鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1146次 | 2020年11月27日
自放電測量系統(tǒng)關(guān)鍵點(diǎn)
1)選取合適的SOC
dOCV/dT受SOC影響,溫度對OCV的影響在平臺處被顯著放大,帶來很大的SOC預(yù)測誤差。需選擇對溫度變化相對不敏感的SOC測試自放電,如:FC1865:25%SOC測自放電;LC1865:50%SOC測自放電。
因電池容量差異,故實(shí)際電池的SOC存在波動,公差約為4%左右,故考察5%的公差范圍內(nèi)OCV曲線斜率的變化。LC186553%和99.9%SOC處斜率很穩(wěn)定,分別為3.8mV/%SOC和10mV/%SOC。FC1865~25%SOC處斜率比較穩(wěn)定;當(dāng)然滿電態(tài)也是個(gè)簡單實(shí)用的自放電測量點(diǎn)。
2)起始時(shí)間的選定
FC186525%SOC下(也可以是其他SOC值)看充電結(jié)束后每小時(shí)電壓變化,20h以后電壓降速率基本一致,可以認(rèn)為極化已基本恢復(fù)。故選取24h作為自放電測試起始時(shí)間。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
LC186550%SOC下14h以后電壓變化速率在0.01mV/h上下小范圍波動,可以認(rèn)為極化已基本恢復(fù),選取24h作為自放電起始點(diǎn)是可行的。
3)儲存溫度和時(shí)間
儲存溫度和時(shí)間對自放電的影響(LC1865H)
在研究區(qū)間內(nèi),自放電與時(shí)間和溫度均呈顯著的線性關(guān)系??蓪⒆苑烹娔P蛿M合為:自放電=0.23*t+0.39*(T-25)。(以上數(shù)值和關(guān)系式和電池體系有關(guān),常量會相應(yīng)變化,以下其他關(guān)系也是。)
常溫下由于化學(xué)反應(yīng)速率的降低,其物理自放電的異常點(diǎn)表現(xiàn)更明顯。14D儲存能夠非常好的預(yù)測28D的結(jié)果。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
3、自放電測量系統(tǒng)的改進(jìn)
1)測電壓溫度
測電壓環(huán)境溫度對自放電的影響:FC1865:每增加1℃,電壓下降0.05mV;LC1865:每增加1℃,電壓下降0.17mV。
2)電壓表選型
在電壓表的選擇上,由于自放電研究的是0.1mV層面的變化,傳統(tǒng)的4位半電壓表(精確到1mV,分辨率到0.1mV)已不適合,故選用六位半Agilent34401A電壓表,(精確達(dá)到0.1mV,分辨率達(dá)到0.01mV甚至更高)。另外該量儀的重復(fù)性也相當(dāng)不錯(cuò)。
4、自放電標(biāo)準(zhǔn)的確定
1)理論推算
2)1mV差異模擬
通過人為調(diào)整10%SOC差異模擬1mV(28天1mv,14天0.5mv的差異)自放電差異使用3年后的Balance結(jié)果。3組電池均未發(fā)生過充的安全問題,但是放電時(shí)的電壓差已經(jīng)非常大(1200mV),自放電大的電池被過放至2.5V,PACK容量損失10%。
自放電影響因素及控制要點(diǎn)
一、原材料金屬雜質(zhì)
1、金屬雜質(zhì)的影響機(jī)理
電池中:金屬雜質(zhì)發(fā)生化學(xué)和電化學(xué)腐蝕反應(yīng),溶解到電解液:M→Mn++ne-;此后,Mn+遷移到負(fù)極,并發(fā)生金屬沉積:Mn++ne-→M;隨著時(shí)間的增加,金屬枝晶在不斷生長,最后穿透隔膜,導(dǎo)致正負(fù)極的微短路,不斷消耗電量,導(dǎo)致電壓降低。
注:以上只是最常見的形式,還可能有很多其他的影響機(jī)理。
2、不同種類金屬屑影響程度
(1)正極漿料中添加不同種類金屬屑
可定性的對影響程度排序:Cu>Zn>Fe>Fe2O3
注:原則上,只要是金屬雜質(zhì)(如以上未列出的還有FeS\FeP2O7…),都會對自放電產(chǎn)生較大影響,影響程度一般是金屬單質(zhì)最強(qiáng)。
金屬屑電池的隔膜黑點(diǎn)形貌深(穿透到另一面)、數(shù)量多:
隔膜黑點(diǎn)的金屬元素成分與添加的金屬種類相吻合,說明隔膜黑點(diǎn)上的金屬元素確實(shí)來源于金屬雜質(zhì):
(2)負(fù)極漿料中添加不同種類金屬屑
負(fù)極漿料中金屬雜質(zhì)的影響不及正極漿料中的金屬雜質(zhì);其中,Cu、Zn對自放電有顯著影響;Fe、氧化鐵未觀察到顯著影響。