TOP 4 des facteurs affectant la capacité de décharge

En raison de la batteries lithium-ion ont les avantages d’une grande capacité, d’une énergie spécifique élevée, d’une bonne durée de vie, d’un effet mémoire nul, etc., les batteries au lithium se développent donc très rapidement. La capacité, en tant qu’indice de performance le plus critique, a attiré beaucoup d’attention. En conséquence, les batteries au lithium évoluent vers une grande capacité, une charge rapide, une longue durée de vie et une sécurité élevée, et de nouvelles exigences sont proposées pour leur processus de fabrication.

Bloc de batteries au lithium est principalement un produit qui effectue un test de performance électrique après avoir trié, assemblé et regroupé les cellules pour déterminer si la capacité et la différence de tension sont qualifiées.

La consistance de la batterie est la plus importante dans le bloc de batteries. Ce n’est que lorsque la capacité, l’état de charge, la résistance interne et l’autodécharge ont une bonne consistance que la capacité du bloc de batteries peut être libérée. Si la cohérence est mauvaise, les performances globales du bloc de batteries seront sérieusement affectées, et pourront même conduire à une surcharge ou à une surdécharge, entraînant des risques pour la sécurité. Un bon schéma de configuration est un moyen efficace d’améliorer la cohérence des cellules individuelles. Pour le Batterie 72V aux États-Unis ,en particulier Batterie au lithium 72V 200Ah , Bloc-piles au lithium 72V 100Ah et autres batteries lithium-ion pour voiturettes de golf ; batterie au lithium-ion de 48V notamment batterie au lithium de 48V 100Ah , 48V batterie au lithium 300Ah pour AGV ont des exigences plus élevées pour la consistance de la batterie.

La batterie au lithium-ion est limitée par la température ambiante, trop élevée ou température trop basse ou trop élevée affectera la capacité de la batterie. La durée de vie de la batterie peut être affectée si la batterie fonctionne à haute température pendant une longue période. Si la température est trop basse, la capacité sera difficile à libérer.

Le taux de décharge reflète la capacité de la batterie à se charger et à se décharger à un courant élevé. Si le taux de décharge est trop faible, la vitesse de charge et de décharge est lente, ce qui affecte l’efficacité du test. Si le taux est trop élevé, la capacité de la batterie sera réduite en raison de l’effet de polarisation et de l’effet thermique. Il est donc nécessaire de choisir un taux de charge et de décharge approprié.

1. cohérence de la batterie

Une bonne configuration peut non seulement améliorer le taux d’utilisation de la cellule, mais aussi contrôler la consistance de la cellule, ce qui est la base pour obtenir une bonne capacité de décharge et une bonne stabilité de cycle du bloc de batteries. Cependant, la dispersion de l’impédance en courant alternatif de la capacité des cellules de la batterie sera aggravée en raison d’une mauvaise configuration, ce qui affaiblira les performances du cycle et la capacité disponible du bloc de batteries.

À l’heure actuelle, la méthode de configuration la plus couramment utilisée consiste à déterminer la différence de capacité, la différence de tension et la différence de résistance interne à une valeur spécifique comme base de la configuration de la batterie, comme la différence de capacité < 30mAh, la différence de tension < 5mV, la différence de résistance interne < 3 mΩ.

2. méthode de chargement

Un système de charge approprié a un effet important sur la capacité de décharge des batteries. Si la charge est insuffisante, la capacité de décharge diminuera en conséquence. En cas de surcharge, les substances chimiques actives de la batterie seront affectées et des dommages irréversibles seront causés, réduisant la capacité et la durée de vie de la batterie. Par conséquent, il est nécessaire de sélectionner un taux de charge, une tension supérieure et un courant de coupure à tension constante appropriés pour garantir l’optimisation de l’efficacité de la charge, la sécurité et la stabilité tout en réalisant la capacité de charge.

À l’heure actuelle, la batterie lithium-ion de puissance adopte principalement le mode de charge CC (courant constant) – CV (tension constante). En analysant les résultats de charge CC et CV des batteries au phosphate de fer lithié et du système ternaire NCM sous différents courants de charge et différentes tensions de coupure, on constate que :

01. Lorsque la tension de coupure est constante, le courant de charge augmente, le rapport de courant constant diminue, le temps de charge diminue, mais la consommation d’énergie augmente ;

02. Lorsque le courant de charge est constant, avec la diminution de la tension de coupure de charge, le rapport de charge à courant constant diminue, et la capacité et l’énergie de charge diminuent toutes deux. Afin de garantir la capacité de la batterie, la tension de coupure de charge de la batterie lithium-phosphate de fer ne doit pas être inférieure à 3,4V. Il est nécessaire d’équilibrer le temps de charge et la perte d’énergie, et de choisir un courant de charge et un temps de coupure appropriés.

La cohérence du SOC de chaque cellule détermine en grande partie la capacité de décharge du bloc de batteries, et la charge équilibrée offre la possibilité de réaliser la similitude de la plateforme SOC initiale de chaque cellule de décharge, ce qui peut améliorer la capacité de décharge et l’efficacité de décharge (capacité de décharge/capacité de configuration). Le mode d’équilibrage en charge fait référence à l’équilibrage de la batterie d’alimentation dans le processus de charge. Il commence généralement à équilibrer lorsque la tension de la batterie atteint ou est supérieure à la tension définie, et empêche la surcharge en réduisant le courant de charge.

Selon les différents états de la cellule unique dans le bloc de batteries, une stratégie de contrôle de charge équilibrée a été proposée pour réaliser la charge rapide du bloc de batteries et éliminer l’influence de la cellule unique incohérente sur la durée du cycle du bloc de batteries en ajustant le courant de charge de la cellule unique par le biais du modèle de circuit de contrôle de charge équilibrée. Plus précisément, l’énergie globale du bloc de batteries au lithium-ion est ajoutée à la cellule unique par des signaux de commutation, ou l’énergie de la cellule unique est convertie en énergie globale du bloc de batteries. Lorsque la tension de chaque cellule atteint une certaine valeur, le module d’équilibrage commence à fonctionner. Le courant de charge dans la cellule individuelle est dérivé pour réduire la tension de charge, et l’énergie est renvoyée au bus de charge par le module pour être convertie, de manière à atteindre l’objectif d’équilibre.

3. taux de décharge

Le taux de décharge est un indice très important pour les batteries de puissance. Le taux de décharge important de la batterie est un test pour les matériaux des électrodes positives et négatives et l’électrolyte. Quant au phosphate de fer lithié, il présente une structure stable, une faible déformation pendant la charge et la décharge, et possède les conditions de base pour une décharge à grand courant, mais le facteur défavorable est la faible conductivité du phosphate de fer lithié. Le taux de diffusion de l’ion lithium dans l’électrolyte est le principal facteur affectant le taux de décharge de la batterie, et la diffusion de l’ion dans la batterie est étroitement liée à la structure et à la concentration de l’électrolyte de la batterie.

Par conséquent, des taux de décharge différents entraînent des plates-formes de temps et de tension de décharge différentes pour les batteries, ce qui conduit à des capacités de décharge différentes, en particulier pour les batteries parallèles. Il convient donc de choisir un taux de décharge approprié. La relation entre la capacité de décharge et le taux de décharge (courant) peut être décrite par l’équation de Peukert C=KI^(1-n).

Nous étudions le taux de décharge des cellules de la batterie au lithium phosphate de fer est l’influence de la capacité de décharge, un ensemble du même type de la cohérence initiale meilleure batterie monomère sont dans 1 c charge de courant à 3,8 V, puis respectivement par 0,1, 0,2, 0,5, 1, 2, 3 c taux de décharge de la décharge à 2,5 V, enregistrer la relation entre la tension et la courbe de puissance de décharge, comme indiqué dans la figure 1. Les résultats expérimentaux montrent que la capacité libérée de 1 et 2C est de 97,8% et 96,5% de la capacité libérée de C/3, et l’énergie libérée est de 97,2% et 94,3% de l’énergie libérée de C/3, respectivement. On peut voir qu’avec l’augmentation du courant de décharge, la capacité libérée et l’énergie libérée de la batterie lithium-ion diminuent de manière significative.

Dans la décharge des batteries lithium-ion, la norme nationale 1C est généralement choisie, et le courant de décharge maximum est habituellement limité à 2 ~ 3C. Lors d’une décharge avec un courant élevé, l’élévation de température sera plus importante et l’énergie sera perdue. Par conséquent, surveillez la température des chaînes de batteries en temps réel pour éviter de les endommager et de réduire leur durée de vie.

4.conditions de température

La température affecte principalement l’activité du matériau de l’électrode et la performance de l’électrolyte. La capacité de la batterie est fortement affectée par une température élevée ou basse.

À basse température, l’activité de la batterie est considérablement réduite, la capacité d’incorporation et de libération du lithium diminue, la résistance interne de la batterie et la tension de polarisation augmentent, la capacité disponible réelle est réduite, la capacité de décharge de la batterie est réduite, la plate-forme de décharge est faible, la batterie atteint plus facilement la tension de coupure de décharge, ce qui se manifeste par la diminution de la capacité disponible de la batterie, l’efficacité d’utilisation de l’énergie de la batterie diminue.

Au fur et à mesure que la température augmente, les ions de lithium émergent et s’insèrent entre les pôles positif et négatif, de sorte que la résistance interne de la batterie diminue et que le temps de stabilisation de la résistance interne s’allonge, ce qui augmente le mouvement de la bande électronique dans le circuit externe et rend la capacité plus efficace. Cependant, si la batterie fonctionne à haute température pendant une longue période, la stabilité de la structure du réseau positif se détériore, la sécurité de la batterie est réduite et la durée de vie de la batterie est considérablement raccourcie.

Un grand nombre d’expériences montrent que la capacité de la batterie diminue très rapidement à basse température, tandis que la capacité augmente avec l’augmentation de la température à température ambiante. La capacité de la batterie à -40℃ n’est que d’un tiers de la valeur nominale, alors qu’entre 0℃ et 60℃, la capacité de la batterie passe de 80 % de la capacité nominale à 100 %….

L’analyse montre que le taux de changement de la résistance à basse température est plus important que celui à haute température, ce qui indique que la basse température a un impact significatif sur l’activité de la batterie, affectant ainsi la batterie peut être libérée. Avec l’augmentation de la température, la résistance et la résistance de polarisation du processus de charge et de décharge diminuent. Cependant, à des températures plus élevées, l’équilibre des réactions chimiques et la stabilité des matériaux dans la batterie seront détruits, ce qui entraînera d’éventuelles réactions secondaires, qui affecteront la capacité et la résistance interne de la batterie, entraînant une réduction de la durée de vie du cycle et même une diminution de la sécurité.

Par conséquent, une température élevée et une température basse affecteront les performances et la durée de vie de la batterie au phosphate de fer lithié, et la méthode de gestion thermique de la batterie doit être adoptée pour garantir que la batterie fonctionne à une température appropriée. Une salle de test à température constante de 25℃ peut être établie dans le lien de test de la batterie PACK.

Résumé

Dans cet article, les facteurs affectant la capacité de décharge des batteries lithium-ion PACK sont analysés et discutés. Quand personnalisation de la batterie au lithiumune bonne cohérence de la configuration de la batterie est la prémisse pour atteindre la performance et le niveau de décharge du pack de batteries, et la méthode de configuration des caractéristiques dynamiques peut être utilisée comme référence. Mode de charge Il est conseillé d’utiliser un mode de charge équilibré afin de s’assurer que chaque plateforme SOC est similaire avant la décharge. Il est nécessaire de choisir un taux de décharge approprié et de prendre en compte à la fois la capacité et l’efficacité du test. L’environnement a une grande influence sur le test de la batterie, la température doit donc être bien contrôlée.