В настоящее время литиевые аккумуляторы всё шире используются в различных цифровых устройствах, таких как ноутбуки, цифровые фотоаппараты и цифровые видеокамеры. Кроме того, они имеют широкие перспективы применения в автомобилях, базовых станциях мобильной связи и системах накопления энергии. В этом случае аккумуляторы используются уже не по отдельности, как в мобильных телефонах, а в виде последовательных или параллельных аккумуляторных батарей.
Ёмкость и срок службы аккумулятора зависят не только от каждого отдельного аккумулятора, но и от стабильности характеристик аккумуляторов. Нестабильность характеристик значительно снижает производительность аккумулятора. Постоянство саморазряда является важным фактором, влияющим на производительность. Аккумулятор с нестабильным саморазрядом будет иметь значительную разницу в уровне заряда после хранения, что существенно повлияет на его ёмкость и безопасность.
Почему происходит саморазряд?
При разомкнутой батарее указанная реакция не происходит, но мощность всё равно снижается, что в основном вызвано саморазрядом батареи. Основные причины саморазряда:
а) Внутренняя утечка электронов, вызванная локальной электронной проводимостью электролита или другими внутренними короткими замыканиями.
б) Внешняя утечка тока из-за плохой изоляции уплотнителей или прокладок аккумуляторной батареи или недостаточного сопротивления между внешними свинцовыми оболочками (внешние проводники, влажность).
в) Реакции электрода/электролита, такие как коррозия анода или восстановление катода из-за электролита и примесей.
г. Частичное разложение активного материала электрода.
е. Пассивация электродов за счет продуктов разложения (нерастворимых веществ и адсорбированных газов).
е. Электрод механически изношен или сопротивление между электродом и токосъемником увеличивается.
Влияние саморазряда
Саморазряд приводит к падению емкости во время хранения.Несколько типичных проблем, вызванных чрезмерным саморазрядом:
1. Автомобиль слишком долго припаркован и не заводится;
2. До того, как аккумулятор был помещен на хранение, напряжение и другие параметры были нормальными, а при транспортировке было обнаружено, что напряжение низкое или даже нулевое;
3. Летом, если автомобильный GPS-навигатор установлен в автомобиле, через некоторое время его мощность или время использования будут явно недостаточными, даже при вздутии аккумулятора.
Саморазряд приводит к увеличению разницы в уровне заряда аккумуляторов и снижению емкости аккумуляторной батареи.
Из-за неравномерного саморазряда аккумулятора уровень заряда аккумулятора в аккумуляторном блоке после хранения может отличаться, что приводит к снижению производительности. Покупатели часто сталкиваются с проблемой снижения производительности после получения аккумулятора, хранившегося длительное время. Разница в уровне заряда достигает примерно 20%., емкость комбинированной батареи составляет всего 60%~70%.
Как решить проблему большой разницы в уровне заряда, вызванной саморазрядом?
Проще говоря, нам нужно только сбалансировать мощность аккумулятора и передать энергию высоковольтного элемента низковольтному. В настоящее время существует два способа: пассивная балансировка и активная балансировка.
Пассивное выравнивание заключается в подключении балансировочного резистора параллельно к каждому элементу аккумулятора. Даже если элемент аккумулятора заранее достигает повышенного напряжения, аккумулятор продолжает заряжаться, а также заряжать другие низковольтные аккумуляторы. Эффективность такого метода выравнивания невысока, а потери энергии происходят в виде тепла. Выравнивание необходимо проводить в режиме зарядки, а ток выравнивания обычно составляет от 30 до 100 мА.
Активный эквалайзерОбычно балансировка аккумулятора осуществляется путём передачи энергии из ячеек с избыточным напряжением в ячейки с низким. Этот метод выравнивания обладает высокой эффективностью и может применяться как в состоянии заряда, так и разряда. Ток выравнивания в десятки раз превышает ток пассивного выравнивания и обычно составляет от 1 до 10 А.
Время публикации: 17 июня 2023 г.
