Desmitificación del impacto de la capacidad de descarga del paquete de baterías de litio

El paquete de baterías de iones de litio es principalmente un producto cuyo núcleo eléctrico se tambarea, ensambla, empaqueta y ensambla para determinar si la capacidad y la diferencia de presión están calificadas.

1. Coherencia de grupo coincidente

La consistencia entre la serie de baterías y las celdas paralelas necesita una consideración especial en el paquete de baterías. Solo con una buena capacidad, estado de carga, resistencia interna, consistencia de autodescarga, etc. se puede ejercer y liberar la capacidad del paquete de baterías. Un rendimiento deficiente afectará gravemente al rendimiento general del paquete de baterías, e incluso causará sobrecarga o descarga excesiva para causar riesgos de seguridad. Un buen esquema de emparejamiento es una manera efectiva de mejorar la consistencia de los monómeros.

Una buena combinación no solo puede mejorar la tasa de utilización de las celdas, sino también controlar la consistencia de los monómeros, que es la base para lograr una buena capacidad de descarga y estabilidad del ciclo en la descarga del paquete de baterías. Sin embargo, la dispersión de la impedancia de CA de una capacidad de celda de batería mal adaptada aumentará, lo que a su vez debilitará el rendimiento del ciclo y la capacidad utilizable del paquete de baterías.

2. Método de carga

Un sistema de carga adecuado tiene una influencia importante en la capacidad de descarga de la batería. Si la profundidad de carga es superficial, la capacidad de descarga se reducirá en consecuencia. Si se sobrecarga, afectará a los materiales químicos activos de la batería y causará daños irreversibles, reduciendo la capacidad y la vida útil de la batería. Por lo tanto, es necesario seleccionar una velocidad de carga adecuada, un voltaje límite superior y una corriente de corte de voltaje constante para garantizar que se logre la capacidad de carga al mismo tiempo que se optimiza la eficiencia de carga y la seguridad y estabilidad.

En la actualidad, la batería de iones de litio de potencia adopta en su mayoría el modo de carga de voltaje constante de corriente constante. Al analizar los resultados de carga de corriente constante y voltaje constante del sistema de fosfato de hierro de litio y las baterías del sistema ternario a diferentes corrientes de carga y diferentes voltajes de corte, se puede ver que: (1) Cuando el voltaje de corte de carga es constante, la corriente de carga aumenta y la relación de corriente constante disminuye. El tiempo de carga se acorta, pero se aumenta el consumo de energía; (2) Cuando la corriente de carga es constante, a medida que la tensión de corte de carga disminuye, la relación de carga de corriente constante disminuye y la capacidad de carga y la energía disminuyen. Para garantizar la capacidad de la batería, fosfato de hierro de litio El voltaje de corte de carga de la batería no puede ser inferior a 3.4V. Es necesario equilibrar el tiempo de carga y la pérdida de energía, y seleccionar la corriente de carga y el tiempo de corte adecuados.

3. Tasa de descarga

La tasa de descarga es un indicador importante para las baterías de energía de tipo eléctrico. La descarga de alta velocidad de la batería es una prueba para los materiales positivos y negativos y el electrolito. Para el material del electrodo positivo fosfato de hierro de litio, su estructura es estable, la tensión durante la carga y descarga es pequeña, y tiene las condiciones básicas para una descarga de corriente grande, pero la desventaja es que la conductividad del fosfato de hierro de litio es pobre. La velocidad de difusión de los iones de litio en el electrolito es el principal factor que afecta a la velocidad de descarga de la batería, y la difusión de iones dentro de la batería está estrechamente relacionada con la estructura de la batería y la concentración del electrolito.

Diferentes velocidades de descarga conducen a diferentes tiempos de descarga y plataformas de voltaje de descarga de las baterías, que a su vez conducen a diferentes capacidades de descarga, lo que es especialmente obvio para los paquetes de baterías paralelas. Por lo tanto, es necesario seleccionar una tasa de descarga adecuada.

La curva de descarga de la batería de alimentación LiFePO4 a diferentes velocidades de 0.1 C, 0.2 C, 0.5 C, 1 C, 1.5 C y 2 C a una temperatura ambiente de 25 °C. Se puede ver que el proceso de descarga de la batería LiFePO4 a diferentes velocidades tiene una plataforma de descarga estable, el voltaje de la plataforma está entre 3.0 ~ 3.4 V. Además, la tensión de la plataforma disminuye con el aumento de la tasa de descarga. Esto se debe a que el aumento de la velocidad de descarga aumenta la corriente de descarga de la batería y la resistencia interna de la batería. , el voltaje aumentará cuando se descargue la batería. Por otro lado, la descarga de corriente de alta velocidad aumentará la polarización de la batería y reducirá la plataforma de voltaje de la batería.

La capacidad de descarga de la batería LiFePO4 bajo diferente tasa de descarga disminuirá con el aumento de la tasa de descarga de la batería. A una pequeña velocidad de 0,1 C, la capacidad descargada de la batería es mayor que la capacidad nominal de la batería, pero a una velocidad de 2 C La capacidad de descarga es sólo el 90% de la capacidad nominal. Esto demuestra que existe una cierta correlación negativa entre la tasa de descarga y la capacidad de la batería.

Al descargar baterías de iones de litio, generalmente se utiliza el estándar nacional 1C, y la corriente de descarga máxima generalmente se limita a 2 a 3C. Al descargar con alta corriente, producirá un gran aumento de temperatura y conducirá a la pérdida de energía. Por lo tanto, es necesario controlar la temperatura de la batería en tiempo real para evitar daños en la batería debido a la temperatura excesiva y reducir la vida útil de la batería.

4. Condiciones de temperatura

Las baterías de iones de litio se ven afectadas por la temperatura ambiental, una temperatura demasiado alta o demasiado baja afectará la capacidad de la batería. La vida útil del ciclo de la batería puede verse afectada si funciona en condiciones de alta temperatura durante mucho tiempo. Si la temperatura es demasiado baja, la capacidad será difícil de jugar.

La temperatura afecta principalmente a la actividad y el rendimiento del electrolito del material de la pieza del poste dentro de la batería. A bajas temperaturas, la actividad de la batería disminuye significativamente, la capacidad de insertar y extraer litio disminuye, la resistencia interna y el voltaje de polarización de la batería aumentan, la capacidad disponible real disminuye, la capacidad de descarga de la batería disminuye, la plataforma de descarga es baja y es más probable que la batería alcance el voltaje de corte de descarga. La capacidad disponible de la batería disminuye y la eficiencia de la utilización de la energía de la batería disminuye. Cuando la temperatura aumenta, la extracción e inserción de iones de litio entre los electrodos positivos y negativos se activan, de modo que la resistencia interna de la batería disminuye, y el tiempo de estabilización de la resistencia interna se hace más largo, lo que hace que la cantidad de migración de electrones en el circuito externo aumente, y la capacidad sea más efectiva. jugar. Sin embargo, si la batería funciona en un entorno de alta temperatura durante mucho tiempo, la estabilidad de la estructura de celosía del electrodo positivo se deteriorará, la seguridad de la batería se reducirá y la duración de la batería se acortará significativamente.

Por lo tanto, tanto la alta temperatura como la baja temperatura afectarán el rendimiento y la vida útil de la batería de fosfato de hierro de litio. En el proceso de trabajo real, se deben utilizar métodos como el aumento de la gestión térmica de la batería para garantizar que la batería funcione en condiciones de temperatura adecuadas. En la parte de prueba del paquete de baterías, se puede establecer una sala de pruebas de temperatura constante a 25 °C.

5.Resumen

En este trabajo, combinado con la situación real del paquete de baterías de iones de litio, se analizan y discuten los factores que afectan la capacidad de descarga. Una buena consistencia de grupo coincidente del paquete de baterías es el requisito previo para realizar el rendimiento y el nivel de descarga del paquete de baterías, puede consultar el uso del método de grupo de coincidencia de características dinámicas. Se recomienda utilizar el método de carga equilibrada para garantizar que las plataformas SOC de cada monómero sean similares antes de descargar. Es necesario elegir una velocidad de descarga adecuada, teniendo en cuenta tanto la capacidad como la eficiencia de la prueba. El medio ambiente tiene una gran influencia en las pruebas de la batería, por lo que las condiciones de temperatura deben controlarse.