एन / पी अनुपात की परिभाषा
बैटरी क्षमता डिजाइन में, एक महत्वपूर्ण मानदंड यह है कि नकारात्मक इलेक्ट्रोड में सकारात्मक इलेक्ट्रोड की तुलना में एक बड़ी उलटा क्षमता होनी चाहिए। हालांकि नकारात्मक इलेक्ट्रोड क्षमता कम है, बैटरी में कुछ फायदे हो सकते हैं, जैसे बड़ी बैटरी क्षमता, लेकिन लिथियम चार्जिंग के दौरान दिखाई दे सकता है। नकारात्मक इलेक्ट्रोड की सतह की जमावट सुरक्षा समस्याओं के कारण डेंडर्राइट उत्पन्न करती है। तथाकथित एन / पी अनुपात में वास्तव में सीबी (सेल बैलेंस) नामक एक और शब्द होता है।
गणना विधि प्रति इकाई क्षेत्र / प्रति इकाई क्षेत्र में सकारात्मक इलेक्ट्रोड क्षमता एन / पी = नकारात्मक इलेक्ट्रोड क्षमता है।
चित्रा 1 लिथियम डेंडर्राइट्स के योजनाबद्ध आरेख
एन / पी अनुपात को प्रभावित करने वाले कारक
सामान्य परिस्थितियों में, एन / पी अनुपात निम्नलिखित शर्तों से निर्धारित होता है:
1, सक्रिय सामग्री की पहली दक्षता
2, कोटिंग सटीकता
3, सकारात्मक और नकारात्मक चक्र की क्षय दर
कोटिंग सटीकता के अनुसार, आदर्श कोटिंग सटीकता 100% हो सकती है, और सकारात्मक इलेक्ट्रोड की सकारात्मक दक्षता नकारात्मक इलेक्ट्रोड की पहली दक्षता से अधिक है। इस मामले में, सीबी के सैद्धांतिक मूल्य 1 के करीब हो सकते हैं, उदाहरण के लिए।
एक सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री, लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड में 140 एमएएच / जी (पहली दक्षता 95%) की डिजाइन क्षमता और 300 ग्राम / मीटर की सकारात्मक सतह घनत्व है।2
एनोड सामग्री कृत्रिम ग्रेफाइट, डिजाइन क्षमता 340 एमएएच / जी (9 0% कृत्रिम ग्रेफाइट) है, नकारात्मक सतह घनत्व 200 ग्राम / मीटर2
कोटिंग सटीकता मान लें कि कोटिंग सटीकता विचलन 2.5% है
उचित गणना के अनुसार, सकारात्मक इलेक्ट्रोड नकारात्मक इलेक्ट्रोड एनपी अनुपात आम तौर पर 1.1 और 1.5 के बीच होता है, और विशिष्ट मान सामग्री प्रणाली के डिजाइन के अनुसार माना जाता है।
दर प्रदर्शन पर एन / पी अनुपात का प्रभाव
प्रभाव सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोलाइट बैटरी दर क्षमता से मेल खाते हैं, एक ही सकारात्मक इलेक्ट्रोड सक्रिय सामग्री को बनाए रखने के अध्ययन करने के लिए, नकारात्मक चयन / कैथोड एन / पी = 0.8,1.0,1.2,1.4,1.6,1.8 इकट्ठे बैटरी, छवि से देखा। 421mAh, 444mAh, 454mAh, 479mAh, 502mAh, के सकारात्मक और नकारात्मक क्षमता के अनुसार 0.2C मुक्ति वर्तमान जाहिर है जब एन / पी = 0.8, कम से कम क्षमता, एन / पी = 1.8, अधिकतम क्षमता। हालांकि, एन / पी = 0.8 जब, निर्वहन वोल्टेज मंच उच्चतम है।
चित्रा 2 0.2 सी बैटरी क्षमता निर्वहन वक्र
प्रयोगात्मक डिजाइन निम्नलिखित जारी धीरे-धीरे बढ़ जाती है जब निर्वहन दर, बैटरी 1C, 3C और 5C मुक्ति
चित्रा 3 1 सी बैटरी क्षमता निर्वहन वक्र
जब अनुपात काफी एन / पी था जब 1C = 0.8, कम से कम क्षमता, एन / पी = 1.6, अधिकतम क्षमता। हालांकि, एन / पी = 0.8, अधिकतम निर्वहन वोल्टेज इंटरनेट।
चित्रा 4 3 सी बैटरी क्षमता निर्वहन वक्र
जब अनुपात काफी एन / पी -3 सी थी, जब = 0.8, कम से कम क्षमता, एन / पी = 1.6, अधिकतम क्षमता। हालांकि, एन / पी = 1.2, अधिकतम निर्वहन वोल्टेज इंटरनेट।
अंजीर 5 5C बैटरी क्षमता निर्वहन वक्र
जब अनुपात काफी एन / पी था जब 5C = 0.8, कम से कम क्षमता, एन / पी = 1.6, अधिकतम क्षमता है, लेकिन जब एन / पी = 1.2, बैटरी उच्च क्षमता वाले, अधिकतम निर्वहन वोल्टेज इंटरनेट।
सारांश में, जब विद्युत ध्रुवीकरण बढ़ जाती है में वृद्धि के साथ निर्वहन दर,, निर्वहन के दौरान कम हो जाती है एक उच्च निर्वहन दर, एन / पी अनुपात = 1.2 बार अधिकतम वोल्टेज मंच पर, लेकिन यह भी एक अधिक है उच्च क्षमता।
कोशिका चक्र प्रदर्शन के एन / पी अनुपात का प्रभाव
भी नीचे / 1C चक्र के बाद अलग अलग एन / पी अनुपात = 125 1.0,1.2,1.4,1.6,1.8 1C के माध्यम से बैटरी की क्षमता बनाए रखने के अनुपात को चुन रही है दिखाया गया है, जाहिर है जब एन / पी अनुपात = 1.0, एक न्यूनतम क्षमता बनाए रखने के जब एन /P=1.8 उच्चतम क्षमता प्रतिधारण अनुपात, एन / पी अनुपात बढ़ जाती है में वृद्धि के साथ क्षमता प्रतिधारण दर।
अंजीर बैटरी साइकिल चालन वक्र 6
बैटरी के प्रतिबाधा के एन / पी अनुपात का प्रभाव
एन / पी अनुपात = 0.8,1.2,1.6,1.8, जब बैटरी एसओसी = 50% प्रयोग के अनुसार, इकट्ठे बैटरी की कसौटी पर सेल EIS नीचे दिखाया गया है के लिए
अंजीर 7 EIS स्पेक्ट्रा परीक्षण वक्र
देखा जा, जब एन / पी अनुपात = 0.8, अधिकतम त्रिज्या है छोटे अर्धवृत्त, एन / पी अनुपात = 1.6 गुना एक छोटे अर्धवृत्त की न्यूनतम त्रिज्या, अनुक्रम के आरोही क्रम में: R0.8 है> R1.0> R1.8> R1.2> R1.6 धनात्मक विद्युत् क्षमता के मामले में वर्णित अपरिवर्तित रहता है, नकारात्मक इलेक्ट्रोड की क्षमता में वृद्धि के साथ के बाद इलेक्ट्रोड सतह, जब एन / पी अनुपात = 1.2 और 1.6 जब न्यूनतम आर एसईआई के प्रतिबाधा बढ़ाने के लिए कम हो जाता है ।
निष्कर्ष
मुझे विश्वास है कि एनपी से वास्तविक उत्पादन दर बैटरी, बैटरी रीसाइक्लिंग, बैटरी सुरक्षा, बैटरी प्रतिबाधा व्यापक दृष्टिकोण का चयन किया 1.1 और 1.5, बैटरी, बैटरी सामग्री का सबसे व्यावहारिक डिजाइन मानकों है, लेकिन प्रणाली है, क्योंकि अधिक जटिल और के बीच एनपी अनुपात से क्रम में सबसे अच्छा चीनी मूल डिजाइन करने के लिए में सिद्धांत और व्यावहारिक अनुभव गठबंधन करने के लिए जटिल विभिन्न तरीकों से के उपयोग के साथ!
