Was sind die Ladeeigenschaften von Lithiumbatterien?

Die Ladeeigenschaften der Batterie beziehen sich auf die Änderungen der Klemmenspannung u, der temporären elektromotorischen Kraft E, der statischen elektromotorischen Kraft Ej und der Elektrolytdichte mit der Ladezeit während des Konstantstrom-Ladevorgangs. Das Hauptzeichen des Batterieladeanschlusses ist: Die Klemmenspannung der einzelnen Batterie steigt auf etwa 2,7 V an, steigt jedoch nicht mehr an; Das spezifische Gewicht des Elektrolyten steigt nicht mehr an; Im Elektrolyten tritt eine große Anzahl von Blasen auf, die einen sogenannten Siedezustand aufweisen.

Wenn die Batterieentladung die Abschaltspannung oder die Abschlussspannung erreicht, variieren die Ladeeigenschaften mit dem Ladestrom, der Ladezeit und der Temperatur. Abbildung 8-9 zeigt die typische Ladekennlinie einer herkömmlichen Batterie. Wie aus der Abbildung ersichtlich ist, unterscheiden sich die Ladekennlinien verschiedener Batterietypen stark von den Entladekurven. Dies führt zu den personalisierten Anforderungen für den Lademodus. Entsprechend den Anforderungen der Ladeeigenschaften haben verschiedene Batterietypen unterschiedliche Lademethoden. Der gleiche Batterietyp kann auch in einer Vielzahl von Lademethoden verwendet werden. Seine Gemeinsamkeit ist, dass beim Ladevorgang Spannung und Temperatur streng kontrolliert werden müssen, Überladung und Überhitzung verhindert werden müssen, andernfalls bleibende Schäden am Akku verursacht werden können, andernfalls sogar ein Unfall entstehen kann. Das Batterieladeverfahren basiert im Allgemeinen auf der Steuerung von Ladespannung und -strom, wobei das Laden der Spannungssteuerung, das Laden der Stromsteuerung, das kombinierte Laden der Spannung und des Stroms kombiniert werden. Nach einer langen Erkundungszeit hat sich herausgestellt, dass es einige allgemeine Lademethoden gibt, die für verschiedene Batterien geeignet sind, wie z. B. das Laden eines einzelnen Konstantstroms mit einer niedrigen Laderate oder die Verwendung eines Impulsstroms mit einer hohen Laderate Der Akku muss rechtzeitig aufgeladen werden. Es ist jedoch klar, dass sie die Anforderungen an personalisierte Sicherheit und Effizienz nicht vollständig erfüllen.

Voll aufgeladen

Gemäß den Vorschriften der IEC / T21, VRLA-Batterie (25 + 2) ℃ ist die Temperatur bei einer konstanten Spannung u Ladung 16 h oder bei konstanter Spannung u Ladung, Ladung bis 3 h Ladestrom noch stabil, diese beiden Bedingungen Sind VRLA Batterie ist ausreichend Strom. Der konstante Spannungs-U-Wert wird im Allgemeinen vom Batteriehersteller festgelegt, und die Ladespannung und die Lademethode können je nach den unterschiedlichen VERWENDUNGEN der Batterie unterschiedlich sein. Die volle Ladung wird auch als Wiederherstellungsgebühr bezeichnet.

Wie in Abbildung 2-6 gezeigt, beträgt die Entladungstiefe von GFM500 100% bei einem Strom von 0,1 C10A, wobei die Druckbegrenzung 2,35 V (25 ° C) für die Ladekennlinie beträgt. Wie aus der Abbildung ersichtlich ist, kann die Ladeleistung nach vollständigem Entladen des Akkus 24 Stunden nach dem Laden mehr als 120% erreichen.

Wie in Abbildung 2-7 gezeigt, beträgt der GFM500 nach der Entladungstiefe 100% bei einem Strom von 0,1 C10A, wobei die Druckbegrenzung 2,23 V (25 ℃) für die Ladekennlinie beträgt. Nach 24 Stunden Ladezeit kann die Ladung mehr als 110% erreichen.

2. Qualitative Analyse der Ladekennlinie

Nach 100% iger Entladung der VRLA-Batterie (siehe Abbildung 2-6 und Abbildung 2-7) ist der Batteriestrom während des Ladevorgangs in der frühen Ladezeit innerhalb von 0 bis 7,5 Stunden konstant, dh der Strom wird bei gehalten 0,1c10a. Die Klemmenspannung der Batterie steigt allmählich auf die durchschnittliche Ladespannung von 2,35 V / R oder die schwebende Ladespannung von nur 2,23 V / R an, und dann bleibt die Spannung konstant. Während der Ladezeit von 7,5 h bis 10 h fällt der Ladestrom gemäß dem Exponentialgesetz schnell ab und verlangsamt sich innerhalb von 10 h bis 20 h. Der Strom ändert sich einige Stunden vor dem Ende des Ladevorgangs nicht. Die Analyse jeder Stufe ist in der Abbildung dargestellt.

(1) Bevor die Batterie auf 70% bis 80% aufgeladen wird, wird die Strombegrenzungscharakteristik des Gleichrichters verwendet, um den Ladestrom unverändert zu halten. Dabei steigt die Klemmenspannung der Batterie nahezu geradlinig an.

Wobei phi + und phi 1 das positive oder negative Polarisationspotential der Batterie mit Ladestrom sind, einschließlich des Ausgleichselektrodenpotentials E + oder E- sowie des durch elektrochemische Polarisation und Konzentrationspolarisation erzeugten Überpotentials vertikal + oder vertikal. Beim Laden mit konstantem Strom steigt die Elektrolytkonzentration in der Pore des oberflächenaktiven Elektrodenmaterials an oder wird negativer. Durch die Intensivierung der elektrochemischen Polarisation und der ohmschen Polarisation mit zunehmender vertikaler + oder vertikaler Stromdichte steigt der Wert in positiver oder negativer Richtung. Unter der Wirkung der Konzentrationspolarisation besteht die Tendenz, den vertikalen + Auftrieb aufrechtzuerhalten und weiterhin negativ zu werden. Die Klemmenspannung der Zelle ist nicht auf den eingestellten Wert beschränkt, bis der Gleichrichter vom stabilen Strommodus in den stabilen Spannungsmodus wechselt.

(2) Wenn die Klemmenspannung des Stroms in die Nähe des Spannungsstabilisierungspunkts ansteigt, ist die Anzahl von PbSO4 auf der positiven Elektrodenplatte zu diesem Zeitpunkt nicht groß, da der Ladevorgang das mittlere und späte Stadium erreicht hat Die Austauschstromdichte nimmt mit der Abnahme der Reaktionsfläche zu, so dass die elektrochemische Polarisation kleiner geworden ist und der Innenwiderstand der Batterie ebenfalls signifikant abgenommen hat. Die reale Ladefläche ist jedoch kleiner geworden, was zu einer Erhöhung der realen Stromdichte der Elektrode führt. Dann nimmt die Elektrolytkonzentration in der Nähe der Elektrodenoberfläche zu, was zu einem ernsthaften Einfluss der Konzentrationspolarisation und einer schnellen Dämpfung des Stroms in der Batterie führt.

(3) Beim Laden in die spätere Phase hat der Batteriestrom erheblich abgenommen, so dass der Konzentrationspolarisationseffekt entsprechend abnimmt. Der Effekt der elektrochemischen Polarisation nimmt zu, so dass der Strom weiter abfällt, jedoch langsamer.

(4) Am Ende des Ladevorgangs wird der größte Teil des in die Batterie geladenen Stroms verwendet, um die Sauerstoffzirkulation in der Batterie aufrechtzuerhalten, und nur ein kleiner Strom wird verwendet, um die Rückgewinnung des aktiven Materials aufrechtzuerhalten, so dass der Batteriestrom stabil ist und unverändert.

Beim Laden des VRLA-Akkus mit unterschiedlichen Ladespannungen steigt der Luftdruck langsam an, wenn die Spannung 2,23 V / Einheit beträgt, und der Luftdruck in der späteren Ladephase ist stabil. Wenn mehr als 2,40 V verwendet werden, zersetzt sich das Wasser immer mehr Wasserstoff in der Batterie, was nach der Erhöhung der Menge zum Versagen der Sauerstoffzirkulation führt. Daher wird ein Langzeitladen mit hoher Spannung nicht empfohlen.

3. Ausgeglichenes Laden

VRLA-Batterie bei der Verwendung des Prozesses, manchmal die Kapazität, Klemmenspannung ist nicht konsistent, um ihre Entwicklung zu einer Fehlerbatterie zu verhindern, so regelmäßig regelmäßig ausgeglichenes Laden durchzuführen. Darüber hinaus ist in den folgenden Situationen auch ein ausgeglichenes Laden erforderlich: Erstens muss die Kommunikationslast allein länger als 15 Minuten mit Strom versorgt werden; Zweitens ist die Kapazität des Akkus nach einer Tiefentladung nicht ausreichend.

Die ausgeglichene Lademethode hängt von der jeweiligen Situation ab.

(1) Es ist zu hoffen, dass die charakteristischen Parameter der VRLA-Batterie durch ausgeglichenes Laden verbessert werden können. In diesem Fall kann die reguläre Volllademethode angewendet werden. Der Lademonitor wird verwendet, um die Zyklusladezeit (z. B. alle drei Monate oder ein halbes Jahr) während der Wartung einzustellen. Wenn die Floating Charge der VRLA-Batterie zur eingestellten Zeit läuft, erhöht der Gleichrichter automatisch den Enddruck der Batterie und wechselt nach einigen Stunden des Ladevorgangs zur Floating Charge. Die rückwärtige VRLA-Batteriekapazität kann durch Erhöhen des Ladestroms durch Erhöhen der Klemmenspannung der Batterie ausgeglichen werden.

(2) Es wird gehofft, die Kapazität der VRLA-Batterie nach dem Entladen durch ausgeglichenes Laden wiederherzustellen. Es gibt zwei übliche Methoden: Eine besteht darin, die Batterie vollständig aufzuladen, und die andere darin, die Batterie zuerst zu schweben und dann die Spannung zu erhöhen, dh die inkrementelle Spannungsmethode anzuwenden.

Die zum Laden erforderliche Zeit wird durch die Tiefe der Batterieentladung, die Größe der Auswahl des Strombegrenzungswerts, die Temperatur während des Ladevorgangs und die Leistung der Ladegeräte bestimmt. Der Sollwert für den Durchflussgrenzwert verschiedener Produkte ist nicht der gleiche, normalerweise (0,15 ~ 0,25) C10A, aber einige Länder verwenden auch 0,1C10A und einige 0,3C10A. Die Ladezeit sollte nicht zu lang sein. Wie zuvor erwähnt, ist die Sauerstoffrekombinationseffizienz in der VRLA-Batterie am höchsten, wenn der schwimmende Ladedruck als Wert genommen wird. Die ausgeglichene Ladespannung ist jedoch bereits hoch. Wenn die Spannung um 100 mV ansteigt, steigt der schwebende Ladestrom durchschnittlich um das 10-fache. Daher ist die Ladezeit zu lang, was nicht nur das überschüssige Gas in der VRLA-Batterie erhöht und die Sauerstoffrekombinationseffizienz in der VRLA-Batterie beeinflusst, sondern auch die Korrosionsgeschwindigkeit des Gitters erhöht und somit die Batterie beschädigt.

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