Ke alakaʻi piha i ka Lithium-Ion Battery Discharge Curve Analysis

ʻO ka ho'āʻo hana maʻamau i hoʻohana ʻia o ka pākaukau lithium-ion- - ka hoʻolālā hoʻokele curve discharge

Ke hoʻokuʻu ʻia ka pākaukau lithium-ion, hoʻololi mau kāna voli hana me ka hoʻomau ʻana o ka manawa. Hoʻohana ʻia ka volta hana o ka pākaukau e like me ka ordinate, ka manawa hoʻokuʻu, a i ʻole ka mana, a i ʻole state of charge (SOC), a i ʻole ka hohonu hoʻokuʻu (DOD) ma ke ʻano he abscissa, a ua kapa ʻia ka pihi huki ʻia ʻo ka discharge curve. No ka hoʻomaopopo ʻana i ke ʻano o ka hoʻokuʻu ʻana o kahi pākaukau, pono mākou e hoʻomaopopo mua i ka volta o ka pākaukau ma ke kumu.

[Ka uila o ka pila]

No ka hopena o ka electrode e hoʻokumu i ka pākaukau e pono e hoʻokō i kēia mau kūlana: pono e hoʻokaʻawale ke kaʻina hana o ka nalowale ʻana o ka electron i loko o ka hopena kemika (ʻo ia hoʻi ke kaʻina hana oxidation) a me ke kaʻina o ka loaʻa ʻana o ka electron (ʻo ia hoʻi ke kaʻina hana hoʻohaʻahaʻa) pono e hoʻokaʻawale ʻia i ʻelua mau wahi like ʻole. ʻokoʻa ia mai ka hopena redox maʻamau; ʻO ka hopena redox o ka mea hana o nā electrodes ʻelua pono e hoʻouna ʻia e ka kaapuni waho, ʻokoʻa ia mai ka hopena microbattery i ke kaʻina hana ʻino. ʻO ka volta o ka pila ka ʻokoʻa ma waena o ka electrode maikaʻi a me ka electrode maikaʻi ʻole. ʻO nā ʻāpana koʻikoʻi koʻikoʻi e pili ana i ka voltage circuit open, ka volta hana, ka hoʻopiʻi a me ka hoʻokuʻu ʻana i ka voltage cut-off, etc.

[Electrode hiki o ka lithium-ion mea pila]

Hōʻike ka mana uila i ka hoʻokomo ʻia ʻana o kahi mea paʻa i loko o ka solution electrolyte, e hōʻike ana i ka hopena uila, ʻo ia hoʻi, ka ʻokoʻa ma waena o ka ʻili o ka metala a me ka hopena. Kapa ʻia kēia ʻokoʻa ʻokoʻa ʻo ka hiki o ka metala i loko o ka hopena a i ʻole ka hiki o ka electrode. I ka pōkole, ʻo ka mana electrode kahi ʻano no ka ion a i ʻole ka atom e loaʻa i kahi electron.

No laila, no kekahi mea electrode maikaʻi a i ʻole mea electrode maikaʻi ʻole, ke kau ʻia i loko o kahi electrolyte me ka paʻakai lithium, ua hōʻike ʻia kona mana electrode e like me:

Ma kahi o φ c ka ikehu electrode o keia mea. Ua hoʻonohonoho ʻia ka mana electrode hydrogen maʻamau i 0.0V.

[Vila kaapuni hamama o ka pila]

ʻO ka ikaika electromotive o ka pākaukau ka waiwai theoretical i helu ʻia e like me ka hopena o ka pākaukau me ka hoʻohana ʻana i ke ʻano thermodynamic, ʻo ia hoʻi, ʻo ka ʻokoʻa ma waena o ka pono electrode equilibrium o ka pākaukau a me nā electrodes maikaʻi a maikaʻi ʻole i ka wā i haki ai ke kaapuni ʻo ia ka waiwai kiʻekiʻe. hiki i ka pila ke hāʻawi i ka volta. ʻO ka ʻoiaʻiʻo, ʻaʻole pono nā electrodes maikaʻi a maikaʻi ʻole i ka thermodynamic equilibrium state i ka electrolyte, ʻo ia hoʻi, ʻo ka hiki electrode i hoʻokumu ʻia e nā electrodes maikaʻi a maikaʻi ʻole o ka pā i loko o ka hopena electrolyte ʻaʻole maʻamau ka equilibrium electrode potential, no laila ka ʻOi aku ka liʻiliʻi o ka volta kaapuni hāmama o ka pākaukau ma mua o kona ikaika electromotive. No ka hopena electrode:

Ke noʻonoʻo nei i ke kūlana maʻamau ʻole o ka ʻāpana reactant a me ka hana (a i ʻole ka ʻike ʻana) o ka mea hana i ka manawa, ua hoʻololi ʻia ka volta kaapuni hāmama maoli o ke kelepona e ka hoʻohālikelike ikehu:

Inā ʻo R ke kinoea mau, ʻo T ka wela o ka hopena, a ʻo a ka hana ʻāpana a i ʻole ka ʻike. ʻO ka volta kaapuni hāmama o ka pākaukau e pili ana i nā waiwai o ka mea electrode maikaʻi a maikaʻi ʻole, ka electrolyte a me nā kūlana wela, a kūʻokoʻa i ka geometry a me ka nui o ka pā. Lithium ion electrode mea hoʻomākaukau i loko o ka pou, a me ka lithium metala pepa i hui 'ia i ke pihi hapalua pākaukau, hiki ke ana i ka electrode mea ma SOC moku'āina like 'ole o ka wehe voltage, hamama volley curve o ka electrode mea uku moku'āina pane, waiho pila pila hāʻule iho uila, akā. ʻAʻole nui loa, inā ʻoi aku ka wikiwiki o ka hāʻule ʻana o ka volta amplitude. ʻO ka hoʻololi ʻana o ka mokuʻāina o nā mea hana bipolar a me ka hoʻokuʻu ʻana iā ia iho o ka pākaukau ke kumu nui o ka emi ʻana o ka voltage kaapuni hāmama i ka mālama ʻana, me ka hoʻololi ʻana o ka papa mask o ka papa ʻaina electrode maikaʻi a maikaʻi ʻole; ʻO ka hoʻololi hiki ke hana ʻia e ka thermodynamic instability o ka electrode, ka hoʻoheheʻe ʻana a me ka ua o nā mea haumia ʻē aʻe metala, a me ka micro short circuit i hana ʻia e ka diaphragm ma waena o nā electrodes maikaʻi a maikaʻi ʻole. I ka wā e ʻelemakule ai ka pākaukau lithium ion, ʻo ka hoʻololi ʻana o ka waiwai K (voltage drop) ʻo ia ka hoʻokumu ʻana a me ke kaʻina paʻa o ke kiʻi SEI ma ka ʻili o ka mea electrode. Inā ʻoi aku ka nui o ka hāʻule ʻana o ka volta, aia kahi kaapuni micro-pōkole i loko, a ua hoʻoholo ʻia ʻaʻole kūpono ka pākaukau.

[Polarization Batteri]

Ke hele ka mea i kēia manawa ma ka electrode, ʻo ke ʻano o ka haʻalele ʻana o ka electrode mai ka equilibrium electrode potential i kapa ʻia he polarization, a ʻo ka polarization e hoʻopuka i ka overpotential. Wahi a nā kumu o ka polarization, hiki ke hoʻokaʻawale ʻia ka polarization i ka polarization ohmic, ka polarization concentrate a me ka polarization electrochemical. FIG. ʻO 2 ka pihi hoʻokuʻu maʻamau o ka pākaukau a me ka mana o nā polarization like ʻole ma ka volta.

 Kiʻi 1. Ka pihi hoʻokuʻu maʻamau a me ka polarization

(1) Ohmic polarization: ma muli o ke kūʻē ʻana o kēlā me kēia ʻāpana o ka pākaukau, ʻo ke kumu hoʻoemi kaomi ma muli o ke kānāwai ohm, ke emi nei ke ʻano, emi koke ka polarization, a nalo koke ke ʻano ma hope o ka pau ʻana.

(2) Electrochemical polarization: ʻo ka polarization ke kumu o ka hopena electrochemical lohi ma ka ʻili electrode. Ua emi nui ia i loko o ka microsecond pae i ka liʻiliʻi ʻana o kēia manawa.

(3) Polarization concentration: ma muli o ka hoʻopaneʻe ʻana o ke kaʻina diffusion ion i ka hopena, ua polarized ka ʻokoʻa ʻokoʻa ma waena o ka ʻili o ka electrode a me ke kino hoʻonā ma lalo o kekahi manawa. E emi a nalo paha kēia polarization i ka emi ʻana o ke au uila ma nā kekona macroscopic (he mau kekona a i ʻumi kekona).

Ke piʻi aʻe nei ke kūpaʻa kūloko o ka pākaukau me ka piʻi ʻana o ka hoʻokuʻu ʻana o ka pākaukau, ʻo ia ka mea ma muli o ka nui o ka hoʻokuʻu ʻana i kēia manawa e hoʻonui i ke ʻano polarization o ka pākaukau, a ʻoi aku ka nui o ka hoʻokuʻu ʻana, ʻoi aku ka maopopo o ke ʻano polarization, e like me ka mea i hōʻike ʻia. i ke Kiʻi 2. E like me ke kānāwai o Ohm: V=E0-IRT, me ka piʻi ʻana o ke kūʻē kūʻokoʻa kūloko RT, ʻo ka manawa e pono ai no ka puʻupuʻu pākaukau e hiki ai i ka puʻupuʻu ʻoki ʻoki i hoʻokuʻu ʻia e hoʻemi ʻia, no laila ua hoʻemi ʻia ka mana hoʻokuʻu. hoemiia.

Kiʻi 2. Ka hopena o ka nui o kēia manawa ma ka polarization

ʻO ka pākaukau Lithium ion he ʻano nui o ka pākaukau lithium ion. ʻO ke kaʻina hana a me ka hoʻokuʻu ʻana o ka pā lithium ion ke kaʻina o ka hoʻopili ʻana a me ka wehe ʻana i nā ion lithium i nā electrodes maikaʻi a maikaʻi ʻole. ʻO nā mea e pili ana i ka polarization o nā pā lithium-ion e komo pū ana:

(1) ʻO ka mana o ka electrolyte: ʻo ka haʻahaʻa haʻahaʻa o ka electrolyte ke kumu nui o ka polarization o nā pā lithium ion. Ma ka laulā wela nui, ʻo ka conductivity o ka electrolyte i hoʻohana ʻia no nā pā lithium-ion ma ke ʻano he 0.01 ~ 0.1S/cm wale nō, ʻo ia ka hoʻokahi pakeneka o ka hopena wai. No laila, i ka wā e hoʻokuʻu ʻia ai nā pā lithium-ion ma kahi ʻano kiʻekiʻe, ua lōʻihi loa ka hoʻohui ʻana iā Li + mai ka electrolyte, a e kū mai ka hanana polarization. ʻO ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka conductivity o ka electrolyte ke kumu nui e hoʻomaikaʻi ai i ka mana hoʻokuʻu kiʻekiʻe o kēia manawa o nā pā lithium-ion.

(2) ʻO ka mana o nā mea maikaʻi a maikaʻi ʻole: ʻo ke kahawai lōʻihi o nā mea maikaʻi a maikaʻi ʻole ka nui o ka lithium ion particle diffusion i ka ʻili, ʻaʻole kūpono i ka hoʻokuʻu nui ʻana.

(3) Conductor agent: ʻo ka ʻike o ka conductive agent he mea nui e pili ana i ka hana hoʻokuʻu ʻana o ka ratio kiʻekiʻe. Inā ʻaʻole lawa ka ʻike o ka mea hana conductive i loko o ke ʻano cathode, ʻaʻole hiki ke hoʻololi ʻia nā electrons i ka manawa i hoʻokuʻu ʻia ai ka nui o kēia manawa, a piʻi wikiwiki ka polarization kūloko kūloko, no laila e hoʻemi koke ʻia ka uila uila i ka hoʻokuʻu ʻana i ka uila. .

(4) ʻO ka mana o ka hoʻolālā pole: mānoanoa pole: i ka hihia o ka hoʻokuʻu ʻana i kēia manawa, wikiwiki loa ka wikiwiki o ka hopena o nā mea hana, pono e hoʻopili koke ʻia ka lithium ion a wehe ʻia i loko o ka mea. Inā mānoanoa ka pā pole a piʻi ke ala o ka diffusion lithium ion, ʻo ke kuhikuhi o ka mānoanoa pole e hoʻopuka i kahi gradient hoʻonaʻauao lithium ion.

ʻOi aku ka nui o ka puʻupuʻu paʻa: ʻoi aku ka nui o ka puʻupuʻu paʻa, liʻiliʻi ka pore, a ʻoi aku ka lōʻihi o ke ala o ka neʻe ʻana o ka lithium ion ma ka ʻaoʻao mānoanoa o ka pole. Eia kekahi, inā ʻoi aku ka nui o ka puʻupuʻu compaction, e emi ana ka wahi pili ma waena o ka mea a me ka electrolyte, e hoʻemi ʻia ka pae hoʻololi electrode, a e piʻi pū ka pale kūloko o ka pā.

(5) ʻO ka mana o ka membrane SEI: hoʻonui ka hoʻokumu ʻana o ka membrane SEI i ke kū'ē o ka electrode / electrolyte interface, ka hopena i ka hysteresis voltage a i ʻole polarization.

[Vila hana o ka pila]

ʻO ka volta hana, ʻike ʻia hoʻi ʻo ka hopena hopena, e pili ana i ka ʻokoʻa ʻokoʻa ma waena o nā electrodes maikaʻi a maikaʻi ʻole o ka pākaukau i ka wā e kahe ai ka manawa i ke kaapuni i ke kūlana hana. I ke kūlana hana o ka hoʻokuʻu ʻana o ka pākaukau, i ka wā e kahe ai ka manawa i loko o ka pākaukau, pono e lanakila ke kū'ē i hoʻokumu ʻia e ke kū'ē kūloko, kahi e hoʻohaʻahaʻa ai i ke kaomi ohmic a me ka polarization electrode, no laila ʻoi aku ka haʻahaʻa o ka volta hana ma mua o ka hāmama kaapuni. a i ka wā e hoʻouka ai, ʻoi aku ka kiʻekiʻe o ka volta hopena ma mua o ka volta kaapuni hāmama. ʻO ia hoʻi, ʻo ka hopena o ka polarization e hoʻohaʻahaʻa i ka volta hope o ka hoʻokuʻu ʻana o ka pākaukau ma mua o ka mana electromotive o ka pākaukau, ʻoi aku ka kiʻekiʻe ma mua o ka mana electromotive o ka pākaukau e mālama nei.

Ma muli o ke ola ʻana o ka polarization phenomenon, ka uila koke a me ka volta maoli i ke kaʻina o ka hoʻopiʻi a me ka hoʻokuʻu. I ka hoʻouka ʻana, ʻoi aku ka kiʻekiʻe o ka volta koke ma mua o ka volta maoli, nalo ka polarization a hāʻule ka volta i ka wā e emi ai ka uila a me ka volta maoli ma hope o ka hoʻokuʻu ʻana.

No ka hōʻuluʻulu ʻana i ka wehewehe ʻana i luna, ʻo ka ʻōlelo:

E +, E- - e hoike ana i na hiki o na electrodes maikai a me na mea maikai ole, e like me, E + 0 a me E- -0 e hoike ana i ka equilibrium electrode hiki o na electrodes maikai a me ka ino, e hoike ana VR i ka ohmic polarization voltage, a me η + , η - -e hōʻike i ka overpotential o nā electrodes maikaʻi a maikaʻi ʻole, kēlā me kēia.

[Kumu kumu o ka ho'āʻo hoʻokuʻu]

Ma hope o ka ʻike maʻamau o ka volta pākaukau, ua hoʻomaka mākou e loiloi i ka pihi hoʻokuʻu o nā pā lithium-ion. Hōʻike maoli ka pihi hoʻokuʻu i ke kūlana o ka electrode, ʻo ia ka superposition o nā loli mokuʻāina o nā electrodes maikaʻi a maikaʻi ʻole.

Hiki ke hoʻokaʻawale ʻia ka pihi uila o nā pā lithium-ion i loko o ke kaʻina hana hoʻokuʻu i ʻekolu mau pae

1) I ka wā mua o ka pākaukau, hāʻule koke ka uila, a ʻoi aku ka nui o ka hoʻokuʻu ʻana, ʻoi aku ka wikiwiki o ka hāʻule ʻana o ka uila;

2) Ke komo nei ka uila uila i kahi hoʻololi lohi, kahi i kapa ʻia ʻo ke kahua kahua o ka pā. ʻO ka liʻiliʻi o ka hoʻokuʻu ʻana,

ʻO ka lōʻihi o ka lōʻihi o ka pae anuu, ʻoi aku ka kiʻekiʻe o ka volta platform, ʻoi aku ka lohi o ka hāʻule ʻana.

3) Ke pau ka mana o ka pila, hoʻomaka ka hāʻule ʻana o ka puʻu uila a hiki i ka loaʻa ʻana o ka mana hoʻokuʻu.

I ka hoʻāʻo ʻana, ʻelua ala e hōʻiliʻili ai i ka ʻikepili

(1) E hōʻiliʻili i ka ʻikepili o kēia manawa, ka uila a me ka manawa e like me ka manawa i hoʻonohonoho ʻia Δ t;

(2) E hōʻiliʻili i ka ʻikepili o kēia manawa, ka uila a me ka manawa e like me ka ʻokoʻa hoʻololi o ka volta i hoʻonohonoho ʻia Δ V. ʻO ka pololei o ka hoʻouka ʻana a me ka hoʻokuʻu ʻana i nā mea nui e pili ana i ka pololei o kēia manawa, ka pololei o ka volta a me ka pololei o ka manawa. Hōʻike ka Papa 2 i nā ʻāpana lako o kekahi mīkini hoʻouka a hoʻokuʻu, kahi% FS e hōʻike ana i ka pākēneka o ka laulā piha, a ʻo 0.05%RD e pili ana i ka hewa i ana ʻia i loko o ka laulā o 0.05% o ka heluhelu. Hoʻohana maʻamau nā mea hoʻoili a me ka hoʻokuʻu ʻana i ka CNC i kēia manawa ma mua o ke kūpaʻa ʻana no ka ukana, no laila ʻaʻohe pili o ka volta hoʻopuka o ka pākaukau me ke kūpaʻa series a i ʻole ka pale parasitic i ke kaapuni, akā pili wale nō me ka volta E a me ke kūpaʻa kūloko. r a me ke kaapuni o keia manawa I o ke kumu voliota maikai e like me ka pila. Inā hoʻohana ʻia ke kūpaʻa no ka hoʻouka ʻana, e hoʻonohonoho i ka volta o ke kumu uila maikaʻi loa o ka pākaukau e like me E, ʻo ka pale kūloko ʻo r, a ʻo ka pale ʻana i ka ukana ʻo R. mika, e like me ka hōʻike ʻana ma ka helu ma luna o ke Kiʻi 6. Eia nō naʻe, ma ka hana, aia ke kū'ē alakaʻi a me ke kūpaʻa pili paʻa (uniform parasitic resistance) i ke kaapuni. ʻO ke kiʻi kaapuni like i hōʻike ʻia ma FIG. 3 ua hoikeia ma ke kii o FIG. 3. I ka hoʻomaʻamaʻa ʻana, hiki ke hoʻokomo ʻia ke kū'ē parasitic, no laila e lilo ka nui o ka pale ʻana i ka nui, akā ʻo ka volta i ana ʻia ʻo ia ka volta ma nā ʻaoʻao ʻelua o ke kūpaʻa ukana R, no laila ua hoʻokomo ʻia ka hewa.

 Fig. 3 ʻO ke kiʻikuhi poloka kumu a me ke kiʻikuhi kaapuni like maoli o ke ʻano hoʻokuʻu kū'ē.

Ke hoʻohana ʻia ke kumu o kēia manawa me ka I1 o kēia manawa ma ke ʻano he haawe, ua hōʻike ʻia ke kiʻikuhi kikoʻī a me ke kiʻi kaapuni like maoli ma ke Kiʻi 7. ʻO E, I1 nā waiwai mau a ua mau ka r no kekahi manawa.

Mai ka ʻōlelo ma luna nei, hiki iā mākou ke ʻike i ka mau o nā volta ʻelua o A a me B, ʻo ia hoʻi, ʻaʻole pili ka volta hoʻopuka o ka pākaukau i ka nui o ke kūpaʻa series i ka loop, a ʻoiaʻiʻo, ʻaʻohe mea e hana ai. me ka pale ʻana i ka parasitic. Eia kekahi, hiki i ke ʻano ana ʻehā ke hoʻokō i kahi ana ʻoi aku ka pololei o ka puʻupuʻu uila.

Kiʻi 4 Hoʻopili i ke kiʻikuhi poloka a me ke kiʻikuhi kaapuni like maoli o ka haʻawe kumu mau

ʻO ke kumu concurrent kahi mea lako mana e hiki ke hāʻawi i ka manawa mau i ka ukana. Hiki iā ia ke hoʻomau i ka hoʻopuka i kēia manawa i ka wā e loli ai ka mana o waho a hoʻololi nā ʻano impedance.

[Ke ʻano hoʻāʻo hoʻokuʻu]

Hoʻohana maʻamau nā mea hoʻāʻo uku a hoʻokuʻu i ka mīkini semiconductor ma ke ʻano he mea kahe. Ma ka hoʻololiʻana i ka hōʻailona mana o ka mea semiconductor, hiki iā ia ke hoʻohālike i ka ukana o nāʻano likeʻole e like me ka manawa mau, ke kaomi mau a me ke kū'ē mau a pēlā aku. ʻO keʻano o ka ho'āʻoʻana o ka pahu lithium-ion i ka hoʻokuʻuʻana i kēia manawa, ka hoʻokuʻu kū'ē mau, ka hoʻokuʻu mana mau, a me nā mea'ē aʻe. hiki ke hoʻokaʻawaleʻia ka hoʻokuʻu manawa i ka hoʻokuʻu manawa a me ka hoʻokuʻu pulse. I ka wā o ka ho'āʻo hoʻokuʻu ʻana, hoʻokuʻu ka pākaukau e like me ke ʻano i hoʻonohonoho ʻia, a hoʻōki i ka hoʻokuʻu ʻana ma hope o ka hiki ʻana i nā kūlana i hoʻonohonoho ʻia. ʻO nā kūlana o ka hoʻokuʻu ʻana e pili ana i ka hoʻonohonoho ʻana i ka ʻoki uila, ka hoʻonohonoho ʻana i ka manawa o ka manawa, ka hoʻonohonoho ʻana i ka hiki ke ʻoki ʻia, ka hoʻonohonoho ʻana i ka gradient gradient maikaʻi ʻole, a me nā mea ʻē aʻe. ʻo ia, ʻo ka hoʻololi ʻana o ka pihi hoʻokuʻu i hoʻopili ʻia e ka ʻōnaehana hoʻokuʻu, me: ka hoʻokuʻu ʻana i kēia manawa, ka wela hoʻokuʻu, ka hoʻopau ʻana i ka uila; hoʻokuʻu manawaleʻa a hoʻomau paha. ʻO ka nui o ka hoʻokuʻu ʻana i kēia manawa, ʻoi aku ka wikiwiki o ka hāʻule ʻana o ka volta hana; me ka mahana hoʻokuʻu, hoʻololi mālie ka pihi hoʻokuʻu.

(1) Hoʻokuʻu mau i kēia manawa

Ke hoʻokuʻu ʻia ka manawa mau, ua hoʻonohonoho ʻia ka waiwai o kēia manawa, a laila loaʻa ka waiwai o kēia manawa ma ka hoʻoponopono ʻana i ka punawai mau o ka CNC, i ʻike ai i ka hoʻokuʻu mau ʻana o ka pā. I ka manawa like, hōʻiliʻili ʻia ka hoʻololi ʻana o ka volta hope o ka pākaukau e ʻike i nā ʻano hoʻokuʻu o ka pā. ʻO ka hoʻokuʻu ʻana i kēia manawa ka hoʻokuʻu ʻana o ka manawa hoʻokuʻu like, akā ke hoʻomau nei ka hāʻule ʻana o ka uila, no laila e hāʻule mau ka mana. ʻO ke kiʻi 5 ka volta a me ka pihi o kēia manawa o ka hoʻokuʻu mau ʻana o nā pā lithium-ion. Ma muli o ka hoʻokuʻu mau ʻana i kēia manawa, ua maʻalahi ka hoʻololi ʻana i ka axis manawa i ka hiki (ka huahana o kēia manawa a me ka manawa). Hōʻike ke kiʻi 5 i ke kaha puʻupuʻu uila i ka hoʻokuʻu ʻana i kēia manawa. ʻO ka hoʻokuʻu ʻana i kēia manawa ke ʻano hoʻokuʻu maʻamau i hoʻohana ʻia i nā hoʻāʻo pākaukau lithium-ion.

Kiʻi 5 ka hoʻouka uila mau a me nā pihi hoʻokuʻu mau o kēia manawa ma nā pākēneka hoʻonui like ʻole

(2) Hoʻokuʻu mana mau

Ke hoʻokuʻu ʻia ka mana mau, hoʻonohonoho mua ʻia ka mana mana mau P, a hōʻiliʻili ʻia ka uila puka U o ka pākaukau. I ke kaʻina hana hoʻokuʻu, koi ʻia ʻo P e mau, akā ke hoʻololi mau nei ʻo U, no laila pono pono e hoʻoponopono mau i ka I o kēia manawa o ka CNC mau kumu o kēia manawa e like me ke kumu I = P / U e hoʻokō i ke kumu o ka hoʻokuʻu ʻana i ka mana mau. . E mālama i ka mana hoʻokuʻu ʻaʻole i hoʻololi ʻia, no ka mea e hāʻule mau ana ka volta o ka pākaukau i ka wā o ka hoʻokuʻu ʻana, no laila ke piʻi mau nei ka mana o ka mana mau. Ma muli o ka hoʻokuʻu ʻana o ka mana mau, ua maʻalahi ka hoʻololi ʻana i ka axis coordinate i ka ikehu (ka huahana o ka mana a me ka manawa) coordinate axis.

Kiʻi 6 Ka hoʻouka ʻana i ka mana mau a me ka hoʻokuʻu ʻana i nā pihi ma nā helu pālua ʻokoʻa

Hoʻohālikelike ma waena o ka hoʻokuʻu ʻana i kēia manawa a me ka hoʻokuʻu mana mau

Kiʻi 7: (a) ke kiʻikuhi hiki ke hoʻouka a me ka hoʻokuʻu ʻana ma nā ratio like ʻole; (b) ka pihi hoʻouka a me ka hoʻokuʻu

 Hōʻike ka Figure 7 i nā hopena o nā hoʻokolohua like ʻole o ka uku a me ka hoʻokuʻu ʻana ma nā ʻano ʻelua o pākahi lithium hao phosphate. E like me ke kaha kaha ma FIG. 7 (a), me ka hoʻonui ʻana o ka hoʻopiʻi a me ka hoʻokuʻu ʻana i kēia manawa i ke ʻano o kēia manawa, e emi mālie ka hoʻopiʻi maoli a me ka hoʻokuʻu ʻana o ka pākaukau, akā liʻiliʻi ka laulā hoʻololi. ʻO ka hoʻopiʻi maoli a me ka hoʻokuʻu ʻana o ka pākaukau e emi mālie me ka piʻi ʻana o ka mana, a ʻoi aku ka nui o ka multiplier, ʻoi aku ka wikiwiki o ka hiki ke pohō. ʻOi aku ka haʻahaʻa o ka hoʻokuʻu ʻana o ka hola 1 ma mua o ke ʻano kahe mau. I ka manawa like, i ka wā i emi ai ka nui o ka hoʻokuʻu ʻana ma mua o ka helu 5 h, ʻoi aku ka kiʻekiʻe o ka pākaukau ma lalo o ke kūlana mana mau, ʻoiai ʻoi aku ka kiʻekiʻe o ka pākaukau ma mua o ka 5 mau hola ma lalo o ke kūlana mau.

Mai ke kiʻi 7 (b) hōʻike i ka kaha-voltage curve, ma lalo o ke kūlana o ka haʻahaʻa haʻahaʻa, lithium iron phosphate battery two mode capacity-voltage curve, a ʻaʻole nui ka hoʻololi ʻana a me ka hoʻokuʻu ʻana i ka paepae uila, akā ma lalo o ke kūlana kiʻekiʻe. ʻO ke ʻano o ka uila mau loa o ka manawa e ʻoi aku ka lōʻihi o ka manawa, a me ka hoʻonui ʻana i ka anuu uila, ua hoʻemi nui ʻia ka pae uila.

(3) Hoʻokuʻu kūʻē mau

Ke hoʻokuʻu kūʻē mau, hoʻonohonoho mua ʻia kahi kumu kūʻai kūʻē mau R e hōʻiliʻili i ka volta hoʻopuka o ka pākaukau U. I ka wā o ka hoʻokuʻu ʻana, pono ʻia ʻo R e mau, akā e loli mau ana ʻo U, no laila ke kumukūʻai I kēia manawa o ka manawa mau o CNC. Pono e hoʻoponopono mau ʻia ke kumu e like me ke kumu I=U / R e hoʻokō ai i ke kumu o ka hoʻokuʻu kūʻē mau. Ke emi mau nei ka volta o ka pila ma ke kaʻina hana hoʻokuʻu, a ua like ke kūpaʻa, no laila, ʻo ka hoʻokuʻu ʻana i kēia manawa he hana hoʻohaʻahaʻa.

(4) Hoʻokuʻu mau, hoʻokuʻu manawa a me ka hoʻokuʻu pulse

Hoʻokuʻu ʻia ka pākaukau i ka manawa mau, ka mana mau a me ke kūpaʻa mau, ʻoiai e hoʻohana ana i ka hana manawa e ʻike ai i ka mana o ka hoʻokuʻu mau ʻana, ka hoʻokuʻu ʻana a me ka hoʻokuʻu pulse. Hōʻike ka Kiʻi 11 i nā ʻōkuhi o kēia manawa a me nā pihi uila o kahi hoʻāʻo ʻana i ka pulse charge / discharge maʻamau.

Kiʻi 8 Nā ʻōkuhi o kēia manawa a me nā pihi uila no nā hoʻokolohua maʻamau o ka pulse charge-discharge

[Hoʻokomo ʻia ka ʻike ma ka pihi hoʻokuʻu]

ʻO ka pihi hoʻokuʻu e pili ana i ka pihi o ka volta, ka manawa, ka hiki a me nā hoʻololi ʻē aʻe o ka pākaukau i ka manawa i ka wā o ka hoʻokuʻu ʻana. ʻO kaʻike i loko o kaʻike a me ka hoʻokuʻuʻana he waiwai loa ia, e like me ka mana, ka ikehu, ka volta hana a me ka paepae voli, ka pilina ma waena o ka pono electrode a me ke kūlana o ka uku, a me nā mea'ē aʻe. ka hoʻololi ʻana o ke au a me ka uila. Hiki ke loaʻa nā ʻāpana he nui mai kēia mau ʻikepili kumu. ʻO nā kikoʻī ma lalo nei nā ʻāpana i hiki ke loaʻa i ka curve discharge.

(1) Volta

I ka ho'āʻo hoʻokuʻu ʻana o ka pākaukau lithium ion, ʻo ka nui o nā ʻāpana uila e pili ana i ka volta platform, median voltage, average voltage, cut-off voltage, etc. , hiki ke loaʻa mai ka waiwai kiʻekiʻe o dQ / dV. ʻO ka volta waena ka waiwai o ka volta pili o ka hapalua o ka mana o ka pila. No nā mea i ʻike maopopo ʻia ma ke kahua, e like me ka lithium iron phosphate a me ka lithium titanate, ʻo ka volta waena ka volta platform. 'O ka 'awelika voli 'o ia ka 'āpana kūpono o ke kaha pu'upu'u ('o ia ho'i, ka ikehu ho'oku'u 'ana o ka pilahi) i pu'unaue 'ia e ke kumu helu kaha 'o u = U (t) * I (t) dt / I (t) dt. ʻO ke kaha oki ʻia e pili ana i ka liʻiliʻi liʻiliʻi i ʻae ʻia i ka wā e hoʻokuʻu ai ka pila. Inā ʻoi aku ka haʻahaʻa o ka volta ma mua o ka ʻoki ʻoki ʻana, e hāʻule koke ka volta ma nā ʻaoʻao ʻelua o ka pākaukau, e hana ana i ka hoʻokuʻu nui ʻana. Hiki i ka overdischarge ke hoʻopōʻino i ka mea ikaika o ka electrode, nalowale ka hiki ke pane, a pōkole ke ola pākaukau. E like me ka mea i wehewehe ʻia ma ka ʻāpana mua, pili ka volta o ka pākaukau i ke kūlana hoʻopiʻi o ka mea cathode a me ka hiki ke electrode.

(2) Ka mana a me ka mana kiko'ī

ʻO ka mana o ka pākaukau e pili ana i ka nui o ka uila i hoʻokuʻu ʻia e ka pila ma lalo o kekahi ʻōnaehana hoʻokuʻu (ma lalo o kekahi manawa hoʻokuʻu I, ka wela hoʻokuʻu ʻana T, ka hoʻokuʻu ʻana o ka uila V), e hōʻike ana i ka hiki o ka pākaukau ke mālama i ka ikehu ma Ah a i ʻole C Hoʻopili ʻia ka mana e nā mea he nui, e like me ka hoʻokuʻu ʻana i kēia manawa, ka wela hoʻokuʻu, a me nā mea ʻē aʻe.

Ka mana manaʻo: ka mana i hāʻawi ʻia e ka mea hana i loko o ka hopena.

Ka mana maoli: ka mana maoli i hoʻokuʻu ʻia ma lalo o kekahi ʻōnaehana hoʻokuʻu.

Hiki ke koho ʻia: pili i ka liʻiliʻi liʻiliʻi o ka mana i hōʻoia ʻia e ka pākaukau ma lalo o nā kūlana hoʻokuʻu i hoʻolālā ʻia.

Ma ka ho'āʻo hoʻokuʻuʻana, ua heluʻia ka mana ma ka hoʻohuiʻana i ka manawa i ka manawa,ʻo ia hoʻi C = I (t) dt, ka manawa mau i ka t hoʻokuʻu mau, C = I (t) dt = I t; kū'ē mau R hoʻokuʻu, C = I (t) dt = (1 / R) * U (t) dt (1 / R) * waho (u ka awelika hoʻokuʻu uila, t ka manawa hoʻokuʻu).

Ka mana kiko'ī: I mea e hoʻohālikelike ai i nā ʻokoʻa ʻokoʻa, ua hoʻokomo ʻia ka manaʻo o ka mana kikoʻī. ʻO ka mana kikoʻī e pili ana i ka mana i hāʻawi ʻia e ka mea hana o ka hui nui a i ʻole ka electrode volume unit, i kapa ʻia ʻo ka mana kikoʻī a i ʻole ka mana kikoʻī. ʻO ke ʻano helu helu maʻamau: ka mana kikoʻī = ka hiki ke hoʻokuʻu mua ʻia o ka pākaukau / (ka nui o ka mea hana * ka nui o ka hoʻohana ʻana i ka mea ikaika)

Nā mea e pili ana i ka mana o ka pākaukau:

a. ʻO ka hoʻokuʻu ʻana o ka pākaukau: ʻoi aku ka nui o kēia manawa, e emi ana ka mana hoʻopuka;

b. Hoʻokuʻu ʻia ka mahana o ka pā: i ka emi ʻana o ka mahana, e emi ana ka mana hoʻopuka;

c. ʻO ka hoʻokuʻu ʻia ʻana o ka uila: ʻo ka manawa hoʻokuʻu i hoʻonohonoho ʻia e ka mea electrode a me ka palena o ka hopena electrode ponoʻī he 3.0V a i ʻole 2.75V.

d. Hoʻouka a hoʻokuʻu ʻia nā manawa o ka pā: ma hope o ka hoʻopiʻi ʻana a me ka hoʻokuʻu ʻana o ka pākaukau, ma muli o ka hemahema o ka mea electrode, hiki i ka pākaukau ke hōʻemi i ka hiki ke hoʻokuʻu ʻia o ka pā.

e. ʻO nā kūlana o ka hoʻouka ʻana o ka pā: ka hoʻouka ʻana, ka mahana, ka ʻoki ʻoki ʻia e pili ana i ka hiki o ka pākaukau, pēlā e hoʻoholo ai i ka hiki ke hoʻokuʻu.

 ʻO ke ʻano o ka hoʻoholo ʻana i ka nui o ka pākaukau:

Loaʻa i nā ʻoihana like ʻole nā ​​kūlana hoʻokolohua like ʻole e like me nā kūlana hana. No nā ʻōhua lithium-ion no nā huahana 3C, e like me ka National Standard GB / T18287-2000 General Specification for Lithium-ion Batteries for Cellular Telephone, ʻo ke ʻano o ka hoʻāʻo ʻana i ka hiki ke helu ʻia e like me kēia: b) hoʻokuʻu: 0.2C5A hoʻokuʻu; c) ʻelima mau pōʻai, ʻo ia ka mea kūpono.

No ka ʻoihana kaʻa uila, e like me ka National Standard GB / T 31486-2015 Electrical Performance Requirements and Test Methods for Power Battery for Electric Vehicles, ʻo ka mana helu o ka pākaukau e pili ana i ka hiki (Ah) i hoʻokuʻu ʻia e ka pākaukau i ka lumi wela. me 1I1 (A) ka hoʻokuʻu ʻana i kēia manawa e hiki i ka voluma hoʻopau, kahi I1 he 1 hola hoʻokuʻu i kēia manawa, nona ka waiwai like me C1 (A). ʻO ke ala hoʻāʻo:

A) Ma ka lumi wela, e hooki i ka uila mau i ka wā e hoʻopiʻi ana me ka hoʻopiʻi mau ʻana i ka uila hoʻopau ʻia i hōʻike ʻia e ka ʻoihana, a hoʻōki i ka hoʻopiʻi ʻana i ka wā e hāʻule ai ka manawa hoʻopau i ka 0.05I1 (A), a paʻa i ka hoʻopiʻi no 1h ma hope. ka hoʻouka ʻana.

Bb) Ma ka lumi wela, hoʻokuʻu ʻia ka pākaukau me 1I1 (A) i kēia manawa a hiki i ka hoʻokuʻu ʻana i ka voli hoʻopau hoʻokuʻu i kuhikuhi ʻia i nā kūlana ʻenehana ʻoihana;

C) ana i ka mana hoʻokuʻu (ana ʻia e Ah), e helu i ka ikehu kikoʻī (ana ʻia e Wh / kg);

3 d) E hana hou i nā ʻanuʻu a) -) c) 5 manawa. Ke emi ka ʻokoʻa loa o 3 mau hoʻokolohua ʻokoʻa ma mua o 3% o ka mana helu, hiki ke hoʻopau ʻia ka hoʻāʻo ma mua a hiki ke hoʻohālikelike ʻia nā hopena o nā hoʻokolohua 3 hope loa.

(3) Mokuaina o ka uku, SOC

ʻO ka SOC (State of Charge) kahi mokuʻāina o ka uku, e hōʻike ana i ka ratio o ke koena o ka mana o ka pākaukau i kona kūlana piha piha ma hope o kekahi manawa a i ʻole kahi manawa lōʻihi ma lalo o kekahi helu hoʻokuʻu. ʻO ke ʻano o ka "open-circuit voltage + hour-time integration" e hoʻohana i ke ʻano o ka wehe ʻana i ke ala uila e koho ai i ka mana o ka mokuʻāina mua o ka pākaukau, a laila hoʻohana i ke ʻano hoʻohui hola-manawa e loaʻa ai ka mana i hoʻopau ʻia e ka a -ʻano hoʻohui manawa. ʻO ka mana i hoʻopauʻia ka huahana o ka hoʻokuʻuʻana i kēia manawa a me ka manawa hoʻokuʻu, aʻo ka mana i koe e like me kaʻokoʻa ma waena o ka mana mua a me ka mana i pau. ʻO ka manaʻo makemakika SOC ma waena o ka voltage kaapuni wehe a me ka hoʻohui hoʻokahi hola:

Ma kahi o CN ka mana helu; ʻO η ka pono o ka hoʻokuʻu ʻana; ʻO T ka wela hoʻohana ʻana i ka pākaukau; ʻO wau ke au o ka pākaukau; ʻo t ka manawa hoʻokuʻu ʻana o ka pākaukau.

ʻO DOD (Depth of Discharge) ka hohonu o ka hoʻokuʻu ʻana, kahi ana o ke degere hoʻokuʻu, ʻo ia ka pakeneka o ka hiki ke hoʻokuʻu i ka nui o ka hoʻokuʻu ʻana. ʻO ka hohonu o ka hoʻokuʻu ʻana he pilina nui me ke ola o ka pākaukau: ʻoi aku ka hohonu o ka hohonu o ka hoʻokuʻu ʻana, ʻoi aku ka pōkole o ke ola. Ua helu ʻia ka pilina no SOC = 100% -DOD

4) Ka ikehu a me ka ikehu kiko

ʻO ka ikehu uila i hiki i ka pila ke hoʻopuka ma ka hana ʻana i waho ma lalo o kekahi mau kūlana i kapa ʻia ʻo ka ikehu o ka pākaukau, a ua hōʻike ʻia ka ʻāpana i ka wh. Ma ke kaʻe hoʻokuʻu, helu ʻia ka ikehu penei: W = U (t) * I (t) dt. I ka hoʻokuʻu ʻana o kēia manawa, W = I * U (t) dt = It * u (u ka awelika o ka hoʻokuʻu ʻana, t ka manawa hoʻokuʻu)

a. Ka ikehu manaʻo

Aia ke kaʻina hana hoʻokuʻu o ka pākaukau i kahi kūlana kaulike, a mālama ka volta hoʻokuʻu i ka waiwai o ka ikaika electromotive (E), a ʻo 100% ka hoʻohana ʻana o ka mea hana. Ma lalo o kēia kūlana, ʻo ka ikehu hoʻopuka o ka pākaukau ka ikehu theoretical, ʻo ia hoʻi, ka hana kiʻekiʻe loa i hana ʻia e ka pākaukau reversible ma lalo o ka mahana mau a me ke kaomi.

b. ʻO ka ikehu maoli

Ua kapa ʻia ka ikehu maoli o ka hoʻokuʻu ʻana i ka pākaukau ʻo ka ikehu maoli, nā lula ʻoihana kaʻa uila ("GB / T 31486-2015 Power Battery Electrical Performance Requirements and Test Methods for Electric Vehicles"), ka pākaukau ma ka lumi lumi me 1I1 (A ) ka hoʻokuʻu ʻana i kēia manawa, e hiki i ka ikehu (Wh) i hoʻokuʻu ʻia e ka voluma hoʻopau, i kapa ʻia ka ikehu helu.

c. ikehu kiko

ʻO ka ikehu i hāʻawi ʻia e ka pākaukau no kēlā me kēia ʻāpana nui a me ka leo pākahi i kapa ʻia ʻo mass specific energy a i ʻole volume specific energy, i kapa ʻia hoʻi ka ikehu ikehu. Ma nā ʻāpana wh / kg a i ʻole wh / L.

[Ke ʻano kumu o ka pihi hoʻokuʻu]

ʻO ke ʻano maʻamau o ka pihi hoʻokuʻu ʻana ʻo ia ka pihi manawa-volt a me ka manawa o kēia manawa. Ma o ka hoʻololi ʻana i ka helu axis manawa, loaʻa i ka pihi hoʻokuʻu maʻamau ka pihi volta-capacity (ka mana kikoʻī), ka pihi uila-ikaika (kūikawā kikoʻī), ka pihi voltage-SOC a pēlā aku.

(1) Voltage-manawa a me ka manawa o kēia manawa

Kiʻi 9 Voltage-manawa a me kēia manawa-manawa

(2) Pihi kaha-kaumaha

Kiʻi 10 ʻO ke kaha puʻupuʻu Voltage

3

Kiʻi Kiʻi 11. ʻAha Voltage-energy

[palapala kuhikuhi]

• ʻO Wang Chao, et al. ʻO ka hoʻohālikelike ʻana i nā hiʻohiʻona o ka hoʻopiʻi a me ka hoʻokuʻu ʻana o ka mana mau a me ka mana mau i nā ʻenehana mālama uila electrochemical [J]. ʻepekema mālama ikehu a me ʻenehana.2017(06):1313-1320.
• Eom KS，Joshi T，Bordes A，et al. ʻO ka hoʻolālā ʻana o kahi pākahiko liʻiliʻi piha Li-ion e hoʻohana ana i kahi nano silicon a nano multi-layer graphene composite anode[J]
• ʻO Guo Jipeng, et al. Hoʻohālikelike i nā hiʻohiʻona hoʻāʻo mana mau a me nā ʻano hoʻāʻo mau o nā pā lithium hao phosphate [J] .
• Marinaro M，Yoon D，Gabrielli G，et al.High performance 1.2 Ah Si-alloy/Graphite|LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2 prototype Li-ion kele[J]. Journal of Power Sources.2017，357(Hoʻohui C):188-197.