Litiumbatterier brukes i økende grad i diverse digitale enheter som bærbare datamaskiner, digitale kameraer og digitale videokameraer. I tillegg har de også brede muligheter i biler, mobile basestasjoner og kraftverk for energilagring. I dette tilfellet brukes ikke lenger batterier alene som i mobiltelefoner, men mer i form av serie- eller parallelle batteripakker.
Batteripakkens kapasitet og levetid er ikke bare relatert til hvert enkelt batteri, men også relatert til konsistensen mellom hvert batteri. Dårlig konsistens vil redusere batteripakkens ytelse betraktelig. Konsistensen av selvutlading er en viktig del av de påvirkende faktorene. Et batteri med ujevn selvutlading vil ha en stor forskjell i SOC etter en periode med lagring, noe som vil påvirke kapasiteten og sikkerheten i stor grad.
Hvorfor oppstår selvutladning?
Når batteriet er åpent, skjer ikke reaksjonen ovenfor, men strømmen vil fortsatt reduseres, noe som hovedsakelig skyldes batteriets selvutlading. Hovedårsakene til selvutlading er:
a. Intern elektronlekkasje forårsaket av lokal elektronledning av elektrolytten eller andre interne kortslutninger.
b. Ekstern elektrisk lekkasje på grunn av dårlig isolasjon av batteripakninger eller tetninger eller utilstrekkelig motstand mellom eksterne ledningsskall (eksterne ledere, fuktighet).
c. Elektrode/elektrolytt-reaksjoner, som korrosjon av anoden eller reduksjon av katoden på grunn av elektrolytt og urenheter.
d. Delvis nedbrytning av elektrodens aktive materiale.
e. Passivering av elektroder på grunn av nedbrytningsprodukter (uløselige stoffer og adsorberte gasser).
f. Elektroden er mekanisk slitt, eller motstanden mellom elektroden og strømoppsamleren blir større.
Påvirkning av selvutladning
Selvutlading fører til kapasitetsfall under lagring.Flere typiske problemer forårsaket av overdreven selvutlading:
1. Bilen har stått parkert for lenge og kan ikke startes;
2. Før batteriet lagres, er spenningen og andre ting normale, og det viser seg at spenningen er lav eller til og med null når det sendes;
3. Om sommeren, hvis bilens GPS er plassert i bilen, vil strømforbruket eller brukstiden være åpenbart utilstrekkelig etter en stund, selv med batteriutladning.
Selvutlading fører til økte SOC-forskjeller mellom batterier og redusert batteripakkekapasitet
På grunn av batteriets inkonsistente selvutlading vil SOC-en til batteriet i batteripakken være forskjellig etter lagring, og batteriets ytelse vil reduseres. Kunder kan ofte oppleve problemer med ytelsesforringelse etter å ha mottatt et batteri som har vært lagret over en periode. Når SOC-forskjellen når omtrent 20 %, er kapasiteten til det kombinerte batteriet bare 60 % ~ 70 %.
Hvordan løse problemet med store SOC-forskjeller forårsaket av selvutlading?
Enkelt sagt trenger vi bare å balansere batteristrømmen og overføre energien fra høyspenningscellen til lavspenningscellen. Det finnes for tiden to måter: passiv balansering og aktiv balansering.
Passiv utjevning er å koble en balanseringsmotstand parallelt med hver battericelle. Når en celle når en overspenning i forveien, kan batteriet fortsatt lades og lade andre lavspenningsbatterier. Effektiviteten til denne utjevningsmetoden er ikke høy, og energitapet går tapt i form av varme. Utjevningen må utføres i lademodus, og utjevningsstrømmen er vanligvis 30 mA til 100 mA.
Aktiv equalizerbalanserer generelt batteriet ved å overføre energi og overfører energien fra celler med for høy spenning til noen celler med lav spenning. Denne utjevningsmetoden har høy effektivitet og kan utjevnes i både lade- og utladningstilstand. Utjevningsstrømmen er dusinvis av ganger større enn den passive utjevningsstrømmen, vanligvis mellom 1A-10A.
Publisert: 17. juni 2023
