För närvarande används litiumbatterier alltmer i olika digitala enheter som bärbara datorer, digitalkameror och digitala videokameror. Dessutom har de även breda möjligheter i bilar, mobila basstationer och kraftverk för energilagring. I detta fall förekommer användningen av batterier inte längre enbart som i mobiltelefoner, utan mer i form av serie- eller parallellkopplade batteripaket.
Batteripaketets kapacitet och livslängd är inte bara relaterad till varje enskilt batteri, utan också till jämnheten mellan varje batteri. Dålig jämnhet kommer att kraftigt försämra batteriets prestanda. Jämnheten i självurladdningen är en viktig del av de påverkande faktorerna. Ett batteri med ojämn självurladdning kommer att ha en stor skillnad i SOC efter en tids lagring, vilket i hög grad kommer att påverka dess kapacitet och säkerhet.
Varför uppstår självurladdning?
När batteriet är öppet sker inte ovanstående reaktion, men effekten minskar fortfarande, vilket huvudsakligen orsakas av batteriets självurladdning. De främsta orsakerna till självurladdning är:
a. Intern elektronläckage orsakat av lokal elektronledning i elektrolyten eller andra interna kortslutningar.
b. Extern elektrisk läckage på grund av dålig isolering av batteripackningar eller tätningar eller otillräckligt motstånd mellan externa ledningshöljen (externa ledare, fuktighet).
c. Elektrod/elektrolytreaktioner, såsom korrosion av anoden eller reduktion av katoden på grund av elektrolyt eller föroreningar.
d. Delvis nedbrytning av elektrodens aktiva material.
e. Passivering av elektroder på grund av sönderdelningsprodukter (olösliga ämnen och adsorberade gaser).
f. Elektroden är mekaniskt sliten eller resistansen mellan elektroden och strömavtagaren blir större.
Inverkan av självurladdning
Självurladdning leder till kapacitetsminskning under lagring.Flera typiska problem orsakade av överdriven självurladdning:
1. Bilen har varit parkerad för länge och kan inte startas;
2. Innan batteriet förvaras, är spänningen och andra saker normala, och det har konstaterats att spänningen är låg eller till och med noll när det skickas;
3. På sommaren, om bilens GPS placeras i bilen, kommer strömmen eller användningstiden att vara uppenbart otillräcklig efter en tid, även om batteriet är urladdat.
Självurladdning leder till ökade SOC-skillnader mellan batterier och minskad batterikapacitet
På grund av batteriets inkonsekventa självurladdning kommer batteriets SOC i batteripaketet att variera efter förvaring, och batteriets prestanda kommer att minska. Kunder kan ofta stöta på problem med prestandaförsämring efter att ha mottagit ett batteri som har förvarats under en tid. När SOC-skillnaden når cirka 20 %, är den kombinerade batteriets kapacitet endast 60%~70%.
Hur löser man problemet med stora SOC-skillnader orsakade av självurladdning?
Enkelt uttryckt behöver vi bara balansera batteriets effekt och överföra energin från högspänningscellen till lågspänningscellen. Det finns för närvarande två sätt: passiv balansering och aktiv balansering.
Passiv utjämning innebär att man parallellkopplar ett balanseringsmotstånd till varje battericell. När en cell når en överspänning i förväg kan batteriet fortfarande laddas och ladda andra lågspänningsbatterier. Verkningsgraden för denna utjämningsmetod är inte hög, och energiförlusten går förlorad i form av värme. Utjämningen måste utföras i laddningsläge, och utjämningsströmmen är i allmänhet 30 mA till 100 mA.
Aktiv equalizerbalanserar generellt batteriet genom att överföra energi och överför energin från celler med för hög spänning till vissa celler med låg spänning. Denna utjämningsmetod har hög effektivitet och kan utjämnas i både laddnings- och urladdningstillstånd. Dess utjämningsström är dussintals gånger större än den passiva utjämningsströmmen, vanligtvis mellan 1A-10A.
Publiceringstid: 17 juni 2023
