Trenutno se litijumske baterije sve više koriste u raznim digitalnim uređajima kao što su laptopi, digitalni fotoaparati i digitalne video kamere. Osim toga, imaju široku perspektivu i u automobilima, mobilnim baznim stanicama i elektranama za skladištenje energije. U ovom slučaju, upotreba baterija više se ne pojavljuje samostalno kao kod mobilnih telefona, već više u obliku serijskih ili paralelnih baterijskih paketa.
Kapacitet i vijek trajanja baterijskog paketa nisu povezani samo sa svakom pojedinačnom baterijom, već i sa konzistentnošću između svake baterije. Loša konzistentnost će uveliko smanjiti performanse baterijskog paketa. Konzistentnost samopražnjenja je važan dio faktora koji utiču na to. Baterija sa nekonzistentnim samopražnjenjem će imati veliku razliku u stanju napunjenosti (SOC) nakon određenog perioda skladištenja, što će uveliko uticati na njen kapacitet i sigurnost.
Zašto dolazi do samopražnjenja?
Kada je baterija otvorena, gore navedena reakcija se ne događa, ali će se snaga i dalje smanjivati, što je uglavnom uzrokovano samopražnjenjem baterije. Glavni razlozi samopražnjenja su:
a. Unutrašnje curenje elektrona uzrokovano lokalnom provodljivošću elektrona kroz elektrolit ili drugim unutrašnjim kratkim spojevima.
b. Vanjsko električno curenje zbog loše izolacije zaptivki ili brtvi baterije ili nedovoljnog otpora između vanjskih olovnih ljuski (vanjski provodnici, vlaga).
c. Reakcije elektrode/elektrolita, kao što su korozija anode ili redukcija katode zbog nečistoća elektrolita.
d. Djelomična razgradnja aktivnog materijala elektrode.
e. Pasivizacija elektroda zbog produkata raspadanja (nerastvorljivih i adsorbovanih gasova).
f. Elektroda je mehanički istrošena ili je otpor između elektrode i kolektora struje postao veći.
Utjecaj samopražnjenja
Samopražnjenje dovodi do pada kapaciteta tokom skladištenja.Nekoliko tipičnih problema uzrokovanih prekomjernim samopražnjenjem:
1. Automobil je predugo parkiran i ne može se pokrenuti;
2. Prije skladištenja baterije, napon i ostale stvari su normalni, a utvrđeno je da je napon nizak ili čak nula prilikom isporuke;
3. Ljeti, ako se GPS uređaj postavi na automobil, napajanje ili vrijeme korištenja će očigledno biti nedovoljno nakon određenog vremena, čak i uz ispražnjenu bateriju.
Samopražnjenje dovodi do povećanih razlika u napunjenosti baterija (SOC) između baterija i smanjenog kapaciteta baterijskog paketa.
Zbog neravnomjernog samopražnjenja baterije, stanje napunjenosti baterije (SOC) u baterijskom paketu će se razlikovati nakon skladištenja, a performanse baterije će se smanjiti. Kupci se često suočavaju s problemom smanjenja performansi nakon što prime baterijski paket koji je uskladišten određeni period vremena. Razlika u stanju napunjenosti (SOC) dostigne oko 20%., kapacitet kombinovane baterije je samo 60%~70%.
Kako riješiti problem velikih razlika u napunjenosti (SOC) uzrokovanih samopražnjenjem?
Jednostavno rečeno, potrebno je samo balansirati snagu baterije i prenijeti energiju visokonaponske ćelije na niskonaponsku ćeliju. Trenutno postoje dva načina: pasivno balansiranje i aktivno balansiranje.
Pasivno izjednačavanje je spajanje balansirajućeg otpornika paralelno sa svakom baterijskom ćelijom. Kada ćelija unaprijed dostigne prenapon, baterija se i dalje može puniti i puniti druge niskonaponske baterije. Efikasnost ove metode izjednačavanja nije visoka, a izgubljena energija se gubi u obliku toplote. Izjednačavanje se mora izvršiti u režimu punjenja, a struja izjednačavanja je uglavnom od 30mA do 100mA.
Aktivni ekvilajzerGeneralno balansira bateriju prenoseći energiju i prenosi energiju ćelija sa prekomjernim naponom na neke ćelije sa niskim naponom. Ova metoda izjednačavanja ima visoku efikasnost i može se izjednačiti i u stanju punjenja i u stanju pražnjenja. Njena struja izjednačavanja je desetine puta veća od struje pasivnog izjednačavanja, generalno između 1A-10A.
Vrijeme objave: 17. juni 2023.
