Podczas procesu ładowania i rozładowywania akumulatora, wraz ze zmianą głębokości ładowania i rozładowania, napięcie również stale się zmienia. Jeśli zastosujemy pojemność jako współrzędną poziomą i napięcie jako współrzędną pionową, możemy otrzymać prostą krzywą ładowania i rozładowania, która zawiera wiele wskazówek na temat wydajności elektrycznej akumulatora. Te krzywe narysowane z parametrami ogniwa akumulatorowego, takimi jak czas, pojemność, SOC, napięcie itp. biorące udział w ładowaniu i rozładowywaniu jako współrzędne, nazywane są krzywymi ładowania i rozładowania. Oto kilka typowych krzywych ładowania i rozładowania.
Krzywa czasu-prądu/napięcia
● Prąd stały
Podczas ładowania i rozładowywania prądem stałym prąd jest stały, a jednocześnie rejestrowana jest zmiana napięcia na zaciskach akumulatora, co często wykorzystuje się do wykrywania charakterystyki rozładowania akumulatora. Podczas procesu rozładowania prąd rozładowania pozostaje niezmieniony, napięcie akumulatora maleje, a moc rozładowania również nadal maleje. Przykładową krzywą pokazano na poniższym rysunku.
● Stały prąd i stałe napięcie (ładowanie)
W porównaniu z ładowaniem prądem stałym, ładowanie prądem stałym napięciem charakteryzuje się procesem stałego napięcia na końcu ładowania. Pod koniec ładowania napięcie staje się stałe, gdy osiąga wartość docelową, natomiast prąd stopniowo maleje. Po osiągnięciu prądu odcięcia ładowanie prądem stałym kończy się. Ponieważ napięcie akumulatora ulega znacznym wahaniom po opuszczeniu okresu plateau, w przypadku kontynuacji ładowania prądem stałym akumulator nie może osiągnąć idealnego stanu pełnego naładowania. Dlatego konieczne jest przejście na napięcie stałe i zmniejszenie prądu, aby akumulator osiągnął jak największy stan naładowania. Przykładową krzywą pokazano na poniższym rysunku.
● Stała moc
Cały proces ładowania i rozładowywania odbywa się przy stałej mocy. Według P=UI napięcie stopniowo wzrasta, a prąd stopniowo maleje podczas ładowania ze stałą mocą, a napięcie stopniowo maleje, a prąd stopniowo wzrasta podczas rozładowywania ze stałą mocą. Zgodnie z konwencjonalnym napięciem odcięcia ładowania i rozładowywania akumulatora LFP 3,65-2,5 V, końcowy prąd rozładowania może osiągnąć prawie 1,5-krotność prądu końcowego ładowania. Przykładową krzywą pokazano na poniższym rysunku.
● Ciągły, przerywany, impulsowy
Przy stałym prądzie lub mocy funkcja pomiaru czasu służy do uzyskania ciągłej, przerywanej i impulsowej kontroli ładowania i rozładowania. Te specjalne tryby ładowania i rozładowywania są często stosowane do oceny wewnętrznej rezystancji prądu stałego akumulatora. Przykładową krzywą pokazano na poniższym rysunku.
Krzywa pojemność-napięcie
Oś pozioma krzywej pojemność-napięcie odzwierciedla pojemność ładowania i rozładowania akumulatora, stan naładowania i inne informacje, natomiast oś pionowa obejmuje platformę napięciową akumulatora, punkt przegięcia, polaryzację i inne informacje. Poniższy rysunek przedstawia krzywą rozładowania akumulatora litowo-żelazowo-fosforanowego w różnych temperaturach.
Krzywa stopy procentowej
Gęstość prądu wpływa na szybkość reakcji elektrochemicznej, zmieniając tym samym parametry użytkowe akumulatora. Przy porównywaniu akumulatorów o różnych pojemnościach nie ma zastosowania ten sam prąd, dlatego do określenia prądu względnego stosuje się współczynnik. Na przykład {{0}}.1C to 0,3A dla akumulatora 3Ah 18650 i 28A dla akumulatora pryzmatycznego 280Ah. Mówiąc najprościej, konkretna wartość prądu reprezentowana przez szybkość to szybkość pomnożona przez pojemność akumulatora.
Oznaczając pojemność akumulatora, należy wziąć pod uwagę prąd ładowania i rozładowania, ponieważ pojemność będzie różna przy różnych prędkościach. Na przykład, aby skalibrować pojemność baterii przy różnych szybkościach, można ustawić ją tak, aby zmieniała się krok po kroku wraz z częstotliwością cykli ładowania i rozładowywania, a następnie narysować krzywą szybkości, przedstawiając pojemność rozładowania jako oś pionową i liczbę ładowań i czasy rozładowania na osi poziomej.
Krzywa dQ/dV
Nazwa krzywej dQ/dV jest jej zmienną na osi Y, to znaczy szybkością zmian objętości na jednostkę przedziału napięcia. Pozioma oś krzywej dQ/dV to zazwyczaj SOC, pojemność lub napięcie, które odzwierciedla zmianę szybkości zmiany pojemności. Miejsce, w którym szybkość zmian jest duża, jest wyświetlane jako charakterystyczny pik na krzywej, co generalnie odpowiada procesowi reakcji elektrochemicznej.
Krzywa dQ/dV może nam powiedzieć, gdzie znajduje się platforma napięcia akumulatora, kiedy zachodzi reakcja elektrochemiczna i jak proces reakcji zmienia się wraz ze starzeniem się akumulatora i innymi zmianami stanu. Ogólnie rzecz biorąc, reakcje chemiczne są szybkie, więc punkty danych na krzywej wymagają większej dokładności. Dlatego wyjściowa krzywa dQ/dV ma pewne wymagania dotyczące gromadzenia surowych danych, w przeciwnym razie nie byłoby możliwe utworzenie krzywej z oczywistymi wartościami szczytowymi. Wykonując testy ładowania i rozładowania, można ustawić przedział napięcia ΔV=10~50 mV w celu gromadzenia danych lub przedział czasu Δt=10-50ms, a następnie przesiać surowe dane przy równych różnicach napięcia.
Poniższy rysunek przedstawia krzywą dQ/dV przy różnej liczbie cykli.
Krzywa cyklu
Wiemy, że żywotność baterii dzieli się na żywotność kalendarzową i żywotność cykliczną. Żywotność kalendarzowa to czas, po którym pojemność akumulatora spada w pewnym stopniu w przypadku naturalnego umieszczenia, natomiast cykl życia to liczba ciągłych ładowań i rozładowań akumulatora, aż do pewnego spadku jego pojemności. Cykl życia jest jednym z ważnych wskaźników pomiaru żywotności baterii.
Dane z testu cyklu akumulatorów litowo-jonowych obejmują akumulację danych dotyczących pojedynczego ładowania i rozładowania. Można wyodrębnić różne dane dotyczące pojedynczego ładowania i rozładowania, aby utworzyć wiele krzywych dla różnych aspektów analizy. Najprostsza krzywa trwałości cyklu przedstawia liczbę cykli na osi x oraz wydajność rozładowania lub współczynnik utrzymania pojemności na osi y, jak pokazano na poniższym rysunku. W miarę postępu cyklu pojemność akumulatora stale maleje, a system ładowania i rozładowywania ma znaczący wpływ na spadek pojemności akumulatora.
Można także porównać krzywe pojemności i napięcia ładowania i rozładowania w różnych momentach, jak pokazano na poniższym rysunku. W miarę postępu cyklu zmienia się napięcie początkowe ładowania i rozładowywania, zmienia się rezystancja wewnętrzna akumulatora prądu stałego, a pojemność ładowania i rozładowywania stopniowo maleje.
Oprócz powyższych dwóch typów, istnieje wiele innych krzywych z liczbą cykli na osi poziomej i parametrami, na które wpływa tłumienie cyklu akumulatora na osi pionowej, które odgrywają rolę w analizie czynników wpływających na żywotność cykliczną akumulatora komórka i przewidywanie cyklu życia. Jak pokazano na poniższym rysunku, odzwierciedla on teoretyczną wartość żywotności akumulatora, na którą wpływa poziom sprawności kulombowskiej. CE to wydajność kulombowska, Ck to współczynnik utrzymania pojemności, a k to liczba cykli.
TOB NEW ENERGY zapewnia pełen zestawtester bateriido badań i produkcji akumulatorów
