في الوقت الحاضر، يتم استخدام بطاريات الليثيوم على نطاق واسع في الأجهزة الرقمية المختلفة مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة والكاميرات الرقمية وكاميرات الفيديو الرقمية. بالإضافة إلى ذلك، لديهم أيضًا آفاق واسعة في السيارات، ومحطات القاعدة المتنقلة، ومحطات توليد الطاقة لتخزين الطاقة. في هذه الحالة، لم يعد استخدام البطاريات يظهر بمفرده كما هو الحال في الهواتف المحمولة، بل يظهر بشكل أكبر على شكل مجموعات بطاريات متسلسلة أو متوازية.
لا تتعلق سعة مجموعة البطارية وعمرها بكل بطارية على حدة فحسب، بل تتعلق أيضًا بالاتساق بين كل بطارية. سيؤدي الاتساق الضعيف إلى انخفاض أداء حزمة البطارية بشكل كبير. يعد اتساق التفريغ الذاتي جزءًا مهمًا من العوامل المؤثرة. سيكون للبطارية ذات التفريغ الذاتي غير المتسق فرق كبير في SOC بعد فترة من التخزين، مما سيؤثر بشكل كبير على قدرتها وسلامتها.
لماذا يحدث التفريغ الذاتي؟
عندما تكون البطارية مفتوحة، لا يحدث التفاعل أعلاه، ولكن الطاقة ستنخفض، وهو ما يحدث بشكل رئيسي بسبب التفريغ الذاتي للبطارية. الأسباب الرئيسية للتفريغ الذاتي هي:
أ. تسرب الإلكترون الداخلي الناجم عن توصيل الإلكترون المحلي للكهارل أو غيرها من الدوائر القصيرة الداخلية.
ب. تسرب كهربائي خارجي بسبب سوء عزل أختام البطارية أو الحشيات أو عدم كفاية المقاومة بين أغلفة الرصاص الخارجية (الموصلات الخارجية والرطوبة).
ج. تفاعلات القطب/الإلكتروليت، مثل تآكل الأنود أو اختزال الكاثود بسبب الإلكتروليت والشوائب.
د. التحلل الجزئي للمادة النشطة القطب.
ه. تخميل الأقطاب الكهربائية بسبب منتجات التحلل (المواد غير القابلة للذوبان والغازات الممتزة).
و. يتم ارتداء القطب ميكانيكيًا أو تصبح المقاومة بين القطب والمجمع الحالي أكبر.
تأثير التفريغ الذاتي
يؤدي التفريغ الذاتي إلى انخفاض السعة أثناء التخزين.العديد من المشاكل النموذجية الناجمة عن الإفراط في التفريغ الذاتي:
1. السيارة متوقفة لفترة طويلة ولا يمكن تشغيلها؛
2. قبل تخزين البطارية، يكون الجهد الكهربي والأشياء الأخرى طبيعية، وقد وجد أن الجهد منخفض أو حتى صفر عند شحنها؛
3. في الصيف، إذا تم وضع نظام تحديد المواقع العالمي للسيارة على السيارة، فمن الواضح أن الطاقة أو وقت الاستخدام سيكون غير كاف بعد فترة من الوقت، حتى مع انتفاخ البطارية
يؤدي التفريغ الذاتي إلى زيادة اختلافات SOC بين البطاريات وتقليل سعة حزمة البطارية
بسبب التفريغ الذاتي غير المتسق للبطارية، ستختلف شركة نفط الجنوب (SOC) الخاصة بالبطارية الموجودة في حزمة البطارية بعد التخزين، وسيقل أداء البطارية. غالبًا ما يجد العملاء مشكلة تدهور الأداء بعد استلام حزمة البطارية التي تم تخزينها لفترة من الوقت. عندما يصل فرق SOC إلى حوالي 20%، سعة البطارية المدمجة هي 60% ~ 70% فقط.
كيف يمكن حل مشكلة الاختلافات الكبيرة في SOC الناتجة عن التفريغ الذاتي؟
ببساطة، نحتاج فقط إلى موازنة طاقة البطارية ونقل طاقة خلية الجهد العالي إلى خلية الجهد المنخفض. توجد حاليًا طريقتان: التوازن السلبي والموازنة النشطة
المعادلة السلبية هي توصيل مقاومة موازنة بالتوازي مع كل خلية بطارية. عندما تصل الخلية إلى جهد زائد مقدمًا، لا يزال من الممكن شحن البطارية وشحن بطاريات أخرى ذات جهد منخفض. كفاءة طريقة المعادلة هذه ليست عالية، والطاقة المفقودة تُفقد على شكل حرارة. يجب أن يتم تنفيذ المعادلة في وضع الشحن، ويكون تيار المعادلة بشكل عام من 30 مللي أمبير إلى 100 مللي أمبير.
المعادل النشطبشكل عام يوازن البطارية عن طريق نقل الطاقة ونقل طاقة الخلايا ذات الجهد الزائد إلى بعض الخلايا ذات الجهد المنخفض. تتميز طريقة المعادلة هذه بكفاءة عالية ويمكن معادلتها في كل من حالات الشحن والتفريغ. تيار التعادل الخاص به أكبر بعشرات المرات من تيار التعادل السلبي، بشكل عام بين 1A-10A.
وقت النشر: 17 يونيو 2023
