Како се број циклуса пуњења и пражњења повећава, капацитет батерије ће наставити да опада. Када се капацитет смањи на 75% до 80% називног капацитета, сматра се да је литијум-јонска батерија у стању квара. Брзина пражњења, пораст температуре батерије и температура околине имају већи утицај на капацитет пражњења литијум-јонских батерија.

У овом раду усвојени су критеријуми пуњења и пражњења батерије константним напоном и константном струјом и пражњењем константном струјом. Брзина пражњења, пораст температуре пражњења батерије и температура околине се сукцесивно користе као варијабле и циклични експерименти се спроводе квантитативно, а брзина пражњења и температура пражњења батерије се анализирају под различитим материјалима катоде. Утицај температуре, температуре околине и времена циклуса на капацитет пражњења литијум-јонских батерија.

1. Основни експериментални програм батерије

Позитивни и негативни материјали су различити, а животни век циклуса веома варира, што утиче на карактеристике капацитета батерије. Литијум гвожђе фосфат (ЛФП) и никл-кобалт-манган тернарни материјали (НМЦ) се широко користе као катодни материјали за литијум-јонске секундарне батерије са својим јединственим предностима. Из табеле 1 се може видети да су називни капацитет, називни напон и брзина пражњења НМЦ батерије већи од оних код ЛФП батерије.

Пуните и празните ЛФП и НМЦ литијум-јонске батерије према одређеним правилима пуњења константном струјом и константним напоном и пражњења константном струјом и бележите напон прекида пуњења и пражњења, брзину пражњења, пораст температуре батерије, експерименталну температуру и промене капацитета батерије током процеса пуњења и пражњења Стање.

2. Утицај брзине пражњења на капацитет пражњења Поправите температуру и правила пуњења и пражњења и испразните ЛФП батерију и НМЦ батерију константном струјом према различитим брзинама пражњења.

Подесите температуру респективно: 35, 25, 10, 5, -5, -15°Ц. Са слике 1 се може видети да на истој температури, повећањем брзине пражњења, укупни капацитет пражњења ЛФП батерије показује опадајући тренд. Под истом брзином пражњења, промене ниске температуре имају већи утицај на капацитет пражњења ЛФП батерија.

Када температура падне испод 0 ℃, капацитет пражњења озбиљно опада и капацитет је неповратан. Вреди напоменути да ЛФП батерије погоршавају слабљење капацитета пражњења под двоструким утицајем ниске температуре и велике брзине пражњења. У поређењу са ЛФП батеријама, НМЦ батерије су осетљивије на температуру и њихов капацитет пражњења се значајно мења са температуром околине и брзином пражњења.

Са слике 2 се може видети да на истој температури, укупни капацитет пражњења НМЦ батерије показује тренд прво опадања, а затим пораста. Под истом брзином пражњења, што је нижа температура, мањи је капацитет пражњења.

Са повећањем брзине пражњења, капацитет пражњења литијум-јонских батерија наставља да опада. Разлог је што се због озбиљне поларизације напон пражњења унапред смањује на напон прекида пражњења, односно скраћује се време пражњења, пражњење је недовољно, а негативна електрода Ли+ не отпада. Потпуно уграђен. Када је брзина пражњења батерије између 1.5 и 3.0, капацитет пражњења почиње да показује знаке опоравка у различитом степену. Како се реакција наставља, температура саме батерије ће се значајно повећати са повећањем брзине пражњења, капацитет топлотног кретања Ли+ је ојачан, а брзина дифузије се убрзава, тако да се брзина уклањања Ли+ убрзава и капацитет пражњења расте. Може се закључити да двоструки утицај велике брзине пражњења и пораста температуре саме батерије узрокује немонотонични феномен батерије.

3. Утицај пораста температуре батерије на капацитет пражњења. НМЦ батерије су подвргнуте експериментима пражњења на 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5Ц на 30℃, а крива односа између капацитета пражњења и пораста температуре литијум-јонске батерије је приказана на слици 3. Приказана је.

Са слике 3 се може видети да под истим капацитетом пражњења, што је већа брзина пражњења, то су значајније промене пораста температуре. Анализа три периода процеса пражњења константном струјом под истом брзином пражњења показује да је пораст температуре углавном у почетној и касној фази пражњења.

Четврто, утицај температуре околине на капацитет пражњења Најбоља радна температура литијум-јонских батерија је 25-40 ℃. Из поређења табеле 2 и табеле 3 може се видети да када је температура нижа од 5°Ц, два типа батерија се брзо празне и капацитет пражњења је значајно смањен.

Након експеримента ниске температуре, висока температура је враћена. На истој температури, капацитет пражњења ЛФП батерије се смањио за 137.1мАх, а НМЦ батерија за 47.8мАх, али се пораст температуре и време пражњења нису променили. Може се видети да ЛФП има добру термичку стабилност и да испољава само лошу толеранцију на ниским температурама, а капацитет батерије има неповратно слабљење; док су НМЦ батерије осетљиве на промене температуре.

Пето, утицај броја циклуса на капацитет пражњења Слика 4 је шематски дијаграм криве опадања капацитета литијум-јонске батерије, а капацитет пражњења на 0.8К је забележен као тачка квара батерије. Како се број циклуса пуњења и пражњења повећава, капацитет пражњења почиње да опада.

ЛФП батерија од 1600 мАх је напуњена и испражњена на 0.5Ц и испражњена на 0.5Ц за експеримент циклуса пуњења-пражњења. Урађено је укупно 600 циклуса, а 80% капацитета батерије је коришћено као критеријум квара батерије. Користите 100 као интервална времена да анализирате релативни проценат грешке капацитета пражњења и слабљења капацитета, као што је приказано на слици 5.

НМЦ батерија од 2000 мАх је напуњена на 1.0 Ц и испражњена на 1.0 Ц за експеримент циклуса пуњења-пражњења, а 80% капацитета батерије је узето као капацитет батерије на крају њеног животног века. Узмите првих 700 пута и анализирајте капацитет пражњења и релативни проценат грешке слабљења капацитета са 100 као интервалом, као што је приказано на слици 6.

Капацитет ЛФП батерије и НМЦ батерије када је број циклуса 0 је називни капацитет, али обично је стварни капацитет мањи од номиналног капацитета, тако да након првих 100 циклуса, капацитет пражњења озбиљно опада. ЛФП батерија има дуг век трајања, теоретски век је 1,000 пута; теоретски век НМЦ батерије је 300 пута. Након истог броја циклуса, капацитет НМЦ батерије опада брже; када је број циклуса 600, капацитет НМЦ батерије опада близу прага квара.

КСНУМКС. закључак

Кроз експерименте пуњења и пражњења на литијум-јонским батеријама, пет параметара материјала катоде, брзина пражњења, пораст температуре батерије, температура околине и број циклуса се користе као варијабле, а анализира се однос између карактеристика везаних за капацитет и различитих фактора утицаја, а у закључку се добија следеће:

(1) Унутар номиналног температурног опсега батерије, одговарајућа висока температура промовише деинтеркалацију и уградњу Ли+. Посебно за капацитет пражњења, што је већа брзина пражњења, већа је брзина стварања топлоте и очигледнија је електрохемијска реакција унутар литијум-јонске батерије.

(2) ЛФП батерија показује добру прилагодљивост високој температури и брзини пражњења током пуњења и пражњења; има лошу толеранцију на ниске температуре, капацитет пражњења озбиљно опада и не може се повратити након загревања.

(3) Под истим бројем циклуса пуњења и пражњења, ЛФП батерија има дуг животни век, а капацитет НМЦ батерије брже опада на 80% називног капацитета. (4) У поређењу са ЛФП батеријом, капацитет пражњења НМЦ батерије је осетљивији на температуру, а при великој брзини пражњења, капацитет пражњења није монотон и пораст температуре се значајно мења.