Étude sur la représentation de décharge de charge de la température de ciel et terre du lithium Ion Battery
Avec la densité de haute énergie, la flexibilité de conception, la longue vie de cycle, aucun effet de mémoire, le bas taux de décharge spontanée et aucune pollution à l'environnement, batteries lithium-ion n'ont été de plus en plus très utilisés dans le matériel électronique mobile, les véhicules électriques, l'industrie de défense nationale et d'autres domaines de pointe. Cependant, en raison de l'environnement dur de service dans les domaines de véhicules électriques, aérospatiaux et militaires, batterie d'ion de lithium est prié d'être employé dans une température ambiante large, qui a attiré beaucoup d'attention en raison de ses performances de la température de ciel et terre. Ce document passe un modèle amélioré commercialisé domestique de recherches scientifiques de batterie lithium-ion comme objet de recherches, et des examens ses performances dans des conditions de la température de ciel et terre, qui fournissent une certaine référence pour que les fabricants améliorent la technologie de batterie.
1. Expérience
1,1 instruments et matériaux
Instruments expérimentaux : système de test de performances de batterie de haute précision, chambre anti-déflagrante d'essai de la température du ciel et terre ly-2480, chambre anti-déflagrante d'essai de la température du ciel et terre ly-2800
Batterie expérimentale : cellule de batterie domestique, tension nominale 37 V, capacité nominale 11 oh.
1,2 méthodes expérimentales et conditions
(1) préparation avant essai :
a. La batterie utilisée dans l'expérience a été stablement faite un cycle pendant 5 fois à la température ambiante (℃ de 23 ± 2). États de charge et de décharge : chargez la batterie à 4,2 V de 3500 actuels constants de mA et à 350 mA de la tension constante ; Mis de côté pour 1H entre la charge et la décharge ; Décharge à 27 V avec le courant constant de 3 500 mA.
b. La batterie a été maintenue - le ℃ 20 le ℃ et 65 pendant 6 heures, et puis les expériences de charge et de décharge ont été effectués aux différentes températures (- le ℃ 20 au ℃ et 65).
(2) charge et décharge de la température de ciel et terre
Placez la batterie dans la boîte anti-déflagrante à hautes températures (le ℃ 65) ou la boîte réglementaire de la température et d'humidité (- ℃ 20), la chargent à 42 V de 3500 actuels constants de mA et à 350 mA de la tension constante ; Mis de côté pour 1 h entre la charge et la décharge ; Décharge à 2 7 V avec le courant constant de 3500 mA.
2. Résultats et discussion expérimentaux
performances de décharge de charge de la basse température 1,1 de batterie d'ion de lithium.
La courbe de remplissage de la batterie à la température ambiante (℃ de 23 ± 2) et basse température (- ℃ 20) est montré sur le schéma 1.
Le tableau 1 montre les valeurs de la capacité de remplissage constante de tension actuelle et constante et de la capacité de remplissage totale de la batterie à la température ambiante et à la basse température. Il peut voir du schéma 1 et le tableau 1 qui a rivalisé avec le processus de remplissage de la température normale, la tension terminale de la batterie dans les augmentations de remplissage actuelles constantes de processus à la basse température (probablement parce que la polarisation de la batterie est relativement grande dans des conditions de basse température, et le changement correspondant de tension est relativement grand), les diminutions de remplissage actuelles constantes de temps, et le temps de remplissage de tension constante est sensiblement prolongé, ayant pour résultat une augmentation de la tension de charge moyenne de la batterie, réduite charger l'efficacité. À la température ambiante, le rapport de la capacité de remplissage actuelle constante de se monter à la capacité de remplissage est 52% ; Quand la température chute à - le ℃ 20, le rapport de la capacité de remplissage actuelle constante de se monter à la capacité de remplissage est seulement 6,2%. Analyse de cause : à la basse température, l'activité chimique des substances actives dans les diminutions de batterie ; Une partie du dissolvant dans l'électrolyte solidifie, ayant pour résultat la réduction du nombre de migration allumée et de la diminution de la conductivité électrique ; En cours de chargement de batterie, un grand nombre de dépôt de lithium en métal se produit, les augmentations de polarisation de concentration, et les augmentations de tension rapidement.
Les courbes de décharge de la batterie à la température ambiante (℃ de 23 ± 2) et basse température - le ℃ 20 sont montrés sur le schéma 2.
Il peut voir de la figure qui - au ℃ 20, à la tension terminale de la batterie lithium-ion pendant des diminutions de décharge, les diminutions moyennes de tension de décharge, et les diminutions de plate-forme de tension de décharge plus rapidement que cela à la température ambiante. Ceci peut être dû à la diminution de la conductivité ionique de l'électrolyte à la basse température, ayant pour résultat l'augmentation de la polarisation ohmique, de la polarisation de concentration et de la polarisation électrochimique à la basse température, qui est montrée comme diminution de tension de décharge sur la courbe de décharge de batterie. Pour sa capacité, en raison de la basse efficacité de remplissage à la basse température, sa capacité de décharge diminue également en conséquence. Du point de vue microscopique de la batterie, basse température (< 0="">
Les courbes de remplissage de la batterie à la température ambiante (℃ de 23 ± 2) et ℃ 65 à hautes températures sont montrés sur le schéma 3.
Le tableau 2 montre les valeurs de la capacité de remplissage constante de tension actuelle et constante et de la capacité de remplissage totale de la batterie à la température ambiante et à la basse température.
Il peut voir de fig. 3 et du tableau 2 qui ont rivalisé avec le processus de remplissage de la température normale, la tension de charge de la batterie aux hausses à hautes températures rapidement à la tension de remplissage de limite ; Le temps de remplissage actuel constant est évidemment réduit, alors que le temps de remplissage de tension constante est presque 0, et les fins de processus de remplissage entières rapidement. Après que la batterie soit stockée au ℃ 65 pendant une période, la capacité chargée dans cette condition est seulement 20,8% de la température normale. Ceci peut être dû au changement du film de SEI sur la surface des matériaux positifs et négatifs de la batterie en chargeant à température élevée, certaines réactions secondaires d'électrolyte peuvent se produire à la haute température, à la réduction de la quantité de lithium actif et à certains changements irréversibles de la structure interne de la batterie, ayant pour résultat l'augmentation de la résistance interne de la batterie. En même temps, quelques additifs dans la batterie favorisent l'amélioration des performances de batterie à la température ambiante, mais ils peuvent ne pas avoir le même effet à température élevée.
Les courbes de décharge de la batterie à la température ambiante (℃ de 23 ± 2) et ℃ 65 à hautes températures sont montrés sur le schéma 4.
Il peut voir de la figure qui au ℃ 65, à la tension commençante de décharge des diminutions de batterie lithium-ion de manière significative et aux diminutions de temps de décharge ; En même temps, la capacité de remplissage est due réduit à la diminution de la capacité de remplissage d'acceptation, ainsi la capacité de décharge est basse. Alors la batterie a été placée à la température ambiante pendant une période. Après qu'elle ait été stable, l'expérience de charge et de décharge a été effectuée. On l'a constaté que le changement provoqué par haute température a montré l'irrévocabilité sérieuse. Ceci peut être dû à la décomposition de l'électrolyte de batterie dans des conditions à hautes températures ou des changements irréversibles de la structure des matériaux de batterie, ayant pour résultat la diminution de la plate-forme de tension de charge et de décharge et la capacité dans des conditions à hautes températures. Après que la batterie soit chargée et déchargée à température élevée, la batterie est placée à la température ambiante et observée sans déformation, explosion et d'autres phénomènes. Ces index répondent aux exigences des normes de batterie.
3. Conclusion
En ce document, les performances de charge et de décharge de la batterie à la basse température - le ℃ 20 et le ℃ 65 à hautes températures est examiné. La recherche prouve que la forme de la batterie ne change pas après avoir été mis de côté à la basse température - le ℃ 20, et la capacité de remplissage à la basse température est 83% de cela à la température normale ; Après que la batterie soit mise de côté au ℃ 65, la capacité chargée à température élevée est seulement 20,8% de la température normale, et la capacité ne peut pas être reconstituée après que la batterie soit reconstituée à la température normale. Il peut voir que les performances de remplissage et de décharge à basse température de la batterie sont meilleures que ses performances à hautes températures, mais chacun des deux sont plus mauvaises que la température normale chargeant et déchargeant des performances. Pour les raisons spécifiques de la charge et de la décharge de batterie dans des conditions de la température de ciel et terre, nous ferons davantage de recherche dans les essais suivants.
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