في هذا البحث ، تمت دراسة أداء الشحن الزائد لبطارية جراب 40Ah مع قطب موجب NCM111 + LMO من خلال التجارب والمحاكاة.تيارات الشحن الزائد هي 0.33 درجة مئوية و 0.5 درجة مئوية و 1 درجة مئوية على التوالي.حجم البطارية 240 مم * 150 مم * 14 مم.(محسوبًا وفقًا للجهد المقدر 3.65 فولت ، تبلغ الطاقة النوعية لحجمه حوالي 290 واط / لتر ، والتي لا تزال منخفضة نسبيًا)
تظهر تغيرات الجهد ، ودرجة الحرارة ، والمقاومة الداخلية أثناء عملية الشحن الزائد في الصورة 1. ويمكن تقسيمها تقريبًا إلى أربع مراحل:
المرحلة الأولى: 1
المرحلة الثانية: 1.2
المرحلة الثالثة: 1.4
المرحلة الرابعة: SOC> 1.6 ، الضغط الداخلي للبطارية يتجاوز الحد ، تمزق الغلاف ، يتقلص الحجاب الحاجز ويتشوه ، والهروب الحراري للبطارية.تحدث دائرة كهربائية قصيرة داخل البطارية ، ويتم إطلاق كمية كبيرة من الطاقة بسرعة ، وترتفع درجة حرارة البطارية بشكل حاد إلى 780 درجة مئوية.
تشمل الحرارة المتولدة أثناء عملية الشحن الزائد: حرارة الانتروبيا القابلة للعكس ، حرارة الجول ، حرارة التفاعل الكيميائي والحرارة الصادرة عن دائرة قصر داخلية.تشمل حرارة التفاعل الكيميائي الحرارة المنبعثة من انحلال المنغنيز ، تفاعل الليثيوم المعدني مع الإلكتروليت ، أكسدة الإلكتروليت ، تحلل غشاء SEI ، تحلل القطب السالب وتحلل القطب الموجب (NCM111 و LMO).يوضح الجدول 1 تغيير المحتوى الحراري وطاقة التنشيط لكل تفاعل.(تتجاهل هذه المقالة ردود الفعل الجانبية للمجلدات)
الصورة 3 عبارة عن مقارنة لمعدل توليد الحرارة أثناء الشحن الزائد بتيارات شحن مختلفة.يمكن استخلاص الاستنتاجات التالية من الصورة 3:
1) مع زيادة تيار الشحن ، يتقدم وقت الهروب الحراري.
2) تهيمن حرارة الجول على إنتاج الحرارة أثناء الشحن الزائد.SOC <1.2 ، إجمالي إنتاج الحرارة يساوي أساسًا حرارة جول.
3) في المرحلة الثانية (1
4) SOC> 1.45 ، ستتجاوز الحرارة المنبعثة من تفاعل الليثيوم المعدني والإلكتروليت حرارة الجول.
5) عندما SOC> 1.6 ، يبدأ تفاعل التحلل بين فيلم SEI والقطب السالب ، ويزداد معدل إنتاج الحرارة لتفاعل أكسدة الإلكتروليت بشكل حاد ، ويصل إجمالي معدل إنتاج الحرارة إلى قيمة الذروة.(الأوصاف الموجودة في 4 و 5 في الأدبيات غير متوافقة إلى حد ما مع الصور ، وستسود الصور هنا وقد تم تعديلها).
6) أثناء عملية الشحن الزائد ، يكون تفاعل الليثيوم المعدني مع المنحل بالكهرباء وأكسدة المنحل بالكهرباء من التفاعلات الرئيسية.
من خلال التحليل أعلاه ، فإن إمكانات الأكسدة للإلكتروليت ، وسعة القطب السالب ، ودرجة حرارة بداية الهروب الحراري هي المعلمات الرئيسية الثلاثة للشحن الزائد.توضح الصورة 4 تأثير ثلاث معلمات رئيسية على أداء الشحن الزائد.يمكن ملاحظة أن الزيادة في إمكانات الأكسدة للإلكتروليت يمكن أن تحسن بشكل كبير من أداء الشحن الزائد للبطارية ، في حين أن قدرة القطب السالب لها تأثير ضئيل على أداء الشحن الزائد.(بمعنى آخر ، يساعد المنحل بالكهرباء عالي الجهد على تحسين أداء الشحن الزائد للبطارية ، وزيادة نسبة N / P لها تأثير ضئيل على أداء الشحن الزائد للبطارية.)
مراجع
رن وآخرون.مجلة مصادر الطاقة 364 (2017) 328-340
الوقت ما بعد: 15 ديسمبر - 2022