Определение отношения N / P
В конструкции емкости батареи важным критерием является то, что отрицательный электрод должен иметь большую обратимую емкость, чем положительный электрод. Хотя емкость отрицательного электрода меньше, батарея может иметь некоторые преимущества, такие как большая емкость аккумулятора, но во время зарядки может появиться литий. Наложение поверхности отрицательного электрода создает дендриты, приводящие к проблемам безопасности. В так называемом соотношении N / P на самом деле имеется еще один термин, называемый CB (баланс ячейки).
Метод расчета N / P = отрицательная мощность электрода на единицу площади / мощность положительного электрода на единицу площади.
Рисунок 1 Принципиальная схема дендритов лития
Факторы, влияющие на отношение N / P
При нормальных условиях отношение N / P определяется следующими условиями:
1, первая эффективность активного материала
2, точность покрытия
3, скорость затухания положительного и отрицательного циклов
Согласно точности покрытия идеальная точность покрытия может составлять 100%, а положительная эффективность положительного электрода больше, чем первая эффективность отрицательного электрода. В этом случае теоретическое значение СВ может быть близко к 1, например.
Положительный электродный материал, оксид лития кобальта, имеет расчетную емкость 140 мАч / г (первая эффективность составляет 95%) и положительная поверхностная плотность 300 г / м.2
Анодный материал Искусственный графит, проектная мощность 340mAh / g (90% искусственный графит), отрицательная поверхностная плотность 200 г / м2
Точность покрытия Предположим, что отклонение точности покрытия составляет 2,5%
Согласно разумному расчёту, отношение NP к отрицательному электроду положительного электрода обычно составляет от 1,1 до 1,5, а конкретные значения рассматриваются в соответствии с конструкцией материальной системы.
Влияние отношения N / P на скорость работы
Чтобы изучить влияние положительного и отрицательного соответствия электродов, а также эффективность электролита и заряда батареи, не оставляйте положительный активный материал неизменным, выберите отрицательный электрод / положительный электрод N / P = 0,8, 1,0, 1,2, 1,4, 1,6, 1,8 для сборки батареи, как показано на рисунке ниже В соответствии с током разряда 0.2C положительная и отрицательная потенциалы полюсов составляют 421mAh, 444mAh, 454mAh, 479mAh, 502mAh, очевидно, когда N / P = 0,8, мощность является самой низкой, когда N / P = 1,8, мощность является самой высокой. Но N / P = 0,8 Когда, платформа разрядного напряжения является самой высокой.
Рисунок 2 Диаграмма разрядки емкости аккумулятора 0,2C
Продолжайте следовать экспериментальной конструкции, постепенно увеличивайте скорость разряда и выполняйте разряд 1C, 3C и 5C на батарее.
Рисунок 3 Кривая разрядки емкости аккумулятора 1С
Когда увеличение равно 1С, очевидно, что при N / P = 0,8 емкость является самой низкой, а при N / P = 1,6 мощность является самой высокой. Однако N / P = 0,8, платформа разрядного напряжения является самой высокой.
Рисунок 4 Кривая разрядки емкости аккумулятора 3C
Когда увеличение составляет 3C, очевидно, что при N / P = 0,8 емкость является самой низкой, а при N / P = 1,6 мощность является самой высокой. Однако N / P = 1,2 платформа разряда напряжения является самой высокой.
Рисунок 5 Кривая сброса емкости аккумулятора 5C
Когда увеличение составляет 5C, очевидно, что при N / P = 0,8 емкость является самой низкой, а при N / P = 1,6 мощность является самой высокой. Но когда N / P = 1,2, батарея также имеет большую емкость, а платформа разрядного напряжения самая высокая.
Таким образом, по мере увеличения скорости разряда электрохимическая поляризация становится все больше и больше, а платформа разрядного напряжения уменьшается. При более высокой скорости разряда платформа напряжения является самой высокой при коэффициенте N / P = 1,2, а также имеет более высокий Высокая производительность.
Влияние отношения N / P на характеристики цикла батареи
Точно так же выбирается различный коэффициент N / P = 1,0, 1,2, 1,4, 1,6, 1,8. После 125-кратного цикла 1С / 1С скорость удерживания емкости батареи показана на следующем рисунке, очевидно, когда скорость удерживания N / P = 1,0 является самой низкой, когда N /P=1.8 Скорость удержания мощности является самой высокой, а коэффициент удержания мощности увеличивается с увеличением отношения N / P.
Рисунок 6 Кривая заряда аккумулятора
Влияние отношения N / P на сопротивление батареи
Согласно эксперименту, когда отношение N / P составляет 0,8, 1,2, 1,6 и 1,8, аккумулятор SOC = 50%, а EIS собранной аккумуляторной батареи - следующим образом.
Рисунок 7 Кривая оценки карты EIS
Из рисунка видно, что когда отношение N / P равно 0,8, радиус небольшой полуокружности является наибольшим, а радиус маленькой полуокружности является наименьшим, когда отношение N / P равно 1,6. Порядок расположения от малого до большого: R0.8> R1.0> R1.8> R1.2> R1.6 указывает на то, что импеданс пленки SEI снижается сначала, а затем увеличивается с увеличением отрицательной емкости электрода при сохранении положительной емкости электрода. Когда отношение N / P равно 1,2 и 1,6, R минимально. ,
вывод
Автор считает, что отношение NP является самым реалистичным параметром дизайна батареи от фактического производства, уровня заряда батареи, цикла батареи, безопасности батареи и полного сопротивления батареи. Соотношение NP составляет от 1,1 до 1,5, но система аккумуляторных батарей является более сложной. Имея множество сложных способов использования, в сочетании с теоретическим и практическим опытом для разработки лучшего китайского ядра!
