एनएमसी बैटरी लाइफ डेके का तंत्र विश्लेषण

चक्र के दौरान लिथियम आयन बैटरी सेल, नीचे गिरावट एक लिथियम आयन बैटरी विफलता है, जिसके परिणामस्वरूप एक लिथियम आयन बैटरी प्रतिवर्ती अधिक क्षमता में जिसके परिणामस्वरूप कारक नीचे गिरावट निरंतर प्रतिवर्ती क्षमता के साथ किया जाएगा, आम तौर पर हम एसईआई फिल्म लिथियम आयनों के लिए अग्रणी विकसित करने के लिए जारी रखने के लिए विश्वास सेल गिरावट कारकों अलावा संरचनात्मक क्षय प्रतिवर्ती क्षमता सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री कमी के कारण छोड़ देते हैं और लिथियम नकारात्मक इलेक्ट्रोड लिथियम आयन बैटरी क्षमता ड्रॉप गिरावट के विश्लेषण का एक प्रमुख कारण है, लेकिन विशेष प्रणाली और उपयोग के लिए विशेष रूप से जरूरत के लिए विशिष्ट विश्लेषणात्मक।

हाल ही में YangGao बीजिंग जियाओतोंग विश्वविद्यालय (प्रथम लेखक) और Jiuchun जियांग (इसी लेखक), जो 0-20%, 20%, 40%, 40% -60%, 60%, 80%, 80 में एनसीएम / ग्रेफाइट बैटरी के लिए और% -100% रेंज 0-100% SoC, तंत्र चक्र नीचे गिरावट आवर्धन 6C के तहत विश्लेषण किया गया, 0-20% पाश के बीच पाया एक लिथियम आयन बैटरी अधिक वृद्धि हुई प्रतिरोध कम उत्पन्न करता है कारण होगा क्षमता में कमी, जबकि 80-100% अधिक कोशिका चक्र क्षमता हानि हो सकती है। यंत्रवत अध्ययनों नीचे गिरावट दिखाने के लिए, 100% डीओडी सकारात्मक इलेक्ट्रोड सक्रिय सामग्री नुकसान और सक्रिय ली के नुकसान के अनुपात में बराबर है, लेकिन 20 % डीओडी के तहत, बैटरी की विफलता का मुख्य कारण एक लिथियम आयन गतिविधि ली नुकसान को कम है।

निम्न तालिका, 8Ah, एनसीएम सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री की बैटरी की क्षमता में कार्यरत बैटरी परीक्षण मानकों, नकारात्मक इलेक्ट्रोड एक ग्रेफाइट आधारित सामग्री है। परीक्षण उपकरण का उपयोग कर Arbin परीक्षण, बैटरी का पूरा चक्र एक 25 डिग्री सेल्सियस इनक्यूबेटर तापमान कम में छोड़ दिया है बैटरी विफलता ड्रॉप पर प्रभाव।

विभिन्न SoC रेंज डेटा में लिथियम आयन बैटरी नीचे दिखाया गया है, कोशिका चक्र के प्रदर्शन की तुलना के लिए में परिसंचारी, और 20% मुक्ति 100% डीओडी की गहराई की डीओडी एक चक्र बराबर चक्र के रूप में 20% डीओडी के 5 (समग्र मुक्ति डीओडी) के 100% के बराबर क्षमता, कम करने की गति और '80%, 100%, क्रमशः के संचलन में धीमी गति के बाद से अंजीर गिरावट से देखा जा सकता है '>' 20%, 40%, '>' 40% 60% ' ≈'60%, 80% '>' 0, 20% ', गति नीचे SoC गिरावट में तीन मध्यवर्ती रेंज बहुत करीब है। गति नीचे 100% डीओडी और 80% SoC-100% SoC चक्र बैटरी की क्षमता में गिरावट अन्य सेल चक्र 20% डीओडी की तुलना में काफी तेजी से।

यांग गाओ नाड़ी संचलन में बैटरी आंतरिक प्रतिरोध के परिवर्तन को मापने, अलग प्रतिक्रिया की वजह से की वर्तमान पद्धति लिथियम आयन बैटरी के विभिन्न आंतरिक प्रतिबाधा गति, आम तौर पर सबसे तेजी से ओमिक प्रतिरोध करने के लिए इसी, ताकि मापा प्रतिबाधा के 10ms परिमाण मुख्य रूप से ओमिक प्रतिरोध, धीमी प्रतिक्रिया सेल ध्रुवीकरण प्रतिरोध, प्रतिबाधा और इसलिए शामिल 10ms बैटरी ध्रुवीकरण प्रतिरोध और ओमिक प्रतिरोध के बाद, यह आंतरिक ओमिक प्रतिरोध और लिथियम आयन इन विशेषताओं के आधार पर बैटरी के ध्रुवीकरण प्रतिरोध अलग किया जा सकता।

अंजीर देखने के परीक्षण के परिणाम से, पाश परिवर्तन में छोटी बैटरी के ओमिक प्रतिरोध, बैटरी 100% डीओडी और अन्य कोशिकाओं की तुलना में 0-20% SoC चक्र वृद्धि रेंज के ओमिक प्रतिरोध है, लेकिन इसके विपरीत में, बैटरी पोल प्रतिबाधा वृद्धि और अधिक महत्वपूर्ण है, छवि से देखा जा सकता है वृद्धि अधिकतम ध्रुवीकरण प्रतिरोध बैटरी की 100% डीओडी है, 20% डीओडी चक्र बैटरी ध्रुवीकरण प्रतिरोध 0-20% SoC कोशिका चक्र पर, जबकि अधिकतम वृद्धि हुई है।

परीक्षण चक्र पूरा होने के बाद यांग गाओ एक दर 0.05C छोटे क्षमता परीक्षण पर बैटरी, क्रम में ध्रुवीकरण कारक के प्रभाव को खत्म करने, अधिकतम प्रतिवर्ती क्षमता Cmax प्राप्त करने, और फिर, अलग दरों पर छुट्टी दे दी गई अधिकतम क्षमता के साथ प्रतिवर्ती विभिन्न आवर्धन पर क्षमता को घटाकर कम हो गया था गतिशीलता क्लोस क्षमता नुकसान अंजीर ध्यान में रखते हुए परीक्षण डाटा से की वजह से, सबसे कोशिका चक्र पर अधिकतम 80% SoC-100% SoC पर अपरिवर्तनीय क्षमता में कमी, 0% -20 कम से कम% अधिकतम SoC चक्र अपरिवर्तनीय क्षमता बैटरी की हानि, यह आंकड़ा ख से पाया जा सकता है, क्षमता नुकसान 0% -20% SoC कोशिका चक्र गतिशीलता क्योंकि वे अधिक से अधिक में गिरावट का कारण है। यह पता चलता है कि उच्च चक्र रेंज SoC में एक लिथियम आयन बैटरी एक बड़ी अपरिवर्तनीय क्षमता नुकसान का कारण होगा, कम रेंज SoC में घूम, एक लिथियम आयन बैटरी गतिशीलता नीचे गिरावट को बढ़ावा मिलेगा अधिक गंभीर है।

आदेश लिथियम आयन बैटरी की क्षमता के कारण तंत्र का विश्लेषण विभिन्न SoC विंडो में चक्र नीचे में गिरावट में, Yanggao वृद्धिशील मात्रा विधि और आईसीए विधि DVA अंतर वोल्टेज लिथियम आयन बैटरी का उपयोग कर विश्लेषण किया जाता है, एक तीन इलेक्ट्रोड सेल के पहले मापा जाता है के तरीके पूर्ण सेल सकारात्मक इलेक्ट्रोड क्रमश: वोल्टेज परिवर्तन और सकारात्मक इलेक्ट्रोड, एक नकारात्मक इलेक्ट्रोड, चार्जिंग पूर्ण सेल dV / डीक्यू और dQ / dV वक्र के दौरान नकारात्मक इलेक्ट्रोड (नीचे दिखाया गया, रुचि मित्रों हमारे पिछले लेख "एक एमवे देख सकते हैं मजबूत गिरावट नीचे तंत्र विश्लेषक --dV / dQ वक्र "), ख से अंजीर पूर्ण कोशिकाओं में देखा जा सकता है इसकी दो प्रमुख चोटियों मुख्य रूप से पूर्ण सेल तीन मुख्य प्रतिक्रिया क्षेत्र, में बांटा गया है जो थे नकारात्मक इलेक्ट्रोड के दोनों से प्रमुख चोटियों, dV / dQ वक्र की एक विशेषता शिखर की स्थिति के अनुसार अंजीर के ख कई भागों में बांटा गया है।

रूपांतर पैनलों ए और बी विभिन्न सक्रिय ली नुकसान dV / dQ वक्र के तहत बैटरी, छवि से दिखाने के देखा जा सकता है एक महत्वपूर्ण परिवर्तन लिथियम आयन बैटरी के सक्रिय ली नुकसान सकारात्मक वोल्टेज वक्र, नकारात्मक अवस्था में नहीं होती है दाहिनी ओर शिफ्ट हो जाएगा, ख अंजीर दो नकारात्मक विचलन शिखर सम्मेलन की विशेषता से देखा जा सकता उत्पादित एक समग्र वृद्धि ली दाहिनी ओर के नुकसान के साथ होता है, और आकार में परिवर्तन होता है। अंजीर ग और घ सकारात्मक इलेक्ट्रोड प्रतिक्रिया कर रहे हैं सक्रिय सामग्री नुकसान वोल्टेज वक्र आंकड़ा से उत्पन्न प्रभाव, पूर्ण बैटरी वोल्टेज वक्र और एक नकारात्मक वक्र पर कोई प्रभाव नहीं के सकारात्मक इलेक्ट्रोड सक्रिय सामग्री नुकसान देखा जा सकता है, जबकि विशेषता चोटियों dV / dQ वक्र भी कोई महत्वपूर्ण परिवर्तन है, जिसका मुख्य कारण एक लिथियम आयन बैटरी वास्तव में सक्रिय ली अपर्याप्त है, और इसलिए सकारात्मक इलेक्ट्रोड सक्रिय सामग्री नुकसान लिथियम आयन बैटरी की क्षमता पर एक बड़ा प्रभाव नहीं है इस तरह एक चक्र में, की एक निश्चित राशि नकारात्मक इलेक्ट्रोड की एक महत्वपूर्ण अतिरिक्त की नकारात्मक इलेक्ट्रोड सक्रिय सामग्री के नुकसान की एक ही दृश्य का हिस्सा है क्षमता पूरे बैटरी में एक महत्वपूर्ण परिवर्तन का उत्पादन करने की जरूरत नहीं है, लेकिन यह भरपाई हो सकती है, और विशेषता शिखर dV / dQ वक्र होता है के क्षेत्र को कम।

उपरोक्त डेटा से, Yanggao ऊंचाई प्रतिनिधि PEarea मैं और NEpeak तृतीय क्षमता और NEpeak द्वितीय लिथियम आयन बैटरी में सक्रिय ली नुकसान माना जाता है, PEarea द्वितीय क्षमता मुख्य रूप से सकारात्मक इलेक्ट्रोड की सक्रिय सामग्री हानि, ऊंचाई और क्षमता मुख्य प्रतिक्रिया की NEpeak मैं प्रतिनिधित्व करता नकारात्मक इलेक्ट्रोड सक्रिय सामग्री नुकसान।

चक्र लक्षण नीचे चोटियों के दौरान परिवर्तन, लिथियम आयन बैटरी, एक चक्र में अंजीर। PEareaII की भिन्नता से पता चलता इंगित करता है कि मुख्य सकारात्मक इलेक्ट्रोड सक्रिय सामग्री हानि, गतिविधि के अंजीर ली नुकसान में मुख्य प्रतिक्रिया ख, ड्राइंग से किया जा सकता है 100% डीओडी अधिकतम चक्र के बैटरी सकारात्मक इलेक्ट्रोड सक्रिय सामग्री हानि, और सक्रिय कोशिका चक्र के 20% डीओडी देख ली की अधिकतम नुकसान हुआ है, जबकि सक्रिय संचलन में ली के नुकसान में तेजी, सकारात्मक इलेक्ट्रोड सक्रिय सामग्री नुकसान लगातार मंद है यह इंगित करता है कि मुख्य कारक में विफलता। ई और एफ बैटरी की क्षमता ड्रॉप परिणामों के सक्रिय ली 20% डीओडी की कमी है क्रमशः भिन्नता NEpeak मैं अंजीर ऊंचाई नकारात्मक इलेक्ट्रोड सक्रिय सामग्री के नुकसान की प्रतिक्रिया की क्षमता छवि से देखा जा सकता है प्रतिनिधित्व करते हैं। बैटरी के घूम लूप के 0-20% अधिक नकारात्मक इलेक्ट्रोड सक्रिय सामग्री नुकसान होगा, लेकिन ली नुकसान और सकारात्मक सक्रिय सामग्री के नुकसान की गतिविधि की तुलना में, नकारात्मक इलेक्ट्रोड सक्रिय सामग्री नुकसान अभी भी बहुत छोटे होते हैं, कि एनसीएम / ग्रेफाइट बैटरी में सुझाव नकारात्मक इलेक्ट्रोड सक्रिय सामग्री नुकसान मुख्य कारक बुरा बूंद तक पहुँचाने का प्रतिवर्ती क्षमता नहीं है।

बैटरी के लिए कुल मिलाकर 20% डीओडी चक्र, सक्रिय ली के नुकसान मुख्य कारक प्रतिवर्ती क्षमता के लिए नीचे गिरावट के लिए अग्रणी है, और 100% डीओडी चक्र बैटरी के लिए, सकारात्मक इलेक्ट्रोड सक्रिय सामग्री और ली नुकसान प्रतिवर्ती क्षमता की गतिविधि के अपने नुकसान का परिणाम है गिरावट में एक महत्वपूर्ण कारक।

यांग गाओ के काम चलता है कि विभिन्न प्रणालियों के उपयोग के नीचे, 20% डीओडी बैटरी की क्षमता नीचे और धीरे धीरे गिरावट पर चक्र अलग विफलता तंत्र को जन्म दे सकता है, लेकिन तेजी से आंतरिक प्रतिरोध में वृद्धि, लेकिन यह है कि क्या क्षमता है या आंतरिक प्रतिरोध बढ़ जाती है नीचे गिरावट चाहिए बैटरी की 100% डीओडी की तुलना में धीमी। 20% डीओडी चक्र बैटरी के लिए, सक्रिय ली के नुकसान अपरिवर्तनीय क्षमता नुकसान का मुख्य कारण है, एक सक्रिय सामग्री और 100% डीओडी बैटरी सकारात्मक इलेक्ट्रोड सक्रिय चक्र के ली हानि की हानि बैटरी की प्रतिवर्ती क्षमता हैं गिरावट का मुख्य कारक।