कारकहरूले लिथियम ब्याट्रीको स्वास्थ्यलाई असर गर्छ

लिथियम ब्याट्रीको बुढो हुनु भनेको दीर्घकालीन क्रमिक प्रक्रिया हो, र ब्याट्रीको स्वास्थ्य विभिन्न कारकहरू जस्तै तापक्रम, वर्तमान दर र कट-अफ भोल्टेजले प्रभावित हुन्छ। हाल, ब्याट्री स्वास्थ्य स्थितिको अनुसन्धान र मोडेलिङ विश्लेषणमा केही उपलब्धिहरू भएका छन्। सम्बन्धित अनुसन्धानले ब्याट्री डिग्रेडेसन मेकानिज्म र एजिङ फ्याक्टर एनालिसिस, ब्याट्री स्वास्थ्य व्यवस्थापन, ब्याट्री स्थिति अनुगमन र अनुमान, ब्याट्री जीवन भविष्यवाणी, आदि समावेश गर्दछ।

यद्यपि, स्वास्थ्य मूल्याङ्कनको लिथियम ब्याट्री अवस्थाको तुलनात्मक रूपमा पूर्ण सारांश र समीक्षाको अझै अभाव छ। यस पेपरले व्यवस्थित रूपमा ब्याट्रीको स्वास्थ्य अवस्थाको अनुसन्धान स्थिति र प्रगतिलाई पाँच पक्षहरूबाट परिचय गराउँछ: परिभाषा, प्रभावकारी कारकहरू, मूल्याङ्कन मोडेल, अनुसन्धान कठिनाइहरू र ब्याट्रीको स्वास्थ्य अवस्थाको अनुसन्धान महत्त्व।

1. ब्याट्री स्वास्थ्य स्थिति को परिभाषा

ब्याट्री SOH ले नयाँ ब्याट्रीको सापेक्ष विद्युतीय ऊर्जा भण्डारण गर्न हालको ब्याट्रीको क्षमतालाई चित्रण गर्दछ, र प्रतिशतको रूपमा ब्याट्रीको जीवनको सुरुदेखि यसको जीवनको अन्त्यसम्मको अवस्थालाई प्रतिनिधित्व गर्दछ। ब्याट्रीहरूको धेरै प्रदर्शन सूचकहरू छन्। SOH को स्वदेश र विदेशमा धेरै परिभाषाहरू छन्, तर अवधारणामा एकताको कमी छ। वर्तमानमा, SOH को परिभाषा मुख्यतया धेरै पक्षहरूमा प्रतिबिम्बित हुन्छ जस्तै क्षमता, बिजुली, आन्तरिक प्रतिरोध, चक्र समय र शिखर शक्ति।

1 क्षमता परिभाषा SOH

ब्याट्री क्षमता क्षय द्वारा SOH को परिभाषा मा धेरै साहित्यहरू छन्, र SOH को परिभाषा निम्नानुसार दिइएको छ: सूत्रमा: केज ब्याट्री को वर्तमान क्षमता हो; क्रेटेड भनेको ब्याट्रीको मूल्याङ्कन क्षमता हो।


2 विद्युत परिभाषा SOH

बिजुली खपतको लागि SOH को परिभाषा क्षमताको परिभाषासँग मिल्दोजुल्दो छ, किनभने ब्याट्रीको मूल्याङ्कन क्षमतामा वास्तविक प्रभावकारी क्षमता र अधिकतम क्षमता हुन्छ, र ब्याट्रीको वास्तविक क्षमता नाममात्र मूल्याङ्कन क्षमता भन्दा केही फरक हुन्छ, त्यसैले केही साहित्यहरूले परिभाषित गर्दछ। ब्याट्री डिस्चार्ज क्षमता को परिप्रेक्ष्य देखि SOH।


3 आन्तरिक प्रतिरोधले SOH लाई परिभाषित गर्दछ

ब्याट्रीको आन्तरिक प्रतिरोधको वृद्धि ब्याट्रीको बुढ्यौलीको एक महत्त्वपूर्ण अभिव्यक्ति हो, र यो ब्याट्रीको थप बुढो हुनुको कारण पनि हो। धेरै साहित्यहरूले SOH परिभाषित गर्न आन्तरिक प्रतिरोध प्रयोग गर्दछ।


4 बाँकी चक्रहरूको संख्याले SOH लाई परिभाषित गर्दछ

SOH परिभाषित गर्न क्षमता र आन्तरिक प्रतिरोध जस्ता ब्याट्री प्रदर्शन सूचकहरू प्रयोग गर्नुको अतिरिक्त, ब्याट्रीको बाँकी चक्रहरूको संख्याद्वारा ब्याट्रीको SOH परिभाषित गर्ने साहित्यहरू पनि छन्।

माथिका चार प्रकारका ब्याट्रीहरूको SOH परिभाषाहरू साहित्यमा अपेक्षाकृत सामान्य छन्। क्षमता र बिजुलीको परिभाषा अत्यधिक अपरेटिबल छ, तर क्षमता ब्याट्रीको बाह्य प्रदर्शन हो, जबकि आन्तरिक प्रतिरोध र बाँकी समयको परिभाषाको अपरेटिबिलिटी बलियो छैन। आन्तरिक प्रतिरोध SOC र तापमानसँग सम्बन्धित छ, र यो मापन गर्न सजिलो छैन। बाँकी चक्रहरूको संख्या र चक्रहरूको कुल संख्या मापन गर्न सजिलो छैन। सही भविष्यवाणी गर्न सकिँदैन।

2. लिथियम ब्याट्रीहरूको स्वास्थ्य स्थितिलाई असर गर्ने कारकहरू

हालैका वर्षहरूमा, धेरै स्वदेशी र विदेशी साहित्यहरूले लिथियम ब्याट्रीहरूको बुढ्यौली संयन्त्र र कानूनको अध्ययन गरेका छन्। यो सामान्यतया विश्वास गरिन्छ कि लिथियम आयन जम्मा, SEI फिल्म मोटो हुनु र सक्रिय सामग्रीको हानि ब्याट्री बुढ्यौली र क्षमता क्षयको मुख्य कारण हो। लिथियम ब्याट्रीको दुरुपयोगले ब्याट्रीको उमेर बढ्छ, र ब्याट्रीको सामान्य चार्ज र डिस्चार्जले पनि ब्याट्रीको स्वास्थ्यलाई असर गर्छ र ब्याट्रीको उमेर बढ्छ।

1 ब्याट्री SOH मा तापमान को प्रभाव

तापक्रम सामान्यतया ब्याट्रीको स्वास्थ्यलाई असर गर्ने मुख्य कारक मानिन्छ। तापक्रमले ब्याट्रीको कार्यसम्पादनमा दोहोरो प्रभाव पार्छ। एकातिर, उच्च तापक्रमले ब्याट्री भित्रको रासायनिक प्रतिक्रियालाई गति दिन्छ र ब्याट्रीको दक्षता र कार्यसम्पादनमा सुधार गर्छ। एकै समयमा, उच्च तापक्रमले केही अपरिवर्तनीय रासायनिक प्रतिक्रियाहरूलाई पनि गति दिनेछ। प्रतिक्रिया हुन्छ, ब्याट्री को सक्रिय सामाग्री मा कमी को परिणामस्वरूप, ब्याट्री को उमेर र क्षमता क्षय को कारण। प्रयोगात्मक डेटाले देखाउँछ कि उच्च तापक्रमले ब्याट्री इलेक्ट्रोडको SEI फिल्मको वृद्धिलाई गति दिनेछ, र SEI फिल्ममा प्रवेश गर्ने लिथियम आयनहरूको कठिनाई बढ्नेछ, जुन ब्याट्रीको आन्तरिक प्रतिरोधमा वृद्धि भएको बराबर हो।

2 ब्याट्री SOH मा चार्ज र डिस्चार्ज वर्तमान दर को प्रभाव

चार्ज र डिस्चार्ज दरले ब्याट्रीको जीवनलाई असर गर्नेछ। सोनी 18650 ब्याट्री तीन फरक डिस्चार्ज दरहरूमा 300 चक्रहरूको लागि परीक्षण गरिएको थियो। एकै समयमा, उच्च-दर डिस्चार्जले ब्याट्री भित्र थप गर्मी उत्पन्न गर्नेछ, जसले ब्याट्रीको बुढ्यौलीलाई गति दिनेछ। यो इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोप अन्तर्गत अवलोकन गरिएको छ कि उच्च-दर डिस्चार्ज ब्याट्रीको इलेक्ट्रोड सतहमा SEI फिल्म कम-दर डिस्चार्ज भन्दा मोटो हुन्छ।


3 ब्याट्री SOH मा डिस्चार्ज को गहिराई को प्रभाव

ब्याट्रीको चार्ज र डिस्चार्जको गहिराइले ब्याट्रीको स्वास्थ्य र बुढ्यौलीमा असर गर्छ। यो विश्वास गरिन्छ कि ब्याट्रीले कुल स्थानान्तरण ऊर्जा संचित गरेको छ, र ब्याट्रीको क्षमता क्षय र बुढ्यौली विश्लेषण कुल स्थानान्तरण ऊर्जाको आधारमा गरिन्छ। Gao Fei et al। ब्याट्रीको संचयी स्थानान्तरण ऊर्जा र ब्याट्रीको क्षमता क्षय बीचको सम्बन्धलाई लिथियम ब्याट्रीहरूको विभिन्न डिस्चार्ज गहिराइको चक्र परीक्षणहरू मार्फत विश्लेषण गर्‍यो, र निष्कर्ष निकाल्यो कि ब्याट्री क्षमता 85% मा क्षय हुनु अघि, ब्याट्रीको संचयी स्थानान्तरण ऊर्जा हुन्छ। गहिरो चार्ज र गहिरो डिस्चार्ज र ब्याट्री क्षमता क्षय मा। उथले चार्जिङ र उथले डिस्चार्जिङका दुई मोडहरू मूलतया समान छन्। जब ब्याट्री क्षमता 85% ~ 75% मा क्षय हुन्छ, ब्याट्रीको संचयी स्थानान्तरण ऊर्जा र ऊर्जा दक्षता उथला चार्ज र उथला डिस्चार्ज मोड भन्दा राम्रो हुन्छ।

4 ब्याट्री SOH मा चक्र अन्तराल को प्रभाव

ब्याट्री चार्ज-डिस्चार्ज चक्र अन्तरालले ब्याट्री बुढ्यौली प्रक्रियालाई पनि असर गर्छ। चार्ज-डिस्चार्ज ब्याट्रीको आन्तरिक प्रतिरोध विभिन्न चक्र अन्तरालहरूको लागि फरक छ। तसर्थ, चक्रको समयमा ब्याट्रीको ताप र प्रतिक्रिया अलिक फरक हुन्छ, जसले ब्याट्रीको स्वास्थ्य र लामो समयको उमेरमा असर गर्छ। तसर्थ, केही विशेषज्ञहरूले ब्याट्री SOC दायरा 20% ~ 80% रहेको सुझाव दिन्छ, जुन ब्याट्री स्वास्थ्य र चक्र जीवनको लागि लाभदायक छ।


5 ब्याट्री SOH मा चार्ज-डिस्चार्ज कट-अफ भोल्टेजको प्रभाव

ब्याट्रीको ओभरचार्ज र ओभरडिस्चार्जले ब्याट्रीको स्वास्थ्यलाई असर गर्छ, र अनुपयुक्त माथिल्लो र तल्लो भोल्टेज सीमाहरूले ब्याट्रीलाई असर गर्नेछ। डिस्चार्ज कट-अफ भोल्टेज जति कम हुन्छ, ब्याट्रीको आन्तरिक प्रतिरोध उति नै बढी हुन्छ, जसले गर्दा ब्याट्रीको आन्तरिक तताउने, साइड प्रतिक्रियाहरू बढ्छ, ब्याट्री सक्रिय सामग्रीको कमी हुन्छ र नकारात्मक ग्रेफाइट पानाको पतन हुन्छ, द्रुत उमेर बढ्छ र क्षमताको क्षय हुन्छ। ब्याट्री। अत्यधिक चार्जिंग कट-अफ भोल्टेजले ब्याट्रीको आन्तरिक प्रतिरोध बढाउँछ, ब्याट्रीको आन्तरिक ताप बढ्छ, र ओभरचार्जले नकारात्मक इलेक्ट्रोडको "लिथियम वर्षा" घटना र साइड प्रतिक्रियाहरूमा समान वृद्धि निम्त्याउँछ, जसले क्षमतालाई असर गर्छ। र ब्याट्री को उमेर।


सारांशमा, अपरेटिङ तापक्रम, चार्ज-डिस्चार्ज दर, डिस्चार्जको गहिराइ, चक्र अन्तराल र ब्याट्रीको चार्ज-डिस्चार्ज कट-अफ भोल्टेजले ब्याट्रीको स्वास्थ्य र जीवनमा प्रभाव पार्छ। हाल, ब्याट्री स्वास्थ्य स्थिति को प्रभावकारी कारक मा अनुसन्धान गुणात्मक अनुसन्धान चरण मा छ। ब्याट्री बुढ्यौलीमा प्रभाव पार्ने यी कारकहरूको मात्रात्मक विश्लेषण र यी कारकहरू बीचको युग्मन सम्बन्ध अनुसन्धानका कठिनाइहरू र भविष्यमा ब्याट्री स्वास्थ्य र जीवनको अनुसन्धान हटस्पट हुन्।