V súčasnosti sa lítiové batérie čoraz viac používajú v rôznych digitálnych zariadeniach, ako sú notebooky, digitálne fotoaparáty a digitálne videokamery. Okrem toho majú široké uplatnenie aj v automobiloch, mobilných základňových staniciach a elektrárňach na ukladanie energie. V tomto prípade sa batérie už neobjavujú samostatne ako v mobilných telefónoch, ale skôr vo forme sériového alebo paralelného zapojenia batérií.
Kapacita a životnosť batériového bloku nesúvisí len s každou jednotlivou batériou, ale aj s konzistentnosťou medzi jednotlivými batériami. Nedostatočná konzistentnosť výrazne znižuje výkon batériového bloku. Konzistentnosť samovybíjania je dôležitou súčasťou ovplyvňujúcich faktorov. Batéria s nekonzistentným samovybíjaním bude mať po určitom období skladovania veľký rozdiel v nabití (SOC), čo výrazne ovplyvní jej kapacitu a bezpečnosť.
Prečo dochádza k samovybíjaniu?
Keď je batéria otvorená, k vyššie uvedenej reakcii nedochádza, ale výkon sa stále znižuje, čo je spôsobené najmä samovybíjaním batérie. Hlavné dôvody samovybíjania sú:
a. Vnútorný únik elektrónov spôsobený lokálnym vedením elektrónov elektrolytom alebo inými vnútornými skratmi.
b. Vonkajší elektrický únik v dôsledku slabej izolácie tesnení alebo tesnení batérie alebo nedostatočného odporu medzi vonkajšími olovenými krytmi (vonkajšie vodiče, vlhkosť).
c. Reakcie elektródy/elektrolytu, ako napríklad korózia anódy alebo redukcia katódy v dôsledku elektrolytu a nečistôt.
d. Čiastočný rozklad aktívneho materiálu elektródy.
e. Pasivácia elektród v dôsledku produktov rozkladu (nerozpustné látky a adsorbované plyny).
f. Elektróda je mechanicky opotrebovaná alebo sa zväčšil odpor medzi elektródou a zberačom prúdu.
Vplyv samovybíjania
Samovybíjanie vedie k poklesu kapacity počas skladovania.Niekoľko typických problémov spôsobených nadmerným samovybíjaním:
1. Auto bolo zaparkované príliš dlho a nedá sa naštartovať;
2. Pred uskladnením batérie je napätie a ostatné veci normálne a pri preprave sa zistí, že napätie je nízke alebo dokonca nulové;
3. V lete, ak je GPS umiestnená na vozidle, bude po určitom čase zjavne nedostatočný výkon alebo čas používania, a to aj pri vybitej batérii.
Samovybíjanie vedie k zvýšeným rozdielom v nabití batérií (SOC) a zníženej kapacite batériového bloku.
V dôsledku nekonzistentného samovybíjania batérie sa stav nabitia batérie (SOC) v batériovom bloku po skladovaní zmení a výkon batérie sa zníži. Zákazníci sa často stretávajú s problémom zhoršenia výkonu po prijatí batériového bloku, ktorý bol skladovaný dlhší čas. Keď rozdiel v stave nabitia (SOC) dosiahne približne 20 %., kapacita kombinovanej batérie je iba 60 % až 70 %.
Ako vyriešiť problém veľkých rozdielov v stave nabitia (SOC) spôsobených samovybíjaním?
Jednoducho povedané, stačí vyvážiť výkon batérie a preniesť energiu z vysokonapäťového článku do nízkonapäťového článku. V súčasnosti existujú dva spôsoby: pasívne vyvažovanie a aktívne vyvažovanie.
Pasívne vyrovnávanie spočíva v paralelnom pripojení vyrovnávacieho rezistora ku každému článku batérie. Keď článok dosiahne prepätie v predstihu, batéria sa môže stále nabíjať a nabíjať ďalšie nízkonapäťové batérie. Účinnosť tejto metódy vyrovnávania nie je vysoká a stratená energia sa stráca vo forme tepla. Vyrovnávanie sa musí vykonávať v režime nabíjania a vyrovnávací prúd je zvyčajne 30 mA až 100 mA.
Aktívny ekvalizérVo všeobecnosti vyrovnáva batériu prenosom energie a prenáša energiu článkov s nadmerným napätím na niektoré články s nízkym napätím. Táto metóda vyrovnávania má vysokú účinnosť a možno ju vyrovnať v stave nabitia aj vybitia. Jej vyrovnávací prúd je desiatkykrát väčší ako pasívny vyrovnávací prúd, zvyčajne medzi 1A a 10A.
Čas uverejnenia: 17. júna 2023
