جيئن ته چارج ۽ خارج ٿيڻ واري چڪر جو تعداد وڌائي ٿو، بيٽري جي صلاحيت خراب ٿيڻ جاري رکندي. جڏهن ظرفيت 75٪ کان 80٪ تائين ريٽيڊ ٿيل ظرفيت کي ختم ڪري ٿي، ليتيم آئن بيٽري کي ناڪامي حالت ۾ سمجهيو ويندو آهي. خارج ٿيڻ جي شرح، بيٽري جي گرمي پد ۾ اضافو، ۽ محيطي گرمي پد ليتيم آئن بيٽرين جي خارج ٿيڻ جي صلاحيت تي وڏو اثر آهي.

هي پيپر مسلسل وولٹیج جي چارج ۽ ڊسچارج معيار کي اپنائڻ ۽ مسلسل موجوده چارج ۽ بيٽري لاء مسلسل موجوده خارج ڪرڻ. خارج ٿيڻ جي شرح، بيٽري خارج ڪرڻ جي گرمي پد ۾ اضافو، ۽ محيطي جي درجه حرارت کي ڪاميابيء سان استعمال ڪيو ويندو آهي متغير ۽ سائيڪل تجربا مقداري طور تي ڪيا ويندا آهن، ۽ خارج ٿيڻ جي شرح ۽ بيٽري خارج ڪرڻ جي درجه حرارت مختلف ڪيٿوڊ مواد جي تحت تجزيو ڪيو ويندو آهي. ليتيم آئن بيٽرين جي خارج ٿيڻ جي صلاحيت تي درجه حرارت، محيطي درجه حرارت ۽ چڪر جي وقت جو اثر.

1. بيٽري جو بنيادي تجرباتي پروگرام

مثبت ۽ منفي مواد مختلف آهن، ۽ چڪر جي زندگي تمام گهڻو مختلف آهي، جيڪو بيٽري جي صلاحيت جي خاصيتن کي متاثر ڪري ٿو. Lithium لوهه فاسفيٽ (LFP) ۽ nickel-cobalt-manganese ternary مواد (NMC) وڏي پيماني تي ڪيٿوڊ مواد جي طور تي ليتيم-آئن ثانوي بيٽرين لاء استعمال ڪيا ويا آهن انهن جي منفرد فائدن سان. اهو ٽيبل 1 مان ڏسي سگھجي ٿو ته درجه بندي جي گنجائش، نامزد وولٹیج، ۽ NMC بيٽري جي خارج ٿيڻ جي شرح LFP بيٽري جي ڀيٽ ۾ وڌيڪ آھن.

LFP ۽ NMC ليٿيم آئن بيٽرين کي چارج ۽ ڊسچارج ڪريو مخصوص مسلسل موجوده ۽ مسلسل وولٹیج جي چارجنگ ۽ مسلسل موجوده ڊسچارج ضابطن جي مطابق، ۽ رڪارڊ ڪريو چارج ۽ ڊسچارج ڪٽ آف وولٽيج، ڊسچارج جي شرح، بيٽري جي گرمي پد ۾ اضافو، تجرباتي درجه حرارت، ۽ بيٽري جي گنجائش ۾ تبديليون. چارج ۽ خارج ٿيڻ واري عمل جي حالت دوران.

2. ڊسچارج جي گنجائش تي خارج ٿيڻ جي شرح جو اثر درجه حرارت ۽ چارج ۽ ڊسچارج ضابطن کي درست ڪريو، ۽ LFP بيٽري ۽ NMC بيٽري کي مختلف ڊسچارج جي شرحن جي مطابق مسلسل موجوده تي ڊسچارج ڪريو.

درجه حرارت ترتيب ڏيو: 35، 25، 10، 5، -5، -15 ° سي. اهو تصوير 1 مان ڏسي سگھجي ٿو ته ساڳئي درجه حرارت تي، خارج ٿيڻ جي شرح کي وڌائڻ سان، LFP بيٽري جي مجموعي خارج ٿيڻ جي صلاحيت ۾ گهٽتائي رجحان ڏيکاري ٿي. ساڳئي خارج ٿيڻ جي شرح جي تحت، گهٽ درجه حرارت ۾ تبديليون LFP بيٽرين جي خارج ٿيڻ جي صلاحيت تي وڏو اثر آهي.

جڏهن گرمي پد 0 ℃ کان گهٽجي وڃي ٿي، خارج ٿيڻ جي صلاحيت سختي سان خراب ٿي ويندي آهي ۽ گنجائش ناقابل واپسي آهي. اها ڳالهه نوٽ ڪرڻ جي قابل آهي ته LFP بيٽرين گهٽ گرمي پد ۽ وڏي خارج ٿيڻ جي شرح جي ٻٽي اثر هيٺ discharge گنجائش جي attenuation وڌائي. LFP بيٽرين جي مقابلي ۾، اين ايم سي بيٽريون گرمي پد جي لحاظ کان وڌيڪ حساس هونديون آهن، ۽ انهن جي خارج ٿيڻ جي صلاحيت خاص طور تي وسيع درجه حرارت ۽ خارج ٿيڻ جي شرح سان تبديل ٿي ويندي آهي.

اهو تصوير 2 مان ڏسي سگھجي ٿو ته ساڳئي درجه حرارت تي، NMC بيٽري جي مجموعي خارج ٿيڻ جي صلاحيت پهرين زوال ۽ پوءِ اڀرڻ جو رجحان ڏيکاري ٿي. ساڳئي خارج ٿيڻ جي شرح جي تحت، گهٽ درجه حرارت، گهٽ خارج ٿيڻ جي صلاحيت.

خارج ٿيڻ جي شرح جي واڌ سان، ليتيم-آئن بيٽرين جي خارج ٿيڻ جي صلاحيت گهٽجڻ جاري آهي. ان جو سبب اهو آهي ته سنگين پولرائيزيشن جي ڪري، ڊسچارج وولٽيج اڳ ۾ ئي ڊسچارج ڪٽ آف وولٽيج تائين گھٽجي ويندي آهي، يعني ڊسچارج جو وقت گهٽجي ويندو آهي، ڊسچارج ڪافي نه هوندو آهي، ۽ ناڪاري اليڪٽرروڊ Li+ بند نه ٿيندو آهي. مڪمل طور تي شامل ٿيل. جڏهن بيٽري جي خارج ٿيڻ جي شرح 1.5 ۽ 3.0 جي وچ ۾ آهي، خارج ٿيڻ جي صلاحيت مختلف درجي تائين وصولي جا نشان ڏيکارڻ شروع ڪري ٿي. جيئن ته رد عمل جاري آهي، بيٽري جو گرمي پد خود بخود خارج ٿيڻ جي شرح جي واڌ سان خاص طور تي وڌي ويندو، Li+ جي حرارتي حرڪت جي صلاحيت مضبوط ٿي ويندي آهي، ۽ ڦهلائڻ جي رفتار کي تيز ڪيو ويندو آهي، ته جيئن Li+ جي ڊي-ايمبيڊنگ جي رفتار تيز ٿي وڃي ۽ خارج ٿيڻ جي صلاحيت وڌي ٿي. اهو نتيجو ڪري سگهجي ٿو ته وڏي خارج ٿيڻ جي شرح جي ٻٽي اثر ۽ بيٽري جي گرمي پد ۾ اضافو پاڻ کي بيٽري جي غير monotonic رجحان جو سبب بڻائيندو آهي.

3. بيٽري جي گرمي پد جو اثر خارج ٿيڻ جي صلاحيت تي. NMC بيٽريون ترتيب سان 2.0، 2.5، 3.0، 3.5، 4.0، 4.5C ڊسچارج تجربن جي تابع آهن 30℃ تي، ۽ ڊسچارج ظرفيت ۽ ليٿيم آئن بيٽري جي گرمي پد جي واڌ جي وچ ۾ لاڳاپو وکر تصوير 3 ۾ ڏيکاريو ويو آهي.

شڪل 3 مان اهو ڏسي سگهجي ٿو ته ساڳئي خارج ٿيڻ جي گنجائش جي تحت، خارج ٿيڻ جي شرح جيتري وڌيڪ هوندي، اوترو وڌيڪ اهم گرمي پد ۾ اضافو ٿيندو. ساڳئي ڊسچارج جي شرح تحت مسلسل موجوده خارج ٿيڻ واري عمل جي ٽن دورن جو تجزيو ڪرڻ سان معلوم ٿئي ٿو ته گرمي پد ۾ اضافو خاص طور تي خارج ٿيڻ جي شروعاتي ۽ آخري مرحلن ۾ هوندو آهي.

چوٿون، ڊسچارج جي گنجائش تي محيطي درجه حرارت جو اثر ليٿيم آئن بيٽرين جو بهترين آپريٽنگ گرمي پد 25-40 ℃ آهي. جدول 2 ۽ جدول 3 جي مقابلي مان، اهو ڏسي سگهجي ٿو ته جڏهن گرمي پد 5 ° C کان گهٽ ٿئي ٿي، ته ٻن قسمن جي بيٽرين تيزي سان خارج ٿئي ٿي ۽ خارج ٿيڻ جي صلاحيت تمام گھٽ ٿي وڃي ٿي.

گھٽ درجه حرارت جي تجربن کان پوء، اعلي درجه حرارت بحال ڪيو ويو. ساڳئي درجه حرارت تي، LFP جي بيٽري جي خارج ٿيڻ جي صلاحيت 137.1mAh جي گھٽجي وئي، ۽ NMC بيٽري 47.8mAh جي گھٽتائي ڪئي، پر گرمي پد جي واڌ ۽ خارج ٿيڻ جو وقت تبديل نه ٿيو. اهو ڏسي سگهجي ٿو ته LFP سٺي حرارتي استحڪام آهي ۽ صرف گهٽ درجه حرارت تي خراب رواداري ڏيکاري ٿو، ۽ بيٽري جي گنجائش هڪ ناقابل واپسي attenuation آهي؛ جڏهن ته NMC بيٽريون گرمي پد جي تبديلين لاءِ حساس هونديون آهن.

پنجون، ڊسچارج جي گنجائش تي چڪر جي تعداد جو اثر شڪل 4 ليٿيم آئن بيٽري جي ظرفيت جي زوال واري وکر جو اسڪيمي ڊاگرام آهي، ۽ 0.8Q تي خارج ٿيڻ جي گنجائش بيٽري جي ناڪامي پوائنٽ جي طور تي رڪارڊ ڪئي وئي آهي. جيئن ته چارج ۽ خارج ٿيڻ واري چڪر جو تعداد وڌائي ٿو، خارج ٿيڻ جي صلاحيت ۾ گهٽتائي ڏيکاري ٿي.

هڪ 1600mAh LFP بيٽري چارج ڪئي وئي ۽ 0.5C تي ڊسچارج ڪئي وئي ۽ 0.5C تي ڊسچارج ڪئي وئي چارج-ڊسچارج چڪر جي تجربي لاءِ. مجموعي طور تي 600 چڪر ڪيا ويا، ۽ بيٽري جي صلاحيت جو 80٪ استعمال ڪيو ويو بيٽري جي ناڪامي جي معيار جي طور تي. 100 کي وقفي وقت جي طور تي استعمال ڪريو خارج ٿيڻ جي گنجائش ۽ گنجائش جي گھٽتائي جي نسبتي نقص سيڪڙو جو تجزيو ڪرڻ لاءِ، جيئن تصوير 5 ۾ ڏيکاريل آھي.

هڪ 2000mAh NMC بيٽري 1.0C تي چارج ڪئي وئي ۽ 1.0C تي ڊسچارج ڪئي وئي چارج-ڊسچارج چڪر جي تجربي لاءِ، ۽ بيٽري جي ظرفيت جو 80٪ ان جي زندگي جي آخر ۾ بيٽري جي گنجائش طور ورتو ويو. پھريون 700 ڀيرا وٺو ۽ تجزيو ڪريو خارج ٿيڻ جي گنجائش ۽ ظرفيت جي گھٽتائي جي نسبتي نقص جو سيڪڙو 100 جي وقفي سان، جيئن تصوير 6 ۾ ڏيکاريل آھي.

LFP بيٽري ۽ NMC بيٽري جي گنجائش جڏهن سائيڪلن جو تعداد 0 هوندو آهي درجه بندي ظرفيت، پر عام طور تي حقيقي ظرفيت ريٽيڊ ٿيل ظرفيت کان گهٽ هوندي آهي، تنهنڪري پهرين 100 سائيڪلن کان پوءِ، خارج ٿيڻ جي گنجائش سنجيدگيءَ سان ختم ٿي ويندي آهي. LFP جي بيٽري جو هڪ ڊگهو چڪر زندگي آهي، نظرياتي زندگي 1,000 ڀيرا آهي؛ NMC جي بيٽري جي نظرياتي زندگي 300 ڀيرا آهي. سائيڪلن جي ساڳئي تعداد کان پوء، NMC جي بيٽري جي گنجائش تيزيء سان ختم ٿي ويندي آهي. جڏهن سائيڪلن جو تعداد 600 آهي، NMC بيٽري جي گنجائش ناڪامي جي حد جي ويجهو ختم ٿي ويندي آهي.

6. نتيجو

ليٿيم آئن بيٽرين تي چارج ۽ ڊسچارج تجربن ذريعي، ڪيٿوڊ مواد جا پنج پيرا ميٽر، ڊسچارج ريٽ، بيٽري جي گرمي پد ۾ اضافو، محيطي جي درجه حرارت ۽ سائيڪل نمبر کي متغير طور استعمال ڪيو ويندو آهي، ۽ ظرفيت سان لاڳاپيل خاصيتن ۽ مختلف اثر انداز ڪندڙ عنصرن جي وچ ۾ تعلق جو تجزيو ڪيو ويندو آهي، ۽ هيٺيان حاصل ڪيا ويا نتيجي ۾:

(1) بيٽري جي درجه بندي جي درجه حرارت جي حد اندر، هڪ مناسب تيز درجه حرارت Li+ جي ختم ٿيڻ ۽ سراسر کي فروغ ڏئي ٿو. خاص طور تي خارج ٿيڻ جي صلاحيت لاء، خارج ٿيڻ جي شرح وڌيڪ، گرمي پيدا ڪرڻ جي شرح وڌيڪ، ۽ ليتيم آئن بيٽري جي اندر اليڪٽرڪ ڪيميائي رد عمل وڌيڪ واضح.

(2) LFP بيٽري چارج ۽ خارج ٿيڻ دوران اعلي درجه حرارت ۽ خارج ٿيڻ جي شرح سان سٺي موافقت ڏيکاري ٿي؛ ان ۾ گھٽ گرمي پد کي ناقص رواداري آهي، خارج ٿيڻ جي صلاحيت سخت خراب ٿي وڃي ٿي، ۽ گرم ٿيڻ کان پوءِ بحال نه ٿي سگهي.

(3) ساڳئي نمبر جي چارج ۽ ڊسچارج چڪر جي تحت، LFP جي بيٽري هڪ ڊگهي چڪر واري زندگي آهي، ۽ NMC بيٽري جي گنجائش 80٪ تائين تيزيء سان درجه بندي جي گنجائش جي گھٽائي ٿي. (4) LFP جي بيٽري جي مقابلي ۾، NMC جي بيٽري جي خارج ٿيڻ جي صلاحيت گرمي پد تي وڌيڪ حساس آهي، ۽ وڏي خارج ٿيڻ جي شرح تي، خارج ٿيڻ جي گنجائش monotonic نه آهي ۽ گرمي پد جي واڌ ۾ وڏي تبديلي اچي ٿي.