Med postopkom polnjenja in praznjenja akumulatorja se s spreminjanjem globine polnjenja in praznjenja nenehno spreminja tudi napetost. Če uporabimo kapaciteto kot vodoravno koordinato in napetost kot navpično koordinato, lahko dobimo preprosto krivuljo polnjenja in praznjenja, ki vsebuje veliko namigov o električni zmogljivosti baterije. Te krivulje, narisane s parametri baterijske celice, kot so čas, zmogljivost, SOC, napetost itd., ki sodelujejo pri polnjenju in praznjenju kot koordinate, se imenujejo krivulje polnjenja in praznjenja. Tukaj je nekaj pogostih krivulj napolnjenosti in praznjenja.
Krivulja čas-tok/napetost
● Konstantni tok
Med polnjenjem in praznjenjem s konstantnim tokom je tok konstanten, hkrati pa se zbira sprememba napetosti priključka akumulatorja, kar se pogosto uporablja za zaznavanje značilnosti praznjenja akumulatorja. Med postopkom praznjenja ostane praznjen tok nespremenjen, napetost akumulatorja se zmanjša, prav tako se še naprej zmanjšuje moč praznjenja. Krivulja vzorca je prikazana na spodnji sliki.
● Konstanten tok in konstantna napetost (polnjenje)
V primerjavi s polnjenjem s konstantnim tokom ima polnjenje s konstantno napetostjo s konstantnim tokom na koncu polnjenja proces s konstantno napetostjo. Ob koncu polnjenja postane napetost konstantna, ko doseže ciljno vrednost, medtem ko se tok postopoma zmanjšuje. Ko je dosežen izklopni tok, se polnjenje s konstantnim tokom konstantne napetosti konča. Ker napetost baterije po izstopu iz obdobja platoja močno niha, če se polnjenje s konstantnim tokom nadaljuje, baterija ne more doseči idealnega stanja polne napolnjenosti. Zato je treba preklopiti na konstantno napetost in zmanjšati tok, da zagotovimo čim večjo napolnjenost baterije. Krivulja vzorca je prikazana na spodnji sliki.
● Konstantna moč
Celoten postopek polnjenja in praznjenja poteka s konstantno močjo. V skladu s P=UI napetost postopoma narašča in tok postopoma pada med stalnim polnjenjem moči, napetost pa postopoma pada in tok postopoma narašča med stalnim praznjenjem moči. V skladu z običajno mejno napetostjo polnjenja in praznjenja LFP baterije 3.65-2.5V lahko končni tok praznjenja doseže skoraj 1,5-kratnik končnega toka polnjenja. Primer krivulje je prikazan na spodnji sliki.
● Neprekinjeno, občasno, pulzno
Pri konstantnem toku ali moči se časovna funkcija uporablja za doseganje neprekinjenega, občasnega in pulznega nadzora polnjenja in praznjenja. Ti posebni režimi polnjenja in praznjenja se pogosto uporabljajo za oceno notranjega upora baterije pri enosmernem toku. Krivulja vzorca je prikazana na spodnji sliki.
Krivulja zmogljivost-napetost
Vodoravna os krivulje zmogljivost-napetost odraža zmogljivost polnjenja in praznjenja baterije, stanje napolnjenosti in druge informacije, medtem ko navpična os vključuje napetostno platformo baterije, prevojno točko, polarizacijo in druge informacije. Spodnja slika prikazuje krivuljo praznjenja litij-železove fosfatne baterije pri različnih temperaturah.
Krivulja stopnje
Gostota toka vpliva na hitrost elektrokemične reakcije in tako spremeni parametre delovanja baterije. Pri primerjavi akumulatorjev različnih kapacitet isti tok ni uporaben, zato se za določitev relativnega toka uporablja stopnja. Na primer, {{0}}.1C je 0,3 A za baterijo 18650 s 3 Ah in 28 A za prizmatično baterijo s kapaciteto 280 Ah. Preprosto povedano, specifična trenutna vrednost, ki jo predstavlja hitrost, je stopnja, pomnožena z zmogljivostjo baterije.
Pri označevanju kapacitete akumulatorja je treba upoštevati tok polnjenja in praznjenja, ker bo kapaciteta pri različnih hitrostih različna. Če želite na primer umeriti kapaciteto baterije pri različnih stopnjah, jo lahko nastavite tako, da se spreminja korak za korakom s hitrostjo cikla polnjenja in praznjenja, nato pa narišete krivuljo stopnje s kapaciteto praznjenja kot navpično osjo in številom polnjenj. in časi praznjenja kot vodoravna os.
krivulja dQ/dV
Ime krivulje dQ/dV je njena spremenljivka na osi y, to je hitrost spremembe volumna na enoto napetostnega intervala. Vodoravna os krivulje dQ/dV je na splošno SOC, zmogljivost ali napetost, ki odraža spremembo v hitrosti spremembe zmogljivosti. Mesto, kjer je hitrost spremembe velika, je prikazano kot značilen vrh na krivulji, ki na splošno ustreza procesu elektrokemične reakcije.
Krivulja dQ/dV nam lahko pove, kje je napetostna platforma baterije, kdaj pride do elektrokemične reakcije in kako se reakcijski proces spreminja s staranjem baterije in drugimi spremembami stanja. Na splošno so kemijske reakcije hitre, zato podatkovne točke na krivulji zahtevajo večjo natančnost. Zato ima izhodna krivulja dQ/dV določene zahteve za zbiranje neobdelanih podatkov, drugače je nemogoče narediti krivuljo z očitnimi vrhovi. Ko izvajate preskuse polnjenja in praznjenja, lahko nastavite interval napetosti ΔV=10~50mV za zbiranje podatkov ali časovni interval Δt=10-50ms in nato pregledate neobdelane podatke z enakimi napetostnimi razlikami.
Naslednja slika prikazuje krivuljo dQ/dV pod različnim številom ciklov.
Krivulja cikla
Vemo, da je življenjska doba baterije razdeljena na koledarsko in ciklično življenjsko dobo. Koledarska življenjska doba je čas, ki je potreben, da se zmogljivost baterije pri naravni postavitvi do določene mere izgubi, medtem ko je življenjska doba cikla število neprekinjenih polnjenj in izpraznjenosti baterije, dokler njena zmogljivost do določene mere ne upade. Življenjska doba je eden od pomembnih indikatorjev za merjenje delovanja baterije.
Podatki preskusa cikla litij-ionskih baterij so kopičenje podatkov o enkratnem polnjenju in praznjenju. Različne podatke o posameznem polnjenju in praznjenju je mogoče ekstrahirati, da se naredi več krivulj za različne vidike analize. Najenostavnejša življenjska krivulja cikla je s številom ciklov na osi x in zmogljivostjo praznjenja ali stopnjo zadrževanja zmogljivosti na osi y, kot je prikazano na spodnji sliki. Ko cikel napreduje, zmogljivost baterije še naprej upada, sistem polnjenja in praznjenja pa pomembno vpliva na upad zmogljivosti baterije.
Prav tako lahko primerjate krivulje napetosti in zmogljivosti polnjenja in praznjenja ob različnih časih, kot je prikazano na spodnji sliki. Ko cikel napreduje, se začetna napetost polnjenja in praznjenja premakne, notranji upor baterije na enosmerni tok se spremeni, zmogljivost polnjenja in praznjenja pa postopoma upada.
Poleg zgornjih dveh vrst obstaja veliko drugih krivulj s številom ciklov kot vodoravno osjo in parametri, na katere vpliva atenuacija cikla baterije kot navpično osjo, ki igrajo vlogo pri analizi dejavnikov, ki vplivajo na življenjsko dobo baterije celice in napovedovanje življenjskega cikla. Kot je prikazano na spodnji sliki, odraža teoretično vrednost življenjske dobe baterije, na katero vpliva raven kulonske učinkovitosti. CE je kulonska učinkovitost, Ck je stopnja zadrževanja zmogljivosti in k je število ciklov.
TOB NEW ENERGY zagotavlja celoten nabortester baterijza raziskave in proizvodnjo baterij
