แบตเตอรี่ลิตยูไอนถูกใช้อย่างแพร่หลายในรถไฟฟ้า ระบบเก็บพลังงาน เครื่องมือไฟฟ้า คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พกพาเซลล์แต่ละตัวเชื่อมต่อกันเป็นชุดหรือคู่เคียง เพื่อสร้างโมดูลแบตเตอรี่และแพ็ค.
อย่างไรก็ตาม สําหรับแบตเตอรี่ แพ็ค ความสามารถของแบตเตอรี่ แพ็คสุดท้าย ไม่ได้ถูกกําหนดโดยเซลล์ที่มีผลงานที่ดีที่สุดเท่านั้นความสม่ําเสมอของเซลล์เป็นหนึ่งในปัจจัยสําคัญที่ส่งผลต่อแบตเตอรี่ความจุของบรรจุ, ระยะเวลาใช้งาน และความปลอดภัย
ปัจจัยสําคัญหนึ่งที่สามารถลดความซึมซึมของเซลล์คืออัตโนมัติ.
เมื่อเซลล์ลิตียมไอออนที่ชาร์จเต็มถูกเก็บไว้โดยไม่มีภาระภายนอก ความกระชับและสภาพการชาร์จ (SOC) ของเซลล์อาจลดลงค่อยๆ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการชาร์จตัวเองถ้าเซลล์ในแบตเตอรี่แพ็คเดียวกันมีความเร็วในการปล่อยตัวเองที่แตกต่างกันอย่างสําคัญ, SOC ของมันอาจไม่สมดุลมากขึ้นระหว่างการเก็บรักษา ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อความจุของบรรจุภัณฑ์, อายุการใช้งานและความปลอดภัย
บทความนี้อธิบายสาเหตุหลักของแบตเตอรี่ลิเดียมที่ปล่อยตัวเอง วิธีการทดสอบการปล่อยตัวเองทั่วไปและแนวทางเชิงปฏิบัติการในการควบคุมการปล่อยตัวเองระหว่างการผลิตแบตเตอรี่ลิเดียม.
อัตโนมัติของแบตเตอรี่ลิธีਅਮหมายถึงการสูญเสียพลังงานที่เก็บไว้อย่างช้า ๆ เมื่อแบตเตอรี่ไม่ได้เชื่อมต่อกับภาระภายนอก
ในทางอุดมสมบูรณ์ แบตเตอรี่ควรรักษาความตึงเครียดในวงจรเปิด (OCV) ที่คงที่ในระหว่างการเก็บรักษาการปฏิกิริยาทางเคมีภายในและกระแสรั่วไหลเล็ก ๆ สามารถใช้ลิตยูที่ใช้ได้อย่างช้า ๆ และลดพลังงานที่เก็บไว้ของแบตเตอรี่.
อัตราการปล่อยตัวด้วยตนเองถูกส่งผลกระทบจากปัจจัยหลาย ๆ ประการ เช่น
สําหรับผู้ผลิตแบตเตอรี่ ประเด็นที่สําคัญที่สุดมักไม่ใช่แค่ว่า เซลล์มีอัตโนมัติไม่ว่าเซลล์ต่าง ๆ จะมีอัตราการปล่อยตัวเองที่แตกต่างกันอย่างสําคัญหรือไม่.
เหตุผลนี้ทําให้การทดสอบการปล่อยตัวเองเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการจัดระดับเซลล์แบตเตอรี่ลิเดียม และความสม่ําเสมอของแพ็คแบตเตอรี่
การชาร์จตัวเองของแบตเตอรี่ลิตியம்ไอออน โดยทั่วไปสามารถเกี่ยวข้องกับกลไกหลักสองกลไก:การรั่วไหลภายในหรือวงจรสั้นขนาดเล็กและผลกระทบข้างเคียงทางไฟฟ้าเคมี.
เซลล์อัตโนมาร์คการออกกําลังกายที่ผิดปกติอาจมีเส้นทางการรั่วไหลภายในเล็ก ๆ ระหว่างไฟฟ้าบวกและลบ
สาเหตุที่เป็นไปได้ ได้แก่
การปนเปื้อนด้วยโลหะนั้นสําคัญมาก เพราะอนุภาคโลหะบางชนิด สามารถสร้างเส้นทางนําทางในเซลล์ได้ความบกพร่องเหล่านี้อาจส่งผลให้เกิดการตัดสั้นภายใน.
เซลล์ที่ได้รับผลกระทบจากไมโครชอร์ตภายในสามารถแสดงการลดความแรงดันที่สูงขึ้นมากในระหว่างการเก็บรักษามากกว่าเซลล์ปกติ
กลไกหลักที่สองเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นภายในเซลล์
ตัวอย่างเช่น:
ความชื้นมีความสําคัญมากในการผลิตแบตเตอรี่ลิทธิียมไอออน น้ําที่มากเกินไปสามารถปฏิกิริยากับส่วนประกอบของเอเลคโทรลิตและส่งผลให้เกิดสายพันธุ์กรดซึ่งสามารถเร่งความเสื่อมของอินเตอร์เฟซและบริโภคลิเดียมที่ทํางานได้.
เมื่อเปรียบเทียบกับความบกพร่องภายในของไมโครสอร์ท การออกของสารเคมีด้วยตนเองมักได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิและเคมีเซลล์มากขึ้น
การออกของเซลล์ด้วยตนเอง เป็นสิ่งสําคัญมาก เมื่อเซลล์หลายเซลล์เชื่อมต่อกัน
สมมติ ว่า เซลล์ หลาย ช่อง มี ความ สามารถ เดียวกัน แต่ มี อัตรา การ เผาผลาญ ตัว เอง ที่ แตกต่าง กันนิดหน่อย. หลังจาก ระยะ เวลา ที่ เก็บ ไว้, ระดับ SOC ของ เซลล์ หลาย ช่อง อาจ ไม่ มี ความ เท่า กัน อีก.
ซึ่งอาจนําไปสู่:
เซลล์ที่แตกต่างกันอาจบรรลุความกระชับกําลังและระดับ SOC ที่แตกต่างกันหลังจากการเก็บรักษา
ในแบตเตอรี่ที่เชื่อมต่อกันเป็นชุด เซลล์ที่อ่อนแอที่สุดหรือถูกปล่อยมากที่สุดสามารถกลายเป็นเซลล์จํากัดระหว่างการชาร์จและการปล่อย
ความจุในการใช้ของแบตเตอรี่ถูกส่งผลกระทบอย่างมากโดยความสม่ําเสมอของเซลล์ที่ใช้ในการประกอบมัน
ดังนั้น เซลล์ที่มีลักษณะการปล่อยตัวเองที่ผิดปกติ ควรถูกระบุก่อนการประกอบแพ็คเมนท์ทุกครั้งที่การใช้งานต้องการความสม่ําเสมอสูง
ผู้ผลิตแบตเตอรี่อาจจําเป็นต้องรวมกระบวนการทดสอบหลายอย่าง รวมถึง:
กระบวนการ นี้ ช่วย ให้ ผู้ ผลิต ระบุ เซลล์ ที่ผิดปกติ ก่อน ที่ จะ เข้าสู่ ขั้นตอน การ ประกอบ แบตเตอรี่
การ ทอด ธาตุ ด้วย ตัว เอง อาจ เห็น ได้ โดย เฉพาะ เมื่อ แบตเตอรี่ ถูก เก็บ ไว้ หลาย อาทิตย์ หรือ หลาย เดือน
สําหรับการใช้งาน เช่น แบตเตอรี่ EV ระบบเก็บพลังงาน ระบบพลังงานสํารอง และแพ็คแบตเตอรี่อุตสาหกรรม ผลงานในการเก็บของที่คงที่มีความสําคัญสําหรับความน่าเชื่อถือในระยะยาว
แนวทางหนึ่งที่ทั่วไปคือการเปรียบเทียบปริมาตรไฟฟ้าของแบตเตอรี่ ก่อนและหลังระยะเวลาการเก็บรักษาที่ควบคุม
ขั้นตอนพื้นฐานสามารถรวมถึง:
สภาพการทดสอบที่แม่นยําขึ้นอยู่กับเคมีแบตเตอรี่, การออกแบบเซลล์, SOC, อุณหภูมิ, และความต้องการการควบคุมคุณภาพของผู้ผลิต
การทดสอบควรเริ่มด้วย SOC ที่ควบคุมและคง
จุด SOC ที่แตกต่างกันสามารถผลิตการตอบสนองความตึงเครียดที่แตกต่างกัน ดังนั้นผู้ผลิตควรเลือก SOC ที่เหมาะสมตามเคมีของแบตเตอรี่และเป้าหมายการทดสอบ
ที่สําคัญยิ่งกว่านั้น เซลล์ทั้งหมดที่นําไปเปรียบเทียบ ควรทดสอบในสภาพเดียวกัน
ทันทีหลังจากการชาร์จ ความจืดที่วัดได้ถูกส่งผลกระทบโดยการขั้วโลก
ดังนั้น เซลล์ควรได้รับอนุญาตให้พักผ่อนเป็นระยะเวลาที่กําหนดก่อนการวัด OCV ครั้งแรก
สําหรับการตรวจสอบในห้องปฏิบัติการ ระยะเวลาพักผ่อนที่ยาวนานสามารถช่วยเพิ่มความซ้ําของการวัด
อุณหภูมิมีอิทธิพลที่สําคัญต่อการปล่อยตัวเองและปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมี
เหตุผลนี้ การทดสอบการปล่อยของตัวเอง ควรทําภายใต้สภาพแวดล้อมที่ควบคุมได้
ปริมาตรสําคัญประกอบด้วย:
หลังจากระยะเวลาการเก็บรักษาที่กําหนดแล้ว การวัดความกระชับของเซลล์อีกครั้ง
การเปรียบเทียบง่ายๆ สามารถแสดงออกได้ว่า
สําหรับการวิเคราะห์ที่ละเอียดมากขึ้น ผู้ผลิตสามารถคํานวณการเปลี่ยนแปลงความตึงเครียดในช่วงระยะเวลาการเก็บรักษาที่กําหนด:
ค่านี้ควรตีความพร้อมกับเคมีแบตเตอรี่, SOC, อุณหภูมิและสภาพการทดสอบ แทนที่จะใช้เป็นขีดจํากัดการผ่าน/ล้มเหลวทั่วไป
การทดสอบการปล่อยตัวเองและการจัดเรียงเซลล์มีความเกี่ยวข้องกัน แต่มันไม่ใช่กระบวนการเดียวกัน
การจัดอันดับเซลล์ประเมินหลัก ๆ ปารามิเตอร์ เช่น
เป้าหมายคือการจัดเรียงเซลล์ที่มีลักษณะไฟฟ้าคล้ายกันในเกรดเดียวกัน
Aเครื่องจัดลําดับเซลล์ลิทธิียมสามารถดําเนินการทดสอบการชาร์จและการปล่อยที่ควบคุมได้บนเซลล์หลายเซลล์ และบันทึกปริมาตรต่างๆ เช่น ความดัน, กระแส, ความจุ และเวลาการทดสอบ
ตัวอย่างเช่น อุปกรณ์การจัดลําดับเซลล์ลิเดียมของ ACEY รองรับการควบคุมช่องทางอิสระ การทดสอบการชาร์จ / การปล่อยไฟ การบันทึกข้อมูล และการจัดลําดับเซลล์รูปแบบบางรุ่นยังรองรับการตอบสนองพลังงานเพื่อลดการบริโภคพลังงานระหว่างการทดสอบการปล่อย.
สําหรับผู้ผลิตที่ประกอบแบตเตอรี่กลมเครื่องจัดลําดับเซลล์ลิเดียม 5V 20A 256 ช่อง สามารถใช้ในการทดสอบการชาร์จ/การปล่อย และการจัดลําดับความจุของเซลล์ในช่วงความยาวประมาณ 18 ‰ 32 มม..
สําหรับแบตเตอรี่ลิตียมแบบพริสมาติก ACEY ยังให้บริการ 5V 30A 128 ช่องเครื่องทดสอบการชาร์จการปล่อยแบตเตอรี่ออกแบบมาเพื่อการจัดลําดับความจุและการทดสอบการชาร์จ/การปล่อยของเซลล์พริสมาติก
สําหรับการใช้งานในการทดสอบแบตเตอรี่แบบพริสมาติกที่มีกระแสไฟฟ้าสูงกว่า ระบบ 16 ช่อง 5V 300A รองรับกระแสการชาร์จและการปล่อยไฟฟ้าสูงถึง 300A และให้บริการควบคุมช่องทางและการวิเคราะห์ข้อมูลที่อิสระ
ดังนั้น ระบบเหล่านี้จึงสามารถใช้เป็นส่วนสําคัญของกระบวนการควบคุมคุณภาพเซลล์แบตเตอรี่ที่กว้างขวางกว่า
แนวทางที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด คือการควบคุมการปล่อยของตัวเองในระยะการผลิต แทนที่จะพึ่งพาการตรวจสอบสุดท้ายเท่านั้น
การปนเปื้อนด้วยโลหะควรควบคุมตลอดการเตรียมวัสดุแพร่และการผลิตอิเล็กทรอนด์
มาตรการควบคุมที่เป็นไปได้ประกอบด้วย:
ควรใส่ใจเฉพาะละอองโลหะที่อาจสร้างเส้นทางการนําในเซลล์
การตัดและการจัดการกับอิเล็กทรอนด์สามารถสร้างรอยและอนุภาคได้
ผู้ผลิตควรปรับปรุง:
การลดอนุภาคและขีดข่วน สามารถช่วยลดโอกาสของอาการผิดปกติภายในให้น้อยที่สุด
การควบคุมความชื้นเป็นอีกส่วนสําคัญของการผลิตแบตเตอรี่ลิเดียม
มาตรการที่แนะนํา ได้แก่
การควบคุมความชื้นอย่างต่อเนื่อง ช่วยลดการเกิดปฏิกิริยาข้างเคียงของเอเลคโทรลิตและเอเลคโทรดที่ไม่ต้องการ
การเกิดและการแก่ตัวเป็นขั้นตอนสําคัญในการกําหนดลักษณะไฟฟ้าเคมีที่มั่นคง
ระหว่างการผลิต ผู้ผลิตสามารถติดตาม:
เซลล์ที่ผิดปกติที่พบในช่วงระยะเหล่านี้ สามารถแยกออกก่อนที่จะเข้าสู่กระบวนการประกอบแบตเตอรี่
ความจุเพียงลําพังไม่ได้ให้ภาพที่สมบูรณ์แบบของความสม่ําเสมอของเซลล์
ดังนั้นกระบวนการผลิตแบตเตอรี่แพ็คที่ใช้ได้จริง อาจรวมกันได้:
แนวทางนี้มีประโยชน์โดยเฉพาะอย่างยิ่งสําหรับแบตเตอรี่แบบกระบอกและแบบพริสมาติก ที่ความสม่ําเสมอของเซลล์มีผลต่อการทํางานของแพ็คโดยตรง
แบตเตอรี่ลิทธิียมที่อุดตันเอง เกิดจากการรวมกันของการรั่วไหลภายใน ความบกพร่องเล็กๆ และปฏิกิริยาทางเคมีไฟฟ้า ความรุนแรงของปัญหาขึ้นอยู่กับเคมีของแบตเตอรี่วัสดุ, คุณภาพการผลิต, SOC, อุณหภูมิและสภาพการเก็บรักษา
สําหรับผู้ผลิตแบตเตอรี่ การควบคุมการปล่อยตัวเองไม่ใช่แค่เรื่องของการวัดความกระชับกําลังหลังจากการเก็บรักษา
เครื่องจัดลําดับเซลล์ลิเดียมที่เชื่อถือได้สามารถมีบทบาทสําคัญในกระบวนการนี้ โดยให้การทดสอบการชาร์จ / การปล่อยไฟที่ควบคุมได้ การรวบรวมข้อมูลที่แม่นยํา และการจัดลําดับเซลล์โดยอัตโนมัติ
โดยการรวมการควบคุมกระบวนการผลิต กับการทดสอบแบตเตอรี่อย่างเป็นระบบ ผู้ผลิตสามารถปรับปรุงความสม่ําเสมอของเซลล์ และสร้างแบตเตอรี่ลิตยูไอออนที่น่าเชื่อถือมากขึ้น สําหรับ EV, ESS, เครื่องมือไฟฟ้าและการใช้งานอื่น ๆ.
การปล่อยพลังงานตัวเองของแบตเตอรี่ลิทธิียม คือการสูญเสียพลังงานที่เก็บไว้อย่างค่อยๆ เมื่อแบตเตอรี่ไม่ได้เชื่อมต่อกับภาระภายนอกในเซลล์ที่ผิดปกติ, การรั่วไหลภายในหรือวงจรสั้นขนาดเล็ก
วิธีการที่พบทั่วไปคือการชาร์จเซลล์ไปยัง SOC ที่ควบคุมให้การขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วขั้วการเปลี่ยนแปลงของความกระชับกําลังในช่วงระยะเวลาการเก็บรักษาสามารถใช้เป็นตัวชี้วัดของพฤติกรรมการปล่อยตัวเอง.
เครื่องระดับเซลล์ประกอบโดยหลักการดําเนินการตรวจสอบการชาร์จ / การชาร์จและความจุที่ควบคุมแทนที่ที่จะแทนการทดสอบการชาร์จตัวเองระยะยาวความจุ, และฟังก์ชันบันทึกข้อมูลสามารถเป็นส่วนสําคัญของกระบวนการควบคุมความสอดคล้องและคุณภาพเซลล์ที่กว้างกว่า
เซลล์ที่มีความจุที่แตกต่างกัน ความต้านทานภายใน หรือลักษณะการปล่อยของตัวเอง อาจเกิดความไม่สมดุลมากขึ้น เมื่อเชื่อมต่อเป็นชุดหรือคู่กันการให้เซลล์เข้ากันได้ดีขึ้น ช่วยให้การทํางานของแบตเตอรี่เพิ่มขึ้น, ความสามารถในการใช้งาน และความน่าเชื่อถือในระยะยาว
english
français
Deutsch
Italiano
Русский
Español
português
Nederlandse
ελληνικά
日本語
한국
العربية
हिन्दी
Türkçe
indonesia
tiếng Việt
ไทย
বাংলা
فارسی
polski