Каковы зарядные характеристики литиевых батарей?

Зарядные характеристики батареи относятся к изменениям напряжения на клеммах u, временной электродвижущей силы E, статической электродвижущей силы Ej и плотности электролита в зависимости от времени зарядки во время процесса зарядки постоянным током. Основным признаком клеммы зарядки аккумулятора является: напряжение на клеммах отдельной аккумуляторной батареи увеличивается примерно до 2,7 В, но больше не увеличивается; Удельный вес электролита больше не увеличивается; В электролите появляется большое количество пузырьков, представляющих так называемое состояние кипения.

Когда разряд аккумулятора достигает напряжения отключения или напряжения прекращения, характеристики зарядки меняются в зависимости от тока зарядки, времени зарядки и температуры. На Рисунке 8-9 показана типичная кривая зарядной характеристики обычного аккумулятора. Как видно из рисунка, кривые зарядных характеристик разных типов аккумуляторов отличаются, что сильно отличается от кривых разряда. Это приводит к индивидуальным требованиям к режиму зарядки. В соответствии с требованиями к характеристикам зарядки, разные типы аккумуляторов имеют разные методы зарядки, один и тот же тип аккумулятора также может использоваться в различных методах зарядки. Обычно в процессе зарядки необходимо строго контролировать напряжение и температуру, предотвращать перезарядку и перегрев, в противном случае это может привести к необратимому повреждению аккумуляторной батареи и даже к аварии. Что касается способа зарядки аккумулятора, он обычно основан на управлении зарядным напряжением и током, формировании зарядки с контролем напряжения, зарядки с контролем тока, комбинированного управления напряжением и током зарядки. После длительного периода исследований было обнаружено, что существуют некоторые общие методы зарядки, подходящие для различных аккумуляторов, такие как зарядка одним постоянным током при низкой скорости зарядки или с использованием импульсного тока при высокой скорости зарядки, разряд должен быть остановлен и аккумулятор необходимо вовремя заряжать. Однако очевидно, что они не в полной мере отвечают требованиям персонализированной безопасности и эффективности.

Полностью заряжена

В соответствии с правилами IEC / T21, аккумулятор VRLA (25 + 2) ℃, температура при постоянном напряжении u заряд 16 ч, или при постоянном напряжении u заряд, заряд до 3 часов зарядный ток по-прежнему стабилен, эти два условия Аккумулятор VRLA полностью заряжен. Постоянное значение напряжения U обычно оговаривается изготовителем аккумулятора, а напряжение зарядки и метод зарядки могут отличаться в зависимости от различных ИСПОЛЬЗОВАНИЙ аккумулятора. Полная зарядка также называется восстановительной зарядкой.

Как показано на рис. 2-6, GFM500 имеет глубину разряда 100% при токе 0,1 C10A, ограничение давления 2,35 В (25 ℃) для характеристики зарядки. Как видно из рисунка, после полной разрядки аккумулятора через 24 часа после зарядки мощность зарядки может достигать более 120%.

Как показано на рисунке 2-7, GFM500 после того, как глубина разряда составляет 100%, при токе 0,1 C10A, ограничение давления 2,23 В (25 ℃) для характеристики зарядки. После 24 часов зарядки заряд может достигать более 110%.

2. Качественный анализ кривой зарядной характеристики.

После 100% разряда батареи VRLA (см. Рисунок 2-6 и рисунок 2-7), во время процесса зарядки, ток батареи остается постоянным в пределах 0 ~ 7,5 ч в начале периода зарядки, то есть ток поддерживается на уровне 0.1c10a. Напряжение на клеммах аккумулятора постепенно повышается до среднего зарядного напряжения 2,35 В / R или только плавающего зарядного напряжения 2,23 В /, а затем напряжение остается постоянным. В течение времени зарядки от 7,5 до 10 часов зарядный ток быстро спадает по экспоненциальному закону и замедляется в пределах от 10 до 20 часов. Сила тока не меняется за несколько часов до окончания зарядки. Анализ каждого этапа показан на рисунке.

(1) до того, как батарея будет заряжена до 70% ~ 80%, токоограничивающая характеристика выпрямителя используется для поддержания неизменного зарядного тока. В этом процессе напряжение на клеммах аккумулятора растет почти по прямой линии.

Где phi + и phi 1 - положительный или отрицательный потенциал поляризации батареи с зарядным током, включая потенциал E + или E- уравновешивающего электрода, а также перенапряжение вертикального + или вертикального -, генерируемого электрохимической поляризацией и концентрационной поляризацией. В процессе зарядки постоянным током концентрация электролита в порах поверхностно-активного материала электрода увеличивается или становится более отрицательной. Усиление электрохимической поляризации и омической поляризации с увеличением вертикальной + или вертикальной - плотности тока, значение увеличивается в положительном или отрицательном направлении. Под действием концентрационной поляризации есть тенденция поддерживать вертикальную + подъемную силу и продолжать становиться отрицательной. Напряжение на клеммах ячейки не ограничивается установленным значением, пока выпрямитель не перейдет из режима стабильного тока в режим стабильного напряжения.

(2) когда напряжение на клеммах тока повышается до точки стабилизации напряжения, поскольку процесс зарядки достиг средней и поздней стадии, количество PbSO4 на пластине положительного электрода в это время невелико, поэтому Плотность обменного тока увеличивается с уменьшением площади реакции, поэтому электрохимическая поляризация стала меньше, и внутреннее сопротивление батареи также значительно уменьшилось. Однако реальная площадь заряжаемой поверхности стала меньше, что приводит к увеличению реальной плотности тока электрода. Затем концентрация электролита у поверхности электрода увеличивается, что приводит к серьезному влиянию концентрационной поляризации и быстрому ослаблению тока в батарее.

(3) при зарядке на более позднем этапе ток батареи значительно уменьшился, поэтому эффект поляризации концентрации соответственно уменьшается. Эффект электрохимической поляризации увеличивается, поэтому ток продолжает спадать, но с меньшей скоростью.

(4) в конце зарядки большая часть тока, заряженного в батарею, используется для поддержания циркуляции кислорода в батарее, и только небольшой ток используется для поддержания восстановления активного материала, поэтому ток батареи является стабильным. и без изменений.

При зарядке аккумулятора VRLA с различным зарядным напряжением давление воздуха медленно увеличивается, когда напряжение составляет 2,23 В / ед., И давление воздуха на более поздней стадии зарядки остается стабильным. Если используется напряжение более 2,40 В, вода будет разлагаться, и в батарее будет образовываться все больше водорода, что приведет к нарушению циркуляции кислорода после увеличения количества. Поэтому длительная зарядка высоким напряжением не рекомендуется.

3. Сбалансированная зарядка

Аккумулятор VRLA при использовании процесса, иногда емкость, напряжение на клеммах не соответствует, чтобы предотвратить его развитие в неисправную батарею, чтобы регулярно выполнять сбалансированную зарядку. Кроме того, в следующих ситуациях также требуется сбалансированная зарядка: во-первых, подача питания только на коммуникационную нагрузку в течение более 15 минут; во-вторых, после глубокого разряда ёмкость аккумулятора недостаточна.

Сбалансированный метод зарядки зависит от конкретной ситуации.

(1) есть надежда, что характеристики батареи VRLA могут быть улучшены за счет сбалансированной зарядки. В этом случае можно использовать обычный метод полной зарядки. Монитор зарядки используется для установки времени цикла зарядки (например, каждые три месяца или полгода) во время технического обслуживания. Когда плавающий заряд аккумулятора VRLA длится до установленного времени, выпрямитель автоматически поднимет конечное давление аккумулятора, а затем он перейдет в режим плавающего заряда через несколько часов зарядки. Емкость батареи VRLA в обратном направлении может быть увеличена за счет увеличения зарядного тока за счет увеличения напряжения на клеммах батареи.

(2) есть надежда восстановить емкость батареи VRLA после разрядки за счет сбалансированной зарядки. Существует два распространенных метода: один - полностью зарядить аккумулятор, а другой - сначала зарядить аккумулятор, а затем повысить напряжение, то есть использовать метод приращения напряжения.

Время, необходимое для зарядки, определяется глубиной разряда батареи, размером выбранного значения ограничения тока, температурой во время зарядки и производительностью зарядного оборудования. Уставка точки ограничения потока для различных продуктов не одинакова, обычно (0,15 ~ 0,25) C10A, но в некоторых странах также используется 0,1C10A, а в некоторых - 0,3C10A. Время зарядки не должно быть слишком большим. Как упоминалось ранее, эффективность рекомбинации кислорода в батарее VRLA является максимальной, когда в качестве значения принимается плавающее давление зарядки. Однако сбалансированное зарядное напряжение уже высокое. Когда напряжение увеличивается на 100 мВ, плавающий зарядный ток увеличивается в среднем в 10 раз. Следовательно, время зарядки слишком велико, что не только увеличивает избыток газа в батарее VRLA и влияет на эффективность рекомбинации кислорода внутри батареи VRLA, но также увеличивает скорость коррозии сети, тем самым повреждая батарею.

Страница содержит содержимое машинного перевода.