Trenutno se litijeve baterije vedno pogosteje uporabljajo v različnih digitalnih napravah, kot so prenosni računalniki, digitalni fotoaparati in digitalne video kamere. Poleg tega imajo tudi velike možnosti za avtomobile, mobilne bazne postaje in elektrarne za shranjevanje energije. Pri tem se uporaba baterij ne pojavlja več samostojno kot pri mobilnih telefonih, temveč bolj v obliki serijskih ali vzporednih baterijskih paketov.
Zmogljivost in življenjska doba baterije nista povezani samo z vsako posamezno baterijo, ampak sta povezani tudi s skladnostjo med posameznimi baterijami. Slaba konsistenca bo močno zmanjšala zmogljivost baterije. Konsistentnost samopraznjenja je pomemben del vplivnih dejavnikov. Baterija z nedoslednim samopraznjenjem bo imela veliko razliko v SOC po obdobju shranjevanja, kar bo močno vplivalo na njeno zmogljivost in varnost.
Zakaj pride do samopraznjenja?
Ko je baterija odprta, se zgornja reakcija ne pojavi, vendar se bo moč še vedno zmanjšala, kar je predvsem posledica samopraznjenja baterije. Glavni razlogi za samopraznjenje so:
a. Notranje uhajanje elektronov, ki ga povzroča lokalna elektronska prevodnost elektrolita ali drugi notranji kratki stiki.
b. Zunanje električno puščanje zaradi slabe izolacije tesnil ali tesnil baterije ali nezadostnega upora med zunanjimi svinčenimi lupinami (zunanji vodniki, vlaga).
c. Reakcije elektroda/elektrolit, kot je korozija anode ali redukcija katode zaradi elektrolita, nečistoč.
d. Delna razgradnja aktivnega materiala elektrode.
e. Pasivacija elektrod zaradi produktov razgradnje (netopni in adsorbirani plini).
f. Elektroda je mehansko obrabljena ali pa se upor med elektrodo in odjemnikom toka poveča.
Vpliv samopraznjenja
Samopraznjenje povzroči padec kapacitete med shranjevanjem.Nekaj tipičnih težav, ki jih povzroča prekomerna samopraznjenje:
1. Avto je bil predolgo parkiran in ga ni mogoče zagnati;
2. Preden se baterija shrani, so napetost in druge stvari normalne, pri pošiljanju pa se ugotovi, da je napetost nizka ali celo nič;
3. Poleti, če je avtomobilski GPS nameščen na avtomobilu, bo moč ali čas uporabe po določenem času očitno nezadosten, tudi če je baterija izbočena
Samopraznjenje vodi do večjih razlik v SOC med baterijami in zmanjšane kapacitete baterijskega paketa
Zaradi nedoslednega samopraznjenja baterije bo SOC baterije v paketu baterij po shranjevanju drugačen, zmogljivost baterije pa se bo zmanjšala. Stranke lahko pogosto naletijo na poslabšanje zmogljivosti, potem ko prejmejo baterijo, ki je bila shranjena nekaj časa. Ko razlika SOC doseže približno 20 %, je zmogljivost kombinirane baterije samo 60%~70%.
Kako rešiti problem velikih razlik SOC, ki nastanejo zaradi samopraznjenja?
Preprosto, le uravnotežiti moramo moč baterije in prenesti energijo visokonapetostne celice v nizkonapetostno celico. Trenutno obstajata dva načina: pasivno uravnoteženje in aktivno uravnoteženje
Pasivno izenačevanje pomeni priključitev izravnalnega upora vzporedno na vsako baterijsko celico. Ko celica vnaprej doseže prenapetost, se baterija še vedno lahko polni in polni druge nizkonapetostne baterije. Učinkovitost te izravnalne metode ni visoka, izgubljena energija pa se izgubi v obliki toplote. Izenačitev je treba izvesti v načinu polnjenja, izenačevalni tok pa je običajno 30 mA do 100 mA.
Aktivni izenačevalnikna splošno uravnoteži baterijo s prenosom energije in prenese energijo celic s previsoko napetostjo v nekatere celice z nizko napetostjo. Ta metoda izenačevanja ima visoko učinkovitost in jo je mogoče izenačiti v napolnjenosti in izpraznjenosti. Njegov izravnalni tok je desetkrat večji od pasivnega izravnalnega toka, na splošno med 1A in 10A.
Čas objave: 17. junij 2023
