Durante il processo di carica e scarica della batteria, man mano che cambia la profondità di carica e scarica, anche la tensione cambia costantemente. Se utilizziamo la capacità come coordinata orizzontale e la tensione come coordinata verticale, possiamo ottenere una semplice curva di carica e scarica, che contiene molti indizi sulle prestazioni elettriche della batteria. Queste curve tracciate con i parametri della cella della batteria come tempo, capacità, SOC, tensione, ecc. coinvolti nella carica e nella scarica come coordinate sono chiamate curve di carica e scarica. Ecco alcune curve di carica e scarica comuni.
Curva tempo-corrente/tensione
● Corrente costante
Durante la carica e la scarica a corrente costante, la corrente è costante e contemporaneamente viene raccolta la variazione della tensione del terminale della batteria, che viene spesso utilizzata per rilevare le caratteristiche di scarica della batteria. Durante il processo di scarica, la corrente di scarica rimane invariata, la tensione della batteria diminuisce e anche la potenza di scarica continua a diminuire. La curva campione è mostrata nella figura seguente.
● Corrente costante e tensione costante (ricarica)
Rispetto alla carica a corrente costante, la carica a tensione costante a corrente costante ha un processo a tensione costante alla fine della carica. Al termine della carica, la tensione diventa costante quando raggiunge il valore desiderato, mentre la corrente diminuisce gradualmente. Quando viene raggiunta la corrente di interruzione, la carica a tensione costante a corrente costante termina. Poiché la tensione della batteria oscilla notevolmente dopo aver lasciato il periodo di plateau, se si continua la carica a corrente costante, la batteria non può raggiungere lo stato di carica completa ideale. Pertanto è necessario passare a una tensione costante e ridurre la corrente per garantire che la batteria raggiunga uno stato di carica il più elevato possibile. La curva campione è mostrata nella figura seguente.
● Potenza costante
L'intero processo di carica e scarica avviene a potenza costante. Secondo P=UI, la tensione aumenta gradualmente e la corrente diminuisce gradualmente durante la carica a potenza costante, mentre la tensione diminuisce gradualmente e la corrente aumenta gradualmente durante la scarica a potenza costante. Secondo la tensione di interruzione di carica e scarica convenzionale della batteria LFP da 3,5 V, la corrente finale di scarica può raggiungere quasi 1,5 volte la corrente finale di carica. La curva di esempio è mostrata nella figura seguente.
● Continuo, intermittente, pulsato
A corrente o potenza costante, la funzione di temporizzazione viene utilizzata per ottenere un controllo di carica e scarica continuo, intermittente e a impulsi. Questi regimi speciali di carica e scarica vengono spesso utilizzati per valutare la resistenza interna CC della batteria. La curva campione è mostrata nella figura seguente.
Curva capacità-tensione
L'asse orizzontale della curva capacità-tensione riflette la capacità di carica e scarica della batteria, lo stato di carica e altre informazioni, mentre l'asse verticale include la piattaforma di tensione della batteria, il punto di flesso, la polarizzazione e altre informazioni. La figura seguente è una curva di scarica di una batteria al litio ferro fosfato a diverse temperature.
Curva dei tassi
La densità di corrente influenza la velocità della reazione elettrochimica, modificando così i parametri prestazionali della batteria. Quando si confrontano batterie di capacità diverse, non è applicabile la stessa corrente, quindi per determinare la corrente relativa viene utilizzata la velocità. Ad esempio, {{0}}.1C è 0,3 A per una batteria 18650 da 3 Ah e 28 A per una batteria prismatica da 280 Ah. In poche parole, il valore di corrente specifico rappresentato dalla velocità è la velocità moltiplicata per la capacità della batteria.
Quando si contrassegna la capacità di una batteria, è necessario tenere conto della corrente di carica e di scarica, poiché la capacità sarà diversa a velocità diverse. Ad esempio, per calibrare la capacità di una batteria a velocità diverse, è possibile impostarla in modo che cambi passo dopo passo con la velocità del ciclo di carica e scarica, quindi disegnare una curva di velocità con la capacità di scarica come asse verticale e il numero di cariche e tempi di scarico come asse orizzontale.
curva dQ/dV
Il nome della curva dQ/dV è la sua variabile sull'asse y, ovvero la velocità di variazione del volume per intervallo di tensione unitaria. L'asse orizzontale della curva dQ/dV è generalmente SOC, capacità o tensione, che riflette la variazione del tasso di variazione della capacità. Il punto in cui la velocità di variazione è elevata viene visualizzato come un picco caratteristico sulla curva, che generalmente corrisponde a un processo di reazione elettrochimica.
La curva dQ/dV può dirci dove si trova la piattaforma di tensione della batteria, quando avviene la reazione elettrochimica e come cambia il processo di reazione con l'invecchiamento della batteria e altri cambiamenti di stato. In generale, le reazioni chimiche sono rapide, quindi i punti dati sulla curva richiedono una maggiore precisione. Pertanto, la curva dQ/dV in uscita ha determinati requisiti per la raccolta dei dati grezzi, altrimenti è impossibile realizzare una curva con picchi evidenti. Quando si eseguono test di carica e scarica, è possibile impostare l'intervallo di tensione ΔV=10~50 mV per raccogliere i dati o l'intervallo di tempo Δt=10-50ms, quindi schermare i dati grezzi con differenze di tensione uguali.
La figura seguente mostra la curva dQ/dV con un numero diverso di cicli.
Curva del ciclo
Sappiamo che la vita di una batteria si divide in vita di calendario e vita di ciclo. La durata di calendario è il tempo necessario affinché la capacità della batteria perda in una certa misura in un posizionamento naturale, mentre la durata del ciclo è il numero di volte in cui la batteria viene continuamente caricata e scaricata finché la sua capacità non diminuisce in una certa misura. La durata del ciclo è uno degli indicatori importanti per misurare le prestazioni di durata della batteria.
I dati del test di ciclo delle batterie agli ioni di litio rappresentano l'accumulo di dati di carica e scarica singola. È possibile estrarre diversi dati di carica e scarica singola per creare più curve per diversi aspetti dell'analisi. La curva di durata del ciclo più semplice presenta il numero di cicli sull'asse x e la capacità di scarico o il tasso di ritenzione della capacità sull'asse y, come mostrato nella figura seguente. Man mano che il ciclo avanza, la capacità della batteria continua a diminuire e il sistema di carica e scarica ha un impatto significativo sul decadimento della capacità della batteria.
È inoltre possibile confrontare le curve capacità-tensione di carica e scarica in momenti diversi, come mostrato nella figura seguente. Man mano che il ciclo procede, la tensione iniziale di carica e scarica cambia, la resistenza interna CC della batteria cambia e la capacità di carica e scarica diminuisce gradualmente.
Oltre ai due tipi precedenti, esistono molte altre curve con il numero di cicli sull'asse orizzontale e i parametri influenzati dall'attenuazione del ciclo della batteria sull'asse verticale, che svolgono un ruolo nell'analisi dei fattori che influenzano la durata del ciclo della batteria. cellula e prevederne il ciclo di vita. Come mostrato nella figura seguente, riflette il valore teorico della durata del ciclo della batteria influenzato dal livello di efficienza di Coulomb. CE è l'efficienza di Coulomb, Ck è il tasso di ritenzione della capacità e k è il numero di cicli.
TOB NEW ENERGY fornisce una serie completa ditester per batterieper la ricerca e la produzione di batterie
