्छ, र लिथियम-आयन ब्याट्री भित्र इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रिया बढी स्पष्ट हुन्छ।

(2) LFP ब्याट्रीले चार्ज र डिस्चार्जको समयमा उच्च तापमान र डिस्चार्ज दरमा राम्रो अनुकूलनता देखाउँछ; यसको कम तापक्रममा सहिष्णुता कम छ, डिस्चार्ज क्षमता गम्भीर रूपमा क्षय हुन्छ, र तताइ पछि पुन: प्राप्त गर्न सकिँदैन।

(3) चार्ज र डिस्चार्ज चक्रको समान संख्या अन्तर्गत, LFP ब्याट्रीको लामो चक्र जीवन हुन्छ, र NMC ब्याट्री क्षमता मूल्याङ्कन गरिएको क्षमताको 80% चाँडै घट्छ। (4) LFP ब्याट्रीको तुलनामा, NMC ब्याट्रीको डिस्चार्ज क्षमता तापमानमा बढी संवेदनशील हुन्छ, र ठूलो डिस्चार्ज दरमा, डिस्चार्ज क्षमता मोनोटोनिक हुँदैन र तापमान वृद्धिमा उल्लेखनीय परिवर्तन हुन्छ।