Tegenwoordig worden lithiumbatterijen steeds vaker gebruikt in diverse digitale apparaten, zoals notebooks, digitale camera's en digitale videocamera's. Daarnaast hebben ze ook brede toepassingsmogelijkheden in auto's, mobiele basisstations en energieopslagcentrales. Batterijen worden hierbij niet langer alleen gebruikt, zoals in mobiele telefoons, maar meer in de vorm van serie- of parallelle batterijpakketten.
De capaciteit en levensduur van de accu hangen niet alleen af van de afzonderlijke accu's, maar ook van de consistentie tussen de accu's. Een slechte consistentie kan de prestaties van de accu aanzienlijk verminderen. De consistentie van zelfontlading is een belangrijk onderdeel van de beïnvloedende factoren. Een accu met inconsistente zelfontlading zal na een periode van opslag een groot verschil in laadtoestand (SOC) vertonen, wat de capaciteit en veiligheid sterk beïnvloedt.
Waarom vindt zelfontlading plaats?
Wanneer de batterij open is, treedt bovenstaande reactie niet op, maar neemt het vermogen wel af, wat voornamelijk wordt veroorzaakt door zelfontlading van de batterij. De belangrijkste oorzaken van zelfontlading zijn:
a. Interne elektronenlekkage veroorzaakt door lokale elektronengeleiding van de elektrolyt of andere interne kortsluitingen.
b. Externe elektrische lekkage als gevolg van slechte isolatie van de batterijafdichtingen of pakkingen of onvoldoende weerstand tussen de externe loodmantels (externe geleiders, vochtigheid).
c. Elektrode-/elektrolytreacties, zoals corrosie van de anode of reductie van de kathode als gevolg van elektrolytverontreinigingen.
d. Gedeeltelijke ontleding van het actieve materiaal van de elektrode.
e. Passivering van elektroden door ontledingsproducten (onoplosbare stoffen en geadsorbeerde gassen).
f. De elektrode is mechanisch versleten of de weerstand tussen de elektrode en de stroomcollector wordt groter.
Invloed van zelfontlading
Zelfontlading leidt tot capaciteitsverlies tijdens opslag.Enkele typische problemen die worden veroorzaakt door overmatige zelfontlading:
1. De auto staat te lang stil en kan niet worden gestart;
2. Voordat de batterij wordt opgeslagen, zijn de spanning en andere zaken normaal en kan het voorkomen dat de spanning laag of zelfs nul is wanneer de batterij wordt verzonden;
3. In de zomer, als de auto-GPS op de auto is geplaatst, zal het vermogen of de gebruiksduur na verloop van tijd duidelijk onvoldoende zijn, zelfs met een volle batterij
Zelfontlading leidt tot grotere SOC-verschillen tussen batterijen en een verminderde capaciteit van het batterijpakket.
Door de inconsistente zelfontlading van de accu zal de SOC van de accu in de accu na opslag afwijken en zullen de prestaties van de accu afnemen. Klanten ondervinden vaak prestatieverlies na ontvangst van een accu die gedurende een bepaalde periode is opgeslagen. Wanneer het SOC-verschil ongeveer 20% bedraagtde capaciteit van de gecombineerde batterij bedraagt slechts 60%~70%.
Hoe kan het probleem van grote SOC-verschillen veroorzaakt door zelfontlading worden opgelost?
Simpel gezegd: we hoeven alleen de batterijstroom te balanceren en de energie van de hoogspanningscel over te brengen naar de laagspanningscel. Er zijn momenteel twee manieren: passieve en actieve balancering.
Passieve egalisatie houdt in dat een balanceerweerstand parallel aan elke batterijcel wordt aangesloten. Wanneer een cel eerder een overspanning bereikt, kan de batterij nog steeds worden opgeladen en kunnen andere laagspanningsbatterijen worden opgeladen. De efficiëntie van deze egalisatiemethode is niet hoog en het energieverlies gaat verloren in de vorm van warmte. De egalisatie moet worden uitgevoerd tijdens het laden en de egalisatiestroom bedraagt over het algemeen 30 tot 100 mA.
Actieve equalizerBalanceert de batterij over het algemeen door energie over te dragen en de energie van de cellen met een te hoge spanning over te dragen aan cellen met een lage spanning. Deze egalisatiemethode heeft een hoge efficiëntie en kan zowel in laad- als ontlaadtoestand worden geëgaliseerd. De egalisatiestroom is tientallen keren groter dan de passieve egalisatiestroom, doorgaans tussen 1 en 10 A.
Plaatsingstijd: 17 juni 2023
