لدي حلم: '! I يمكن تصميم يوم واحد في حين وجود تهمة سريع، وخصائص حياة طويلة يمكن أن يكون أعلى من بطارية ليثيوم أيون و، تحت المستوى الحالي للتكنولوجيا من الصعب القيام به هذا النوع من العقارات التي نتخذها في الاعتبار. المصممين يدركون جيدا من بطارية ليثيوم أيون الشحن السريع سوف تؤثر تأثيرا خطيرا على حياة بطارية ليثيوم أيون، وغالبا بسبب لي + إلى الجرافيت القطب السالب شعرية جزءا لا يتجزأ من فلاش يكون إجهاد شديد عندما مادة الغرافيت في، مما تسبب في الجرافيت مادة القطب السالب التبطين والكسر الجسيمات المشاكل، بالإضافة إلى شحن سريع سرعة أو شحن درجة حرارة البطارية منخفضة جدا قد يسبب مزيدا من ترسيب المعادن لي على سطح القطب السالب، والتي يمكن أن تؤدي إلى فقدان لا رجعة فيها من قدرة بطارية ليثيوم أيون، ودورة الهبوط الحياة إلى أسفل.
أعلى من طاقة البطارية، وبالتالي تقليل وقت شحن البطارية هو الامور اكثر صعوبة. لحل هذه المشكلة فرانز B. جامعة Spingler التقنية في ميونيخ، ألمانيا والفحص التحليلي الآخر من بطارية ليثيوم لا رجعة فيها حجم لا رجعة فيه سلبي العلاقة بين التوسع وفقدان قدرة البطارية، وكأساس لتصميم سريع ارتفاع طاقة البطارية نظام الشحن محددة، مقارنة بمعدل 1C تيار مستمر - ثابت تهمة الجهد، يمكن للنظام أن تخفض بنسبة 11٪، ووقت الشحن 16٪ من الطاقة تنخفض إلى أسفل (200 دورات).
وقد استخدم في التجربة NCM / الجرافيت حزمة الناعمة سعة البطارية 3.3Ah، وتظهر الخصائص الأساسية للبطارية في الجدول التالي، يتم وضع البطارية في الحاضنة، فإن الليزر سمك على طول البطارية كاملة الشحن والتفريغ عملية الاتجاه القياس المستمر للسمك، وأجهزة استشعار درجة الحرارة بالأشعة تحت الحمراء لتتبع التغيرات في درجات الحرارة في سطح بطارية ليثيوم أيون (كما هو موضح أدناه).
حلل Franz B.Spingler أولاً تأثير درجة الحرارة على خصائص التوسعة لبطاريات الليثيوم أيون ، وعندما تمت استعادة درجة حرارة البطارية من 0 درجة مئوية إلى 45 درجة مئوية ، كان متوسط معدل التمدد للبطارية بأكملها هو 1.2um / ° C ، ومن الشكل B أدناه ، يمكننا أيضًا ملاحظة توسع البطارية ليس متجانسًا ، وتوسيع حافة البطارية أكبر ، وسرعة التوسيع المحلية للبطارية هي في نطاق 0.6 um / ° C إلى 3.4 um / ° C ، ومعامل التمدد هو 1.2 x10-4 / درجة مئوية إلى 7.0 × 10-4 / درجة مئوية ، المتوسط هو 2.5x10-4 / درجة مئوية.السبب الرئيسي لقياس توسيع بطارية ليثيوم أيون الناجمة عن درجة الحرارة هو لأن بطارية ليثيوم أيون سوف تزيد في درجة الحرارة أثناء الشحن ، والتي سوف تتسبب أيضا في توسع بطارية ليثيوم أيون. يتم فصل توسيع درجة الحرارة من التوسع الكلي للبطارية ليثيوم أيون.
يوضح الشكل أدناه التمدد الحجمي خلال عملية الشحن باستخدام 0.5C ، 1.0C ، 1.5C و 2C CC-CV على التوالي ، ومنحنى الخط هو منحنى توسع البطارية المتحصل عليه بالقياس المباشر.الخط الصلب بعد خصم درجة الحرارة وتسبب عامل التمدد. منحنى توسع البطارية ، يمكننا ملاحظة أنه في المرحلة المبكرة من شحن البطارية من الشحن الحالي الثابت إلى الشحن المستمر للجهد عند الشحن العالي الحالي (1.5C و 2.0 C) ، يبدأ توسع البطارية في إظهار تجاوز للتوسع ، السقوط والتلاشي قبل الشحن المستمر للجهد ، وننظر أولاً إلى شحن 2.0C ، ويصل هذا التوسع في الحجم إلى حوالي 40um ، وهو ما يمثل 25٪ من إجمالي حجم التمديد لبطارية SoC ذات 0-100٪. ويرتبط حجم الذروة ارتباطًا وثيقًا بمعدل الشحن للبطارية ، وعند 1.5 درجة ، يكون ارتفاع هذه القمة 25 ميلًا ، ولا يحدث هذا التوسع عند معدلات 0.5C و 1 C. ويعتقد Franz B. Spingler أن السبب الرئيسي لهذا التورم قد يكون خلال عملية الشحن السريع ، يترسب معدن لي على سطح القطب السالب ويتم إعادة إدخاله في القطب السالب الغرافيتي في نهاية الشحن المستمر للجهد.
إذا كانت الذروة بسبب البطارية تورم تحليل الليثيوم سطح القطب السالب، لي المعادن ثم إعادة إدخال-في داخل عملية الأنود سوف ينتج منحنى الجهد على شبكة الانترنت، بحيث فرانز B. Spingler للتحقق من فرضية أعلاه صحيحة، فإن البطارية تكون مختلفة عندما CC-CV شحن تصل إلى 90٪ (أعلى ذروة من حجم التوسع) تحت التكبير من الانقطاع، ومن ثم تسجيل التغير في الجهد البطارية (كما هو موضح أدناه)، من اليسار، يمكننا أن نرى منحنيات الجهد، 0.5C وبمعدل شحن 1.0C تنخفض البطارية بسرعة بعد توقف الشحن ، والبطارية مع معدل الشحن فوق 1.5C تحتوي على منصة فولطية واضحة أثناء انخفاض الجهد بعد توقف الشحن ، خاصة البطارية المشحونة بمعدل 2.0C و 2.5 C. هضبة الجهد واضحة جدا. وهذا يدل على أنه مع زيادة نسبة الرسوم، والمعادن عجلت لي ظاهرة سطح القطب السالب تصبح أكثر وضوحا، ولكن أيضا أن يحدث التوسع ذروة الحجم في بطارية ليثيوم أيون أثناء الشحن الحالية المرتفعة والليثيوم سطح القطب السالب تحليل عن كثب العلاقات.
توسيع حجم بطارية ليثيوم أيون التي تنتج أثناء عملية الشحن ليست كلها عكسها، يوضح الشكل فقدان القدرة في كل دورة من البطارية في مختلف نسبة الرسوم المختلفة، ومتوسط حجم التوسع لا رجعة فيه والحد الأقصى توسع حجم لا رجعة فيه، ونحن من هذا الرقم مشيرا إلى بطارية حجم التوسع لا رجعة فيه وفقدان قدرة البطارية لديه حسابات علاقة قوية تشير إلى أن متوسط لا رجعة فيه تتعلق توسيع حجم وفقدان قدرة البطارية هو 0.945، والحد الأقصى لا رجعة فيه وتتعلق توسيع حجم وفقدان قدرة البطارية تصل إلى 0،996.
وجدت دراسة فرانز B.Spingler أن توسيع حجم لا رجعة فيه للخلية البطارية عند حواف تميل إلى أن تكون أكثر حدة، من أجل تفسير هذه الظاهرة، وستحمل فرانز B. Spingler في 0.5-2.0C البطارية معدل تم تشريح أدناه يبين اثنين من القطب السالب بعد تشريح من الرقم يمكن أن نرى موقف حافة الخلية غالبا ما يكون حجم التوسع لا رجعة فيه أكثر قسوة، سطح القطب السالب للبطارية بعد تشريح نجد بالضبط عندما يكون هناك ترسبات كبيرة من المعادن لي في هذه المواقع. هذا يشير إلى أن ترتبط ارتباطا وثيقا التوسع الحجمي لا رجعة فيه وفقدان قدرة البطارية لترس معدني لي على سطح القطب السلبية.
من التحليل أعلاه يمكننا أن نرى، القطب السالب المعادن لا رجعة فيه لي سطح الترسيب، وتوسع حجم لا رجعة فيه وفقدان قدرة خلايا البطارية ترتبط ارتباطا وثيقا، لذلك قمنا بتصميم بطارية ليثيوم أيون بسرعة نظام شحن لتجنب القطب السالب لا رجعة فيه ترسب المعادن لي. من أجل تصميم الشحن السريع، ونظام الشحن من عمر البطارية مع تجنب تسوس السريع، واتهم بطاريات فرانز B. Spingler باستخدام التكبير من 0.5-3.0C إلى 10-100٪ شركة نفط الجنوب، و0.5C ثابت تدفق - ثابت التفريغ الكهربائي إلى 0٪ شركة نفط الجنوب، ولا رجعة فيه تسجيل الحد الأقصى للتوسع حجم البطارية، وتستخدم لتوجيه تصميم شحن سريع نتائج اختبار نظام المبين أدناه، ويمكن ملاحظة من هذا الرقم لدينا ميل إلى أن نسبة الرسوم وأكبر، وارتفاع نهاية شركة نفط الجنوب، ثم البطارية وزيادة الحد الأقصى لحجم التوسع لا رجعة فيه، وهو ما يعني مزيدا من فقدان قدرة البطارية.
للحد الذي لا رجعة فيه توسع حجم الحد الأقصى، فرانز B. Spingler دالة متعددة التعريف شحن بطريقة فيها شحن باستخدام 2.4C ضمن مجموعة من 0-10٪ شركة نفط الجنوب، ثم خفضت بشكل تسلسلي (كما هو موضح في الشكل. C)، هذا التحسين من قبل بعد نظام الشحن، ووقت الشحن من بطارية ليثيوم أيون يمكن تخفيض بنسبة 21٪ (CC-CV 1C نظام مقارنة معدل) للحد من أكثر فعالية في الوقت الشحن.
اتهام النظام الأمثل عن طريق الحد من توسع حجم لا رجعة فيه، وتحسين فعالية دورة الحياة من بطاريات ليثيوم أيون، والرسم البياني باستخدام نظام الشحن الأمثل، و1C دورة البطارية ومعدل 1.4C CC-CV فرض نظام التكبير منحنى CC-CV يمكن أن ينظر إليه بالمقارنة مع البطارية التقليدية منحنى CC-CV الأمثل فرض النظام بعد أن تم تحسين الأداء دورة بشكل ملحوظ (دورة 200 أسبوعا، يتم تقليل فقدان القدرة بنسبة 16٪)، من وجهة التشريحية للعرض النتائج من البطارية، وتعظيم الاستفادة شحن بعد نظام تحليل خلية الليثيوم لا رجعة فيه هو انخفاض ملحوظ القطب السالب.
فرانز B. Spingler من خلال دراسة بطارية ليثيوم أيون مشحونة بمعدلات مختلفة بسبب القطب السالب تحليل لا رجعة فيه بطارية ليثيوم توسيع حجم لا رجعة فيه، والعلاقة بين فقدان قدرة البطارية، ويكشف عن السبب وراء النتائج شحن سريعة في ليثيوم أيون قدرة البطارية الانخفاض أسفل تسريع ونسبة الرسوم مختلفة وفقا لنتيجة للتوسع حجم لا رجعة فيه، وضعت الأمثل نظام الشحن، مقارنة مع CC-CV شحن 1C نظام معدل، بحيث يتم تقليل وقت الشحن بنسبة 21٪، وفقدان القدرة على 16٪ (200 دورات).
