Salaku jumlah siklus ngeusi batre sarta ngurangan naek, kapasitas batré bakal terus buruk. Lamun kapasitas decays ka 75% nepi ka 80% tina kapasitas dipeunteun, batré litium-ion dianggap dina kaayaan gagal. Laju ngaleupaskeun, naékna suhu batré, sareng suhu ambient gaduh pangaruh anu langkung ageung kana kapasitas nyéépkeun batré litium-ion.

Makalah ieu nyoko kana kriteria ngecas sareng ngecas tegangan konstan sareng ngecas arus konstan sareng ngecas arus konstan pikeun batré. Laju ngurangan, naékna suhu batré, sareng suhu ambien berturut-turut dianggo salaku variabel sareng percobaan siklik dilaksanakeun sacara kuantitatif, sareng laju ngaleupaskeun sareng suhu batré dianalisis dina bahan katoda anu béda. Pangaruh suhu, suhu ambient sareng waktos siklus dina kapasitas ngaleupaskeun batré litium-ion.

1. Program ékspérimén dasar batré

Bahan positip sareng négatif béda-béda, sareng umur siklusna béda-béda pisan, anu mangaruhan karakteristik kapasitas batré. Litium beusi fosfat (LFP) jeung bahan ternary nikel-kobalt-mangan (NMC) loba dipaké salaku bahan katoda pikeun accu sekundér litium-ion kalawan kaunggulan unik maranéhanana. Ieu bisa ditempo ti Table 1 yén dipeunteun kapasitas, tegangan nominal, sarta laju ngurangan batré NMC leuwih luhur batan batré LFP.

Ngeusi batre jeung ngurangan LFP na NMC batré litium-ion nurutkeun tangtu konstanta arus jeung tegangan konstan ngecas jeung aturan ngurangan arus konstan, sarta ngarekam muatan jeung ngurangan tegangan cut-off, laju ngurangan, naékna suhu batré, suhu eksperimen, sarta parobahan kapasitas batré. salila muatan jeung prosés ngurangan Kaayaan.

2. Pangaruh laju ngurangan on kapasitas ngurangan Ngalereskeun suhu sarta muatan jeung ngurangan aturan, sarta ngurangan batré LFP na NMC batré dina arus konstan nurutkeun ongkos ngurangan béda.

Saluyukeun suhu masing-masing: 35, 25, 10, 5, -5, -15 ° C. Ieu bisa ditempo ti Gambar 1 yén dina suhu anu sarua, ku ngaronjatna laju ngurangan, kapasitas ngurangan sakabéh batré LFP nembongkeun trend nyirorot. Dina laju ngurangan sarua, parobahan suhu low boga dampak gede dina kapasitas ngurangan batré LFP.

Lamun hawa pakait handap 0 ℃, kapasitas ngurangan decays parah sarta kapasitas anu teu bisa balik. Eta sia noting yén batré LFP nganyenyerikeun hate nu atenuasi kapasitas ngurangan dina pangaruh dual suhu lemah sareng laju ngurangan badag. Dibandingkeun sareng batré LFP, batré NMC langkung sénsitip kana suhu, sareng kapasitas ngaleupaskeunna robih sacara signifikan kalayan suhu ambien sareng tingkat discharge.

Ieu bisa ditempo ti Gambar 2 yén dina suhu anu sarua, kapasitas ngurangan sakabéh batré NMC nembongkeun trend buruk munggaran lajeng naek. Dina laju ngurangan sarua, nu handap hawa, nu handap kapasitas ngurangan.

Kalayan paningkatan tingkat ngurangan, kapasitas ngaleupaskeun batré litium-ion terus turun. Alesanna nyaéta kusabab polarisasi anu serius, voltase discharge diréduksi jadi tegangan cut-off discharge sateuacanna, nyaéta, waktos discharge disingget, discharge henteu cekap, sareng éléktroda négatip Li + henteu murag. Lebetkeun lengkep. Lamun laju ngurangan batré antara 1.5 jeung 3.0, kapasitas ngurangan mimiti nembongkeun tanda recovery ka varying derajat. Nalika réaksi diteruskeun, suhu batréna sorangan bakal ningkat sacara signifikan kalayan ningkatna laju discharge, kapasitas gerak termal Li + dikuatkeun, sareng laju difusi gancangan, ku kituna laju de-embedding Li + gancangan sareng kapasitas ngurangan naék. Bisa dicindekkeun yén pangaruh ganda tina laju ngurangan badag sarta naékna suhu batré sorangan ngabalukarkeun fenomena non-monotonic batréna.

3. Pangaruh naékna suhu batré dina kapasitas ngurangan. accu NMC anu mungguh subjected mun 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5C percobaan ngurangan di 30 ℃, sarta kurva hubungan antara kapasitas ngurangan jeung naékna suhu batré litium-ion ditémbongkeun dina Gambar 3. ditémbongkeun.

Ieu bisa ditempo ti Gambar 3 yén dina kapasitas ngurangan sarua, nu leuwih luhur laju ngurangan, beuki signifikan naékna suhu robah. Nganalisis tilu période prosés ngurangan arus konstan dina laju ngurangan sarua nunjukeun yen naékna hawa utamana dina tahap awal jeung ahir tina ngurangan.

Kaopat, pangaruh suhu ambient dina kapasitas ngurangan Suhu operasi pangalusna tina accu litium-ion nyaeta 25-40 ℃. Tina babandingan Tabél 2 sareng Tabél 3, éta tiasa katingali yén nalika suhu langkung handap tina 5 ° C, dua jinis batréna gancang discharge sareng kapasitasna ngirangan sacara signifikan.

Saatos percobaan suhu rendah, suhu luhur dibalikeun deui. Dina suhu anu sarua, kapasitas ngurangan tina batré LFP turun ku 137.1mAh, sarta batré NMC turun ku 47.8mAh, tapi naékna hawa sarta waktu ngurangan teu robah. Ieu bisa ditempo yén LFP boga stabilitas termal alus tur ngan némbongkeun kasabaran goréng dina hawa low, sarta kapasitas batréna boga atenuasi teu bisa balik; sedengkeun batré NMC sénsitip kana parobahan suhu.

Kalima, pangaruh jumlah siklus dina kapasitas ngurangan Gambar 4 mangrupakeun diagram skéma tina kurva buruk kapasitas batré litium-ion, sarta kapasitas ngurangan di 0.8Q kacatet salaku titik gagal batré. Salaku jumlah siklus muatan jeung ngurangan naek, kapasitas ngurangan mimiti némbongkeun turunna.

Batré LFP 1600mAh dieusi sareng discharged dina 0.5C sareng dikaluarkeun dina 0.5C pikeun percobaan siklus charge-discharge. Sajumlah 600 siklus dilaksanakeun, sareng 80% tina kapasitas batré dianggo salaku kriteria gagal batré. Anggo 100 salaku waktos interval pikeun nganalisis persentase kasalahan rélatif tina kapasitas ngaleupaskeun sareng atenuasi kapasitas, sapertos anu dipidangkeun dina Gambar 5.

Batré NMC 2000mAh dieusi dina 1.0C sareng dileupaskeun dina 1.0C pikeun percobaan siklus muatan-ngaleupaskeun, sareng 80% tina kapasitas batré dicandak salaku kapasitas batré dina tungtung umurna. Candak 700 kali munggaran tur analisa kapasitas ngurangan sarta persentase kasalahan relatif tina atenuasi kapasitas kalawan 100 salaku interval, ditémbongkeun saperti dina Gambar 6.

Kapasitas batré LFP sareng batré NMC nalika jumlah siklusna 0 nyaéta kapasitas anu dipeunteun, tapi biasana kapasitas saleresna kirang tina kapasitas anu dipeunteun, janten saatos 100 siklus munggaran, kapasitas discharge decays serius. Batré LFP gaduh siklus hirup anu panjang, umur téoritis 1,000 kali; hirup teoritis batré NMC nyaeta 300 kali. Saatos jumlah siklus anu sami, kapasitas batré NMC langkung gancang; lamun jumlah siklus 600, kapasitas batré NMC decays deukeut bangbarung gagalna.

6. kacindekan

Ngaliwatan ngecas jeung discharging percobaan dina accu litium-ion, lima parameter tina bahan katoda, laju ngurangan, naékna suhu batré, suhu ambient jeung nomer siklus dipaké salaku variabel, sarta hubungan antara ciri nu patali kapasitas jeung faktor influencing béda dianalisis. sareng kacindekan ieu di handap:

(1) Dina rentang suhu dipeunteun batréna, suhu luhur luyu promotes deintercalation na embedment of Li +. Utamana pikeun kapasitas ngurangan, nu gede laju ngurangan, nu gede laju generasi panas, sarta beuki atra réaksi éléktrokimia jero batré litium-ion.

(2) batré LFP nembongkeun adaptability alus mun suhu luhur sarta laju ngurangan salila muatan jeung ngurangan; éta boga kasabaran goréng pikeun suhu low, kapasitas ngurangan decays parah, sarta teu bisa pulih sanggeus pemanasan.

(3) Dina jumlah sarua siklus muatan jeung ngurangan, batré LFP boga hirup siklus panjang, sarta kapasitas batré NMC decays ka 80% tina kapasitas dipeunteun leuwih gancang. (4) Dibandingkeun jeung batré LFP, kapasitas ngurangan tina batré NMC leuwih sénsitip kana hawa, sarta dina laju ngurangan badag, kapasitas ngurangan teu monotonik jeung naékna hawa robah nyata.