У процесі заряду та розряду батареї, у міру зміни глибини заряду та розряду, напруга також постійно змінюється. Якщо ми використовуємо ємність як горизонтальну координату, а напругу як вертикальну координату, ми можемо отримати просту криву заряду та розряду, яка містить багато підказок щодо електричних характеристик батареї. Ці криві, накреслені з такими параметрами елемента батареї, як час, ємність, SOC, напруга тощо, що беруть участь у заряді та розряді, як координати, називаються кривими заряду та розряду. Ось деякі загальні криві заряду та розряду.
Крива час-струм/напруга
● Постійний струм
Під час заряджання та розряджання постійним струмом струм є постійним, а зміна напруги на клемах акумулятора збирається одночасно, що часто використовується для визначення характеристик розряду акумулятора. У процесі розряду струм розряду залишається незмінним, напруга батареї знижується, а потужність розряду також продовжує зменшуватися. Зразкова крива показана на малюнку нижче.
● Постійний струм і постійна напруга (зарядка)
У порівнянні із заряджанням постійним струмом, зарядка постійним струмом і постійною напругою має процес постійної напруги в кінці заряджання. Після закінчення зарядки напруга стає постійною, коли вона досягає цільового значення, тоді як сила струму поступово зменшується. При досягненні струму відсічення зарядка постійної напруги постійного струму закінчується. Оскільки напруга батареї сильно коливається після виходу з періоду плато, якщо зарядка постійним струмом продовжується, батарея не може досягти ідеального стану повного заряду. Тому необхідно перейти на постійну напругу та зменшити силу струму, щоб забезпечити максимальний рівень заряду акумулятора. Зразкова крива показана на малюнку нижче.
● Постійна потужність
Весь процес заряджання та розряджання відбувається на постійній потужності. Відповідно до P=UI, напруга поступово зростає, а струм поступово зменшується під час постійного заряджання, а напруга поступово зменшується, а струм поступово збільшується під час постійного розряджання. Згідно зі звичайною напругою відсікання заряджання та розряджання LFP-батареї 3.65-2.5V, кінцевий струм розряду може майже в 1,5 рази перевищувати кінцевий струм заряджання. Приклад кривої показаний на малюнку нижче.
● Безперервний, переривчастий, пульсовий
За постійного струму або потужності функція синхронізації використовується для досягнення постійного, періодичного та імпульсного контролю заряду та розряду. Ці спеціальні режими заряду та розряду часто використовуються для оцінки внутрішнього опору батареї постійному струму. Зразкова крива показана на малюнку нижче.
Крива ємність-напруга
Горизонтальна вісь кривої ємність-напруга відображає зарядну та розрядну ємність акумулятора, стан заряду та іншу інформацію, тоді як вертикальна вісь включає платформу напруги акумулятора, точку перегину, поляризацію та іншу інформацію. На малюнку нижче представлена крива розряду літій-залізо-фосфатної батареї при різних температурах.
Крива курсу
Щільність струму впливає на швидкість електрохімічної реакції, таким чином змінюючи робочі параметри акумулятора. При порівнянні акумуляторів різної ємності однаковий струм не застосовується, тому для визначення відносного струму використовується показник. Наприклад, {{0}}.1C становить 0,3 A для батареї 18650 3Ah і 28A для призматичної батареї 280Ah. Простіше кажучи, конкретне значення струму, представлене швидкістю, є швидкістю, помноженою на ємність акумулятора.
При позначенні ємності акумулятора необхідно враховувати струм заряду і розряду, тому що ємність буде різною при різних показниках. Наприклад, щоб відкалібрувати ємність батареї з різною частотою, ви можете налаштувати її так, щоб вона змінювалася крок за кроком зі швидкістю циклу заряджання та розряджання, а потім намалюйте криву швидкості з розрядною ємністю на вертикальній осі та кількістю зарядів. і час розряду як горизонтальна вісь.
крива dQ/dV
Назва кривої dQ/dV — це її змінна осі Y, тобто швидкість зміни об’єму на одиницю інтервалу напруги. Горизонтальна вісь кривої dQ/dV зазвичай становить SOC, ємність або напругу, що відображає зміну швидкості зміни ємності. Місце, де швидкість зміни велика, відображається як характерний пік на кривій, що загалом відповідає процесу електрохімічної реакції.
Крива dQ/dV може сказати нам, де знаходиться платформа напруги батареї, коли відбувається електрохімічна реакція та як процес реакції змінюється зі старінням батареї та іншими змінами стану. Взагалі кажучи, хімічні реакції швидкі, тому точки даних на кривій вимагають більшої точності. Таким чином, вихідна крива dQ/dV має певні вимоги до збору необроблених даних, інакше неможливо зробити криву з явними піками. Виконуючи перевірки заряду та розряду, ви можете встановити інтервал напруги ΔV=10~50 мВ для збору даних або інтервал часу Δt=10-50мс, а потім перевірити необроблені дані з рівними різницями напруги.
На наступному малюнку показано криву dQ/dV за різної кількості циклів.
Крива циклу
Ми знаємо, що термін служби акумулятора поділяється на календарний і циклічний. Календарний термін служби – це час, потрібний для певної втрати ємності акумулятора за природного розміщення, тоді як термін служби циклу – це кількість разів, коли акумулятор безперервно заряджається та розряджається, доки його ємність певною мірою не зменшиться. Тривалість циклу є одним із важливих показників для вимірювання ефективності роботи батареї.
Дані циклічного випробування літій-іонних акумуляторів – це накопичення даних про один заряд і розряд. Різні одиничні дані про заряд і розряд можна отримати, щоб створити кілька кривих для різних аспектів аналізу. Найпростіша крива життєвого циклу складається з кількістю циклів на осі абсцис і ємністю розряду або коефіцієнтом збереження ємності на осі у, як показано на малюнку нижче. У міру проходження циклу ємність батареї продовжує падати, і система заряджання та розряджання має значний вплив на зниження ємності батареї.
Ви також можете порівняти криві ємність-напруга заряду та розряду в різний час, як показано на малюнку нижче. У міру проходження циклу початкова напруга заряду та розряду змінюється, внутрішній опір постійного струму батареї змінюється, а ємність заряду та розряду поступово зменшується.
На додаток до двох вищезазначених типів, існує багато інших кривих із кількістю циклів як горизонтальною віссю та параметрами, на які впливає загасання циклу батареї, як вертикальною віссю, які відіграють роль у аналізі факторів, що впливають на циклічний термін служби батареї. клітини та прогнозування життєвого циклу. Як показано на малюнку нижче, він відображає теоретичне значення тривалості циклу батареї, на яке впливає рівень кулонівської ефективності. CE — кулонівська ефективність, Ck — коефіцієнт збереження ємності, k — кількість циклів.
TOB NEW ENERGY надає повний комплекттестер акумуляторадля дослідження та виробництва акумуляторів
