Under lade- og utladingsprosessen til batteriet, ettersom lade- og utladingsdybden endres, endres også spenningen hele tiden. Hvis vi bruker kapasitet som horisontal koordinat og spenning som vertikal koordinat, kan vi få en enkel lade- og utladningskurve, som inneholder mange ledetråder om batteriets elektriske ytelse. Disse kurvene tegnet med battericelleparametre som tid, kapasitet, SOC, spenning osv. involvert i ladning og utlading som koordinater kalles lade- og utladningskurver. Her er noen vanlige lade- og utladningskurver.
Tid-strøm/spenningskurve
● Konstant strøm
Under konstant strømlading og -utlading er strømmen konstant, og endringen av batteripolspenningen samles samtidig, som ofte brukes til å oppdage utladningskarakteristikkene til batteriet. Under utladingsprosessen forblir utladningsstrømmen uendret, batterispenningen synker, og utladningseffekten fortsetter også å avta. Prøvekurven er vist i figuren under.
● Konstant strøm og konstant spenning (lading)
Sammenlignet med konstant strømlading har konstant strøm konstant spenningslading en konstant spenningsprosess ved slutten av ladingen. Ved slutten av ladingen blir spenningen konstant når den når målverdien, mens strømmen avtar gradvis. Når avskjæringsstrømmen er nådd, avsluttes ladingen med konstant strøm konstant spenning. Siden batterispenningen svinger mye etter å ha forlatt platåperioden, hvis konstant strømlading fortsettes, kan ikke batteriet nå den ideelle fulladetilstanden. Derfor er det nødvendig å bytte til konstant spenning og redusere strømmen for å sikre at batteriet når en høyere ladetilstand så mye som mulig. Prøvekurven er vist i figuren under.
● Konstant kraft
Hele lade- og utladingsprosessen drives med konstant effekt. I følge P=UI øker spenningen gradvis og strømmen reduseres gradvis under konstant strømlading, og spenningen reduseres gradvis og strømmen øker gradvis under konstant strømutlading. I henhold til den konvensjonelle sperrespenningen for lading og utlading av LFP-batteri 3.65-2.5V, kan utladningssluttstrømmen nå nesten 1,5 ganger ladestrømmen. Eksempelkurven er vist i figuren under.
● Kontinuerlig, intermitterende, puls
Ved konstant strøm eller effekt brukes tidsfunksjonen for å oppnå kontinuerlig, intermitterende og pulsladings- og utladningskontroll. Disse spesielle lade- og utladingsregimene brukes ofte til å evaluere den interne DC-motstanden til batteriet. Prøvekurven er vist i figuren under.
Kapasitet-spenningskurve
Den horisontale aksen til kapasitet-spenningskurven reflekterer batteriets lade- og utladingskapasitet, ladetilstand og annen informasjon, mens den vertikale aksen inkluderer batteriets spenningsplattform, bøyningspunkt, polarisering og annen informasjon. Figuren nedenfor er en utladningskurve for et litiumjernfosfatbatteri ved forskjellige temperaturer.
Ratekurve
Strømtettheten påvirker hastigheten på elektrokjemisk reaksjon, og endrer dermed ytelsesparametrene til batteriet. Når man sammenligner batterier med forskjellig kapasitet, er den samme strømmen ikke aktuelt, så hastigheten brukes til å bestemme den relative strømmen. For eksempel er {{0}}.1C 0,3A for et 3Ah 18650 batteri, og 28A for et 280Ah prismatisk batteri. Enkelt sagt, den spesifikke gjeldende verdien representert av raten er raten multiplisert med batterikapasiteten.
Når du merker kapasiteten til et batteri, må lade- og utladningsstrømmen tas i betraktning, fordi kapasiteten vil være forskjellig med forskjellige hastigheter. For eksempel, for å kalibrere kapasiteten til et batteri ved forskjellige hastigheter, kan du sette det til å endre seg trinnvis med lade- og utladingssyklushastigheten, og deretter tegne en hastighetskurve med utladingskapasiteten som vertikal akse og antall ladninger og utladningstider som horisontal akse.
dQ/dV-kurve
Navnet på dQ/dV-kurven er dens y-aksevariabel, det vil si endringshastigheten til volumet per enhetsspenningsintervall. Den horisontale aksen til dQ/dV-kurven er vanligvis SOC, kapasitet eller spenning, som gjenspeiler endringen i kapasitetsendringshastigheten. Stedet hvor endringshastigheten er stor vises som en karakteristisk topp på kurven, som generelt tilsvarer en elektrokjemisk reaksjonsprosess.
dQ/dV-kurven kan fortelle oss hvor spenningsplattformen til batteriet er, når den elektrokjemiske reaksjonen inntreffer, og hvordan reaksjonsprosessen endres med batteriets aldring og andre tilstandsendringer. Generelt sett er kjemiske reaksjoner raske, så datapunktene på kurven krever høyere nøyaktighet. Derfor har utgangs-dQ/dV-kurven visse krav til innsamling av rådata, ellers er det umulig å lage en kurve med åpenbare topper. Når du utfører lade- og utladingstester, kan du stille inn spenningsintervalletΔV=10~50mV for å samle inn data, eller tidsintervalletΔt=10-50ms, og deretter screene rådataene med like spenningsforskjeller.
Følgende figur viser dQ/dV-kurven under forskjellig antall sykluser.
Sykluskurve
Vi vet at levetiden til et batteri er delt inn i kalenderlevetid og sykluslevetid. Kalenderlevetid er tiden det tar før batterikapasiteten tapes til en viss grad under naturlig plassering, mens sykluslevetid er antall ganger batteriet kontinuerlig lades og utlades til kapasiteten synker til en viss grad. Sykluslevetid er en av de viktige indikatorene for å måle ytelsen til batteriets levetid.
Syklustestdataene til litiumionbatterier er akkumulering av enkeltladings- og utladningsdata. Ulike enkeltladings- og utladningsdata kan trekkes ut for å lage flere kurver for ulike aspekter ved analyse. Den enkleste sykluslevetidskurven er med antall sykluser som x-aksen og utladningskapasiteten eller kapasitetsretensjonshastigheten som y-aksen, som vist i figuren nedenfor. Ettersom syklusen skrider frem, fortsetter batterikapasiteten å avta, og lade- og utladingssystemet har en betydelig innvirkning på batterikapasiteten.
Du kan også sammenligne kapasitet-spenningskurvene for ladning og utladning til forskjellige tider, som vist i figuren nedenfor. Ettersom syklusen skrider frem, skifter startspenningen for lading og utladning, den interne DC-motstanden til batteriet endres, og lade- og utladingskapasiteten avtar gradvis.
I tillegg til de to ovennevnte typene, er det mange andre kurver med antall sykluser som horisontal akse og parametere som påvirkes av batterisyklusdempning som vertikal akse, som spiller en rolle i å analysere faktorene som påvirker batteriets levetid. celle og forutsi sykluslivet. Som vist i figuren nedenfor, gjenspeiler den den teoretiske verdien av batterisyklusens levetid påvirket av coulomb-effektivitetsnivået. CE er coulomb-effektiviteten, Ck er kapasitetsretensjonshastigheten, og k er antall sykluser.
TOB NEW ENERGY gir et komplett sett medbatteritesterfor batteriforskning og produksjon
