La batterie au lithium-ion depuis longtemps est une mauvaise compatibilité difficile à nuire aux défis de la conception de la batterie lithium-ion, où nous avons déclaré que la cohérence ne concerne pas seulement le sens de la capacité, de la tension et d'autres paramètres traditionnels, mais aussi la capacité d'un déclin de la batterie unique Vitesse, taux de désintégration de la résistance interne et distribution de la température de la batterie, etc. Idéalement, le même lot de batterie au lithium-ion devrait avoir les mêmes performances électrochimiques, mais en raison de l'erreur du processus de fabrication, le lithium ion serait simple Il existe un écart entre les batteries, et les batteries sont souvent constituées de centaines ou même de milliers de cellules individuelles en série et en parallèle, de sorte que la capacité de la batterie est fortement affectée par l'incohérence de la batterie (pour la performance de la batterie Les résultats montrent que même si la durée de vie de la batterie est supérieure à 1000 fois, la durée de vie de la batterie Peut être inférieur à 200 fois.
Ainsi, pour un grand nombre de batteries individuelles composées de la batterie en termes d'équipement de péréquation est nécessaire, la méthode courante de l'équilibre du marché est principalement par l'utilisation d'équipements électroniques pour atteindre l'équilibre de tension entre la cellule unique, donc aussi techniquement À l'instar de l'Université de Stuttgart, de l'Allemagne, Alexander U. Schmid et d'autres personnes utilisant des batteries Ni-Hydrure Ni (NiMH) et Ni-Zn pour obtenir l'équilibre électrochimique de la batterie pour la balance de la batterie, elle offre une nouvelle façon de penser.
En raison du principe de fonctionnement de la batterie lithium-ion, sa capacité à résister à la surcharge est très faible, dans le cas d'une surcharge peut provoquer une décomposition électrolyte, du lithium et d'autres problèmes. La batterie NiMH en cas de surcharge, l'électrolyte H 2O produira O dans la décomposition positive et négative 2Et H 2Alors que O 2Et H 2Peut être combiné sous l'action du catalyseur pour produire de l'eau pour former un cycle complet. Lors d'un petit grossissement de C / 3-C / 10, le taux de production de gaz est presque le même que le taux de reticulation, de sorte que la batterie NiMH La performance est très bonne. Selon le principe ci-dessus, les batteries Alexander U. Schmid NiMH et les batteries Ni-Zn similaires utilisées pour équilibrer la batterie au lithium-ion dans l'utilisation de cette égalisation électrochimique, l'unité traditionnelle de surveillance de la tension et d'égalisation électronique Peut être omis, réduisant efficacement la complexité de la gestion de la batterie, améliorer la fiabilité de la batterie.
Alexander U. Schmid a choisi LiFePO 4Et Li 4Ti 5O12Les matériaux comme objet expérimental, parce que ces deux matériaux sur la charge ont une certaine tolérance, et dans le dé-lithium complet après que la tension augmentera rapidement, les piles NiMH et Ni-Zn assument le rôle de Bypass courant, l'excès Le courant circulera dans les batteries NiMH et Ni-Zn, afin d'éviter la surcharge de la batterie au lithium-ion.
Son principe de fonctionnement, comme indiqué ci-dessous, pour l'équilibre des batteries NiMH ou des batteries Ni-Zn en parallèle avec la batterie lithium-ion connectée, lorsque la batterie d'une batterie de faible capacité est complètement chargée, la tension atteint le seuil , À ce moment-là, avec la batterie NiMH parallèle pour assumer le rôle de shunt, tout le courant traverse essentiellement la batterie NiMH, ne coule plus à travers la batterie au lithium-ion, évitant ainsi la surcharge de la batterie au lithium-ion dans le procédé du lithium Les variations de tension et de courant ionique et de NiMH, comme indiqué dans la Figure B ci-dessous, dans le cas d'un courant de batterie au lithium-ion parfait, comme indiqué dans la courbe rouge.
Le tableau suivant présente les informations utilisées dans l'expérience. Les piles LFP / graphite, LMO / LTO, LFP / LTO, Ni-Zn et NiMH sont principalement utilisées dans l'expérience.
La figure suivante montre la capacité de la batterie utilisée dans l'expérience - la courbe de tension, qui 2'NiZn signifie que deux piles Ni-Zn en série ensemble, vous pouvez voir deux séries Ni-Zn batterie de tension maximale de 3.95V (I = 150mA), juste pour les batteries LFP / C, pour éviter une surcharge. Une batterie Ni-Zn peut être connectée en parallèle avec la batterie LFP / LTO pour éviter de surcharger la batterie ou deux piles NiMH en série avec le LMO / La tension maximale de la batterie LTO / LTO est d'environ 2,8 V, mais tant que la tension de la batterie LMO / LTO ne dépasse pas 3,2 V est acceptable, et la batterie LMO / LTO de 2,8-3,2 V a augmenté la capacité de seulement 0,65 Ah, environ 6,5% de la capacité de température normale, de sorte que la performance de la batterie a peu d'effet.
La figure suivante montre comment la batterie LMO / LTO fonctionne avec deux piles NiMH en série. On peut voir que la première est que la batterie LMO / LTO est remplie pendant la charge de la batterie et que le courant commence à changer lorsqu'un certain point est atteint , Le courant qui traverse la batterie LMO / LTO a commencé à diminuer, le courant passant par la batterie NiMH augmente, le courant passant par la batterie LMO / LTO diminue à zéro, tout le courant circule dans la batterie NiMH, de sorte que la batterie La tension n'est plus augmentée lors de la décharge des deux batteries est le début de la décharge, en raison de la capacité de la batterie NiMH est faible, très bientôt le courant est tombé à 0, principalement par la batterie LMO / LTO pour compléter la décharge.
La figure suivante montre le fonctionnement du module de batterie LFP / C-2NiZn. On constate que la quasi-totalité du courant entrera dans la batterie LFP / C au début de la charge, et seulement environ 80mA traversera la batterie NiZn. , Le flux de courant a subi une transition complète, le courant a commencé à déborder principalement la batterie NiZn, afin d'éviter une surchauffe de la batterie NiZn, de sorte que le courant de charge du module est divisé en plusieurs étapes, le premier 1.1A, puis 0.75A, puis 0.3A , Puis 0,15 A. La batterie NiZn au début de la procédure de décharge fournit le courant maximum, puis le courant commence à tomber et le courant de la batterie LFP / C commence à augmenter progressivement.
Le tableau suivant montre l'effet de plusieurs batteries en parallèle avec les batteries NiZN et NiMH. À partir de la première colonne, on constate que la tension maximale de la batterie peut être réduite par rapport à la tension maximale de la batterie lithium-ion. Étant donné que la batterie LFP / LTO-NiZn ne peut pas tirer pleinement parti de la capacité de la batterie lithium-ion, les deux autres méthodes parallèles peuvent utiliser pleinement la capacité de la batterie au lithium-ion, donc elle peut aussi Pour obtenir l'équilibre de la batterie (la troisième colonne) de la quatrième colonne peut être vu par la batterie NiZn, NiMH parallèle, le courant de décharge maximum de la batterie est inférieur à la batterie au lithium-ion à courant maximal, donc en utilisation réelle Besoin d'utiliser une batterie NiZn, NiMH de haute puissance, pour éviter que la batterie ne soit réduite.
La figure suivante montre la charge et la décharge de deux piles LFP / C-2NiZn en série. La différence de capacité initiale entre les deux batteries LFP / C en série est de 200 mAh. Après la charge et la décharge suivantes, la différence de capacité entre les deux batteries Réduction de 100mAh, c'est-à-dire dans un cycle dans la batterie de la série deux dans 8% de la capacité à obtenir un équilibre.
Le travail d'Alexander U. Schmid offre une nouvelle idée pour l'équilibre de la batterie. Les batteries NiMH et NiZn sont conçues pour être caractérisées par le fait que l'eau dans l'électrolyte se décompose dans les électrodes positives et négatives, , Dans la batterie sous l'action du catalyseur, O2 sera combiné avec H2 pour produire de l'eau pour compléter un cycle, de sorte que NiMH et NiZn ont une très bonne performance anti-surcharge, nous pouvons en profiter par une seule ou plusieurs séries NiMH, Les batteries NiZn et la batterie au lithium-ion en parallèle, la tension de charge atteint la limite supérieure, le courant passera presque entièrement par la batterie NiMH, NiZn, afin d'éviter la surcharge de la batterie au lithium-ion. Nous pouvons également l'utiliser pour obtenir l'équilibre de la batterie au lithium-ion. Tant que la batterie continuera à être chargée, vous pouvez vous assurer que toutes les batteries peuvent être complètement chargées et ne vous souciez pas de la surcharge de la batterie, afin d'améliorer la cohérence de la capacité de la batterie, l'expérience a également confirmé qu'un cycle de charge et de décharge peut être réalisé 8% de l'équilibre de la capacité (LFP / C-2NiZn). Le plus grand avantage de cette méthode est que l'ensemble du processus ne nécessite pas la batterie dans la surveillance de la tension de la batterie, terminée Est fait automatiquement, ce qui simplifie considérablement la structure de la batterie, améliore la fiabilité de la batterie.
