Бо зиёд шудани шумораи давраҳои барқ ​​​​ва разряд, иқтидори батарея фано мешавад. Ҳангоме ки иқтидор то 75% то 80% аз иқтидори номбаршуда паст мешавад, батареяи литий-ион дар ҳолати корношоям ҳисобида мешавад. Меъёри холӣ, баландшавии ҳарорати батарея ва ҳарорати муҳити атроф ба иқтидори разряди батареяҳои литий-ион таъсири бештар доранд.

Ин коғаз меъёрҳои барқгиранда ва холӣ кардани шиддати доимӣ ва пуркунии ҷараёни доимӣ ва холӣ кардани ҷараёни доимиро барои батарея қабул мекунад. Суръати разряд, баландшавии ҳарорати разряди батарея ва ҳарорати муҳити атроф пай дар пай ҳамчун тағирёбанда истифода мешаванд ва таҷрибаҳои даврӣ ба таври миқдорӣ гузаронида мешаванд ва суръати разряд ва ҳарорати холӣ кардани батарея дар зери маводи гуногуни катодӣ таҳлил карда мешаванд. Таъсири ҳарорат, ҳарорати муҳити зист ва давраҳои давра ба иқтидори разряди батареяҳои литий-ионӣ.

1. Барномаи асосии тачрибавии батарея

Маводҳои мусбӣ ва манфӣ гуногунанд ва мӯҳлати сикли он хеле фарқ мекунад, ки ба хусусиятҳои иқтидори батарея таъсир мерасонад. Фосфати оҳани литий (LFP) ва маводи семарраи никел-кобальт-марганец (NMC) ҳамчун маводи катодӣ барои батареяҳои дуюмдараҷаи литий-ион бо афзалиятҳои беназири худ васеъ истифода мешаванд. Аз ҷадвали 1 дидан мумкин аст, ки иқтидори номиналӣ, шиддати номиналӣ ва суръати разряди батареяи NMC аз батареяи LFP баландтар аст.

Батареяҳои литий-ионии LFP ва NMC мувофиқи қоидаҳои муайяни ҷараён ва разряди доимӣ ва разряди доимии ҷараёнро пур кунед ва холӣ кунед ва шиддати қатъи барқ, суръати холӣ, баландшавии ҳарорати батарея, ҳарорати таҷрибавӣ ва тағирёбии қобилияти батареяро сабт кунед дар давоми процесси заряд ва разряд Вазъият.

2. Таъсири суръати разряд ба иқтидори разряд Қоидаҳои ҳарорат ва барқ ​​ва разрядро ислоҳ кунед ва батареяи LFP ва батареяи NMC-ро бо ҷараёни доимӣ мувофиқи суръати гуногуни разряд холӣ кунед.

Ҳароратро мутаносибан танзим кунед: 35, 25, 10, 5, -5, -15°C. Аз расми 1 дида мешавад, ки дар ҳамон ҳарорат бо афзоиши суръати разряд, иқтидори умумии разряди батареяи LFP тамоюли коҳишро нишон медиҳад. Дар доираи ҳамон суръати разряд, тағирот дар ҳарорати паст ба иқтидори разряди батареяҳои LFP бештар таъсир мерасонад.

Вақте ки ҳарорат аз 0 ℃ паст мешавад, иқтидори разряд ба таври ҷиддӣ таназзул мекунад ва иқтидор бебозгашт аст. Қобили зикр аст, ки батареяҳои LFP сустшавии қобилияти разрядро дар зери таъсири дуҷонибаи ҳарорати паст ва суръати баланди разряд бадтар мекунанд. Дар муқоиса бо батареяҳои LFP, батареяҳои NMC ба ҳарорат ҳассостаранд ва иқтидори разряди онҳо бо ҳарорати муҳити атроф ва суръати холӣ ба таври назаррас тағйир меёбад.

Аз расми 2 дида мешавад, ки дар ҳамон ҳарорат иқтидори умумии разряди батареяи NMC тамоюли аввал таназзул ва баъд болоравиро нишон медиҳад. Дар доираи як суръати разряд, ҳарорати пасттар, иқтидори разряд камтар аст.

Бо афзоиши суръати разряд, иқтидори разряди батареяҳои литий-ионӣ коҳиш меёбад. Сабаб дар он аст, ки аз поляризатсияи љиддї шиддати разряд пешакї то шиддати ќатъи разряд кам мешавад, яъне мўњлати разряд кўтоњ шуда, разряд нокифоя аст ва электроди манфии Ли+ намеафтад. Ба таври комил ворид карда шудааст. Вақте ки суръати холӣ кардани батарея аз 1.5 то 3.0 аст, иқтидори разряд аломатҳои барқароршавӣ ба дараҷаҳои гуногунро нишон медиҳад. Вақте ки реаксия идома дорад, ҳарорати худи батарея бо афзоиши суръати разряд ба таври назаррас афзоиш меёбад, иқтидори ҳаракати гармии Li+ пурзӯр мешавад ва суръати диффузия суръат мегирад, то суръати азхудкунии Li+ суръат бахшад ва иктидори разряд баланд мешавад. Ба хулосае омадан мумкин аст, ки таъсири дутарафаи суръати баланди разряд ва баландшавии ҳарорати худи батарея боиси падидаи ғайримонотоникии батарея мегардад.

3. Таъсири баландшавии ҳарорати батарея ба иқтидори разряд. Батареяҳои NMC мутаносибан ба таҷрибаҳои разряди 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5C дар 30℃ дучор мешаванд ва каҷравии муносибат байни иқтидори холӣ ва баландшавии ҳарорати батареяи литий-ион дар расми 3 нишон дода шудааст. Нишон дода шудааст.

Аз расми 3 дида мешавад, ки дар доираи як иктидори разряд, хар кадар суръати разряд зиёд бошад, афзоиши харорат хамон кадар ба таври назаррас тагйир меёбад. Тахлили се давраи процесси разряди доимии чараён дар як суръати разряд нишон медихад, ки баландшавии харорат асосан дар мархилаи аввал ва охири разряд ба амал меояд.

Чорум, таъсири ҳарорати муҳити зист ба иқтидори холӣ Беҳтарин ҳарорати кори батареяҳои литий-ион 25-40 ℃ аст. Аз муќоисаи љадвали 2 ва љадвали 3 дидан мумкин аст, ки њангоми аз 5°С паст будани њарорат ду навъи батареяњо зуд холї мешаванд ва иќтидори разряд хеле кам мешавад.

Пас аз озмоиши ҳарорати паст ҳарорати баланд барқарор карда шуд. Дар ҳамон ҳарорат, иқтидори разряди батареяи LFP 137.1 мАч ва батареяи NMC 47.8 мАч коҳиш ёфт, аммо афзоиши ҳарорат ва вақти холӣ тағир наёфт. Мумкин аст, ки LFP устувории хуби гармӣ дорад ва танҳо дар ҳарорати паст таҳаммулпазирии бад нишон медиҳад ва иқтидори батарея сустшавии бебозгашт дорад; дар ҳоле ки батареяҳои NMC ба тағирёбии ҳарорат ҳассос мебошанд.

Панҷум, таъсири шумораи давраҳо ба иқтидори разряд. Расми 4 диаграммаи схематикии каҷи таназзули иқтидори батареяи литий-ионӣ мебошад ва иқтидори разряд дар 0.8Q ҳамчун нуқтаи шикасти батарея сабт шудааст. Бо зиёд шудани шумораи давраҳои заряд ва разряд, иқтидори разряд коҳишро нишон медиҳад.

Батареяи 1600mAh LFP дар 0.5С пур карда шуд ва холӣ карда шуд ва дар 0.5C барои озмоиши сикли заряд-разряд холӣ карда шуд. Ҳамагӣ 600 давра иҷро карда шуд ва 80% иқтидори батарея ҳамчун меъёри нокомии батарея истифода шуд. 100-ро ҳамчун вақти фосилавӣ барои таҳлили фоизи хатогии нисбии иқтидори разряд ва камшавии иқтидор, тавре ки дар расми 5 нишон дода шудааст, истифода баред.

Батареяи NMC-и 2000mAh дар 1.0C пур карда шуд ва дар 1.0C барои як таҷрибаи сикли заряди барқ ​​холӣ карда шуд ва 80% иқтидори батарея дар охири мӯҳлати истифодааш ҳамчун иқтидори батарея гирифта шуд. 700 маротибаи аввалро гиред ва иқтидори разряд ва фоизи хатогии нисбии пастшавии иқтидорро бо 100 ҳамчун фосила таҳлил кунед, тавре ки дар расми 6 нишон дода шудааст.

Иқтидори батареяи LFP ва батареяи NMC вақте ки шумораи давраҳо 0 аст, иқтидори номиналӣ аст, аммо одатан иқтидори воқеӣ аз иқтидори номиналӣ камтар аст, бинобар ин пас аз 100 давраи аввал иқтидори разряд ба таври ҷиддӣ коҳиш меёбад. Батареяи LFP мӯҳлати тӯлонӣ дорад, мӯҳлати назариявӣ 1,000 маротиба аст; умри назариявии батареяи NMC 300 маротиба аст. Пас аз ҳамон шумораи давраҳо, иқтидори батареяи NMC тезтар хароб мешавад; вақте ки шумораи давраҳо 600 аст, иқтидори батареяи NMC ба ҳадди нокомӣ наздик мешавад.

6. Хулоса

Тавассути таҷрибаҳои пур кардан ва холӣ кардани батареяҳои литий-ион, панҷ параметри маводи катодӣ, суръати холӣ, баландшавии ҳарорати батарея, ҳарорати муҳити зист ва рақами давра ҳамчун тағирёбанда истифода мешаванд ва муносибати байни хусусиятҳои вобаста ба иқтидор ва омилҳои гуногуни таъсиркунанда таҳлил карда мешаванд, ва дар хулоса инҳо ба даст оварда мешаванд:

(1) Дар доираи ҳарорати номиналии батарея, ҳарорати баланди мувофиқ ба деинтеркалатсия ва ҷойгиршавии Li+ мусоидат мекунад. Махсусан барои иқтидори разряд, суръати разряд зиёдтар бошад, суръати тавлиди гармӣ зиёдтар аст ва реаксияи электрохимиявӣ дар дохили батареяи литий-ионӣ равшантар аст.

(2) Батареяи LFP мутобиқати хубро ба ҳарорати баланд ва суръати холӣ ҳангоми пуркунӣ ва холӣ нишон медиҳад; он ба ҳарорати паст таҳаммулпазирии суст дорад, иқтидори разряд ба таври ҷиддӣ таназзул мекунад ва пас аз гармкунӣ барқарор карда намешавад.

(3) Дар доираи ҳамон шумораи давраҳои пуркунӣ ва холӣ, батареяи LFP мӯҳлати тӯлонӣ дорад ва иқтидори батареяи NMC то 80% иқтидори номиналӣ тезтар пажмурда мешавад. (4) Дар муқоиса бо батареяи LFP, иқтидори разряди батареяи NMC ба ҳарорат ҳассостар аст ва дар суръати баланди разряд иқтидори разряд якрангӣ нест ва болоравии ҳарорат ба таври назаррас тағйир меёбад.