Selama proses pengisian dan pengosongan baterai, seiring dengan perubahan kedalaman pengisian dan pengosongan, tegangan juga terus berubah. Jika kita menggunakan kapasitas sebagai koordinat horizontal dan tegangan sebagai koordinat vertikal, kita dapat memperoleh kurva pengisian dan pengosongan sederhana, yang berisi banyak petunjuk tentang kinerja kelistrikan baterai. Kurva yang digambar dengan parameter sel baterai seperti waktu, kapasitas, SOC, tegangan, dll. yang terlibat dalam pengisian dan pengosongan sebagai koordinat disebut kurva pengisian dan pengosongan. Berikut adalah beberapa kurva pengisian dan pengosongan yang umum.
Kurva waktu-arus/tegangan
● Arus konstan
Selama pengisian dan pengosongan arus konstan, arusnya konstan, dan perubahan tegangan terminal baterai dikumpulkan pada saat yang sama, yang sering digunakan untuk mendeteksi karakteristik pengosongan baterai. Selama proses pengosongan, arus pengosongan tetap tidak berubah, tegangan baterai menurun, dan daya pengosongan juga terus menurun. Kurva sampel ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
● Arus konstan dan tegangan konstan (pengisian)
Dibandingkan dengan pengisian arus konstan, pengisian tegangan konstan arus konstan memiliki proses tegangan konstan di akhir pengisian. Di akhir pengisian, tegangan menjadi konstan ketika mencapai nilai target, sedangkan arus berkurang secara bertahap. Ketika arus pemutusan tercapai, pengisian tegangan konstan arus konstan berakhir. Karena tegangan baterai sangat berfluktuasi setelah meninggalkan periode dataran tinggi, jika pengisian arus konstan terus dilakukan, baterai tidak dapat mencapai kondisi pengisian penuh yang ideal. Oleh karena itu, perlu untuk beralih ke tegangan konstan dan mengurangi arus untuk memastikan bahwa baterai mencapai tingkat pengisian daya yang lebih tinggi sebanyak mungkin. Kurva sampel ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
● Kekuatan konstan
Seluruh proses pengisian dan pengosongan dioperasikan pada daya konstan. Menurut P=UI, tegangan meningkat secara bertahap dan arus menurun secara bertahap selama pengisian daya konstan, dan tegangan secara bertahap menurun dan arus meningkat secara bertahap selama pemakaian daya konstan. Menurut tegangan pemutusan pengisian dan pengosongan konvensional baterai LFP 3.65-2.5V, arus ujung pelepasan dapat mencapai hampir 1,5 kali arus ujung pengisian. Contoh kurva ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
● Terus menerus, terputus-putus, berdenyut
Pada arus atau daya konstan, fungsi pengaturan waktu digunakan untuk mencapai kontrol pengisian dan pengosongan pulsa yang berkelanjutan, terputus-putus, dan terputus-putus. Rezim pengisian dan pengosongan khusus ini sering digunakan untuk mengevaluasi resistansi internal DC baterai. Kurva sampel ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Kurva kapasitas-tegangan
Sumbu horizontal dari kurva kapasitas-tegangan mencerminkan kapasitas pengisian dan pengosongan baterai, status pengisian daya, dan informasi lainnya, sedangkan sumbu vertikal mencakup platform tegangan baterai, titik belok, polarisasi, dan informasi lainnya. Gambar di bawah adalah kurva pelepasan baterai litium besi fosfat pada temperatur berbeda.
Kurva tarif
Kepadatan arus mempengaruhi laju reaksi elektrokimia, sehingga mengubah parameter kinerja baterai. Saat membandingkan baterai dengan kapasitas berbeda, arus yang sama tidak berlaku, sehingga laju digunakan untuk menentukan arus relatif. Misalnya, {{0}}.1C adalah 0,3A untuk baterai 3Ah 18650, dan 28A untuk baterai prismatik 280Ah. Sederhananya, nilai arus spesifik yang diwakili oleh laju adalah laju dikalikan dengan kapasitas baterai.
Saat menandai kapasitas baterai, arus pengisian dan pengosongan harus diperhitungkan, karena kapasitas akan berbeda pada kecepatan yang berbeda. Misalnya, untuk mengkalibrasi kapasitas baterai pada laju yang berbeda, Anda dapat mengaturnya agar berubah selangkah demi selangkah sesuai laju siklus pengisian dan pengosongan, lalu menggambar kurva laju dengan kapasitas pengosongan sebagai sumbu vertikal dan jumlah pengisian daya. dan waktu pelepasan sebagai sumbu horizontal.
kurva dQ/dV
Nama kurva dQ/dV adalah variabel sumbu y, yaitu laju perubahan volume per satuan interval tegangan. Sumbu horizontal kurva dQ/dV umumnya SOC, kapasitas atau tegangan, yang mencerminkan perubahan laju perubahan kapasitas. Tempat dimana laju perubahannya besar ditampilkan sebagai puncak karakteristik pada kurva, yang umumnya berhubungan dengan proses reaksi elektrokimia.
Kurva dQ/dV dapat memberi tahu kita di mana platform tegangan baterai berada, kapan reaksi elektrokimia terjadi, dan bagaimana proses reaksi berubah seiring bertambahnya usia baterai dan perubahan keadaan lainnya. Secara umum, reaksi kimia berlangsung cepat, sehingga titik data pada kurva memerlukan akurasi yang lebih tinggi. Oleh karena itu, kurva keluaran dQ/dV memiliki persyaratan tertentu untuk pengumpulan data mentah, jika tidak maka tidak mungkin membuat kurva dengan puncak yang jelas. Saat melakukan pengujian pengisian dan pengosongan, Anda dapat mengatur interval voltaseΔV=10~50mV untuk mengumpulkan data, atau interval waktuΔt=10-50ms, lalu menyaring data mentah dengan perbedaan voltase yang sama.
Gambar berikut menunjukkan kurva dQ/dV pada jumlah siklus yang berbeda.
Kurva Siklus
Kita tahu bahwa masa pakai baterai dibagi menjadi masa pakai kalender dan masa pakai siklus. Masa pakai kalender adalah waktu yang diperlukan hingga kapasitas baterai berkurang hingga batas tertentu dalam penempatan alami, sedangkan masa pakai siklus adalah berapa kali baterai terus diisi dan dikosongkan hingga kapasitasnya berkurang hingga batas tertentu. Siklus hidup adalah salah satu indikator penting untuk mengukur kinerja masa pakai baterai.
Data uji siklus baterai lithium-ion adalah akumulasi data pengisian dan pengosongan tunggal. Data pengisian dan pengosongan tunggal yang berbeda dapat diekstraksi untuk membuat beberapa kurva untuk berbagai aspek analisis. Kurva umur siklus yang paling sederhana adalah dengan jumlah siklus sebagai sumbu x dan kapasitas debit atau laju retensi kapasitas sebagai sumbu y, seperti terlihat pada gambar di bawah. Seiring berjalannya siklus, kapasitas baterai terus menurun, dan sistem pengisian dan pengosongan memiliki dampak yang signifikan terhadap penurunan kapasitas baterai.
Anda juga dapat membandingkan kurva kapasitas-tegangan pengisian dan pengosongan pada waktu yang berbeda, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah. Seiring berjalannya siklus, tegangan awal pengisian dan pengosongan bergeser, resistansi internal DC baterai berubah, dan kapasitas pengisian dan pengosongan secara bertahap menurun.
Selain kedua jenis di atas, masih banyak kurva lain dengan jumlah siklus sebagai sumbu horizontal dan parameter yang dipengaruhi oleh redaman siklus baterai sebagai sumbu vertikal, yang berperan dalam menganalisis faktor-faktor yang mempengaruhi umur siklus baterai. sel dan memprediksi siklus hidup. Seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah, ini mencerminkan nilai teoritis masa pakai baterai yang dipengaruhi oleh tingkat efisiensi coulomb. CE adalah efisiensi coulomb, Ck adalah laju retensi kapasitas, dan k adalah jumlah siklus.
TOB NEW ENERGY menyediakan set lengkappenguji bateraiuntuk penelitian dan manufaktur baterai
