Çalt zarýad bermek usuly
Batareýalarda himiki reaksiýalaryň tizligini ýokarlandyrmak üçin, doly zarýad almak üçin wagty gysgaltmak, polo positiveitel we otrisatel plitalaryň polýarlaşmagyny azaltmak ýa-da azaltmak, şeýlelik bilen batareýanyň netijeliligini ýokarlandyrmak, soňky ýyllarda çalt zarýad bermek tehnologiýasy çalt ösdi. Aşakda köp ulanylýan çalt zarýad beriş usullary aşakda görkezilýär. Bu usullar, hakyky zarýad egrisini optimal zarýad egrisine mümkin boldugyça ýakynlaşdyrmagy maksat edinip, iň amatly zarýad egrisiniň töwereginde düzülendir.
Impuls zarýad bermek usuly
Impuls zarýad bermek usuly ilki bilen batareýany impuls tok bilen zarýadlaýar, soňra belli bir wagtlap zarýad bermegi bes edýär we 11-5-nji suratda görkezilişi ýaly batareýany impuls tok bilen täzeden zarýadlaýar. Zarýad beriji impuls batareýany doly zarýadlaýar, aralyklar himiki reaksiýalaryň öndürýän kislorody we wodorody rekombinirlemäge we siňdirmäge wagt berýär, konsentrasiýa polýarizasiýasyny we ohmiki polýarizasiýany tebigy ýagdaýda ýok edýär. Bu, batareýanyň içerki basyşyny peseldýär, yzygiderli tok zarýadynyň indiki tapgyrynyň has oňat dowam etmegine we batareýanyň has köp zarýad almagyna mümkinçilik berýär. Aralyk impulslar, batareýany ýeterlik reaksiýa wagty bilen üpjün edýär, gazyň ewolýusiýasyny azaldýar we batareýanyň zarýad beriş akymynyň kabul ediş tizligini ýokarlandyrýar.
Impuls zarýad bermek batareýanyň zarýadyny we zarýad beriş netijeliligini ýokarlandyryp, zarýad beriş wagtyny tygşytlap we batareýanyň ömrüni uzaldyp biler, ýöne käbir şertler berjaý edilmelidir.
Lityum {{0} ion ion batareýalary zarýad bermek we zarýad bermek wagtynda katodda, anodda we elektrolitde litiý ionlarynyň özara hereketine bil baglaýandygy sebäpli, zarýad wagtyny tygşytlamak we zarýad beriş netijeliligini ýokarlandyrmak maksady bilen ionyň hereket tizligini we diffuziýa koeffisiýentini ýokarlandyrmak zerurdyr. Appropriateerliksiz zarýad beriş tizligi ýa-da paýlanyşy diňe islenýän maksada ýetip bilmez, batareýanyň garramagyny hem çaltlaşdyrar. 11-2-nji suratda görkezilişi ýaly, zarýad beriş tizligi näçe ýokary bolsa, zarýad beriş ukyby şonça-da az bolar.
Elektrokimiki häsiýetli derňew litiý {{0} ion ion batareýalarynyň zarýad beriş tizliginiň esasan litiý ionlarynyň ýaýramagy we polo positiveitel we otrisatel elektrod materiallarynyň aýratynlyklary bilen çäklendirilendigini görkezýär. (11 - 3) deňlemäni ulanyp, litiý-ion diffuziýa deňlemesi döredilip bilner.
Formulada, CL {{0} ion ion konsentrasiýasyny aňladýar; x diffuziýa aralygyny görkezýär; t diffuziýa wagtyny aňladýar; we DLi litiý {{1} ion ion diffuziýa koeffisiýentini görkezýär.
Geçirilen gözlegler, litiý {{0} ion ion batareýalarynyň sikl synagynda iki çalt garramagy görkezýändigini görkezdi:
1) SEI filminiň emele geliş döwri (Gaty elektrolit interfeýsi), elektrodyň üstünde SEI filmini emele getirmek üçin bar bolan litiý ionlarynyň bir bölegini sarp edýän proses.
2) Her zarýad beriş sikliniň ahyrynda, batareýanyň içindäki suwuk fazada litiý ionlarynyň göçmegine garşylyk birneme az, gaty fazadaky diffuziýa koeffisiýenti bolsa az. Şol sebäpli, zarýad beriş sikliniň ahyrynda zarýad beriş togy gaty uly bolsa, köp mukdarda litiý ionlary elektrodyň üstünde jemlener, bu bolsa litiý metalyň emele gelmegine we litiý ionynyň mukdaryny azaldyp biler.
SEI filminiň emele gelmegi batareýanyň ömrüne ep-esli täsir edýär. Gowy SEI filmi emele getirip bilmese, başlangyç zarýad / zarýad beriş döwründe batareýanyň ýokary zarýad / zarýad netijeliligi we ulanyp boljak kuwwaty bolup bilse-de, aýlaw sanynyň köpelmegi bilen, esasanam pes - häzirki impuls zarýad beriş re inimlerinde kuwwat ep-esli azalýar. Şonuň üçin birinji etapda litiý {{3} ion ion ýitgisiniň öňüni alyp bolmaýar. Şeýle-de bolsa, impuls zarýady wagtynda tok gaty ýokary bolmaly däldir. Artykmaç tok SEI filmleriniň deň däl emele gelmegine, SEI filminiň çalt galyňlaşmagyna we garşylygyň ep-esli ýokarlanmagyna, ulanylýan ionlaryň sanyny azaldyp, kuwwatyň ýitmegine sebäp bolar.
Impuls zarýad bermek, ilkinji nobatda zarýad beriş döwründe polýarizasiýany ýok etmek üçin zarýad beriş arakesmelerini ýa-da ters zarýady ulanýar. Polýarizasiýa batareýanyň görnüşi, önümçilik prosesi we maddy aýratynlyklary bilen ýakyndan baglanyşyklydyr we üýtgeýişleri çylşyrymly. Batareýa tehnologiýasynyň yzygiderli gowulaşmagy bilen polýarizasiýa gowy gözegçilikde saklandy. Şonuň üçin adaty impuls zarýad beriş usullarynyň artykmaçlyklary beýle bir aýdyň däl. Hakyky - wagt gözegçiligi üçin batareýanyň häsiýetli parametrlerini birleşdirmeli we batareýany optimal iş ýagdaýynda saklamak üçin - soň düşündirilen akylly zarýad beriş re modeiminiň amplitudasyny we aýlawyny sazlamaly.
Reflex ™ çalt zarýad bermek usuly
ReflexTM çalt zarýad bermek usuly ABŞ-da patentlenen tehnologiýa bolup, ilki bilen nikel - kadmium batareýalaryny zarýadlamak üçin döredildi. Bu zarýad beriş usuly nikel - kadmium batareýalarynyň ýadyň täsir meselesini ýeňilleşdirýär, şeýlelik bilen çalt zarýad beriş wagtyny ep-esli azaldýar. Impuls zarýad beriş usullary bilen deňeşdirilende, ReflexTM çalt zarýad beriş usulynyň iň uly aýratynlygy negatiw impulsyň goşulmagydyr. Onuň mehanizmi, reaksiýa prosesinde elektrodyň üstünde emele gelen köpürjikleri ýok etmek, batareýa zarýad berlende temperaturanyň ýokarlanmagyny we içerki garşylygy ýokarlandyrmak üçin otrisatel impuls bilen üpjün edilýän "päsgelçilik" täsirini ulanýar. Bu, elektrik energiýasyny batareýanyň içindäki himiki energiýa mümkin boldugyça doly öwürmäge mümkinçilik berýär, haýal diffuziýa sebäpli ýüze çykýan konsentrasiýa polýarizasiýasyny ýok etmäge, batareýanyň içindäki işjeň materiallaryň ulanylyş tizligini ýokarlandyrmaga we şeýlelik bilen zarýadlaryň sanyny - köpeltmäge mümkinçilik berýär.
11-6-njy suratda görkezilişi ýaly, “ReflexTM” çalt zarýad beriş usulynyň bir iş sikli üç basgançagy öz içine alýar: öňe zarýad beriş impulsy, tersine dessine akym impulsy we tehniki hyzmat üçin zarýad bermekde arakesme. Öňe zarýad beriş impulsynyň wezipesi, batareýany zarýadlamak üçin polo positiveitel amplituda impuls tokyny üpjün etmek; Tersine akymly impulsyň funksiýasy, elektrolit ionlarynyň batareýanyň içindäki polýarizasiýa reaksiýasyny gijikdirmek üçin has deň ýaýramagyny üpjün etmek, şeýlelik bilen zarýad beriş netijeliligini ýokarlandyrmak we batareýanyň ömrüni ýokarlandyrmak; Stop zarýad beriş fazasynyň wezipesi, elektrolit ionlarynyň has deň ýaýramagy we polýarizasiýa hadysasyny gowşatmak, şeýlelik bilen zarýad beriş netijeliligini ýokarlandyrmak we batareýanyň ömrüni uzaltmakdyr.
Üýtgeýän häzirki aralyk zarýad beriş usuly
Üýtgeýän tok aralyk zarýad beriş usuly, 11 - 7-nji suratda görkezilişi ýaly hemişelik tok zarýadyna we impuls zarýadyna esaslanýar. Onuň häsiýetnamasy, hemişelik tok zarýad beriş bölüminiň naprýa .eniýe bilen çäklendirilen üýtgeýän tok aralyk zarýad bölümi bilen çalşylmagydyr. Zarýad bermegiň başlangyç etaplarynda has ýokary zarýad toguny üpjün etmek we zarýad mukdarynyň köp bölegini almak üçin üýtgeýän tok aralyk zarýad beriş usuly ulanylýar.
Zarýad bermegiň soňky döwürlerinde artykmaç zarýad almak we batareýany doly zarýadly ýagdaýa getirmek üçin hemişelik naprýa .eniýe zarýad beriş fazasy ulanylýar. Zarýad bermegi aralyk bilen togtatmak bilen, batareýadaky himiki reaksiýanyň netijesinde öndürilen kislorod we wodorod rekombinasiýa we siňdirilmäge wagt tapýar, konsentrasiýa polýarizasiýasyny we ohmiki polýarizasiýany tebigy ýagdaýda ýok edýär. Bu, batareýanyň içerki basyşyny peseldýär, yzygiderli tok zarýadynyň indiki tapgyrynyň has oňat dowam etmegine we batareýanyň has köp elektrik siňmegine mümkinçilik berýär.
Üýtgeýän tok aralyk zarýad beriş usulyna esaslanyp, 11-8-nji suratda görkezilişi ýaly üýtgeýän naprýa .eniýe aralyk zarýad beriş usuly teklip edildi. Üýtgeýän naprýa .eniýe bilen üýtgeýän tok aralyk zarýad beriş usullarynyň arasyndaky tapawut, birinji etap aralyk hemişelik tok däl-de, aralyk hemişelik naprýa .eniýe.
11-7 we 11-8-nji suratlary deňeşdireniňde, 11-8-nji suratlaryň optimal zarýad egrisini has gowy görkezýändigini görmek bolýar. Her bir hemişelik naprýa .eniýe zarýad beriş tapgyrynda, hemişelik naprýa .eniýe zarýad bermegi sebäpli zarýad beriş togy, zarýad beriş döwründe kabul ederlikli batareýa tokynyň kem-kemden azalýandygynyň häsiýetine laýyk bolup, çalt azalýar.
Üýtgeýän naprýa .eniýe, üýtgeýän tok tolkuny - Aralyk pozitiw we otrisatel nol görnüşi - Pulse çalt zarýad bermek usuly
Impuls zarýad bermegiň artykmaçlyklaryny birleşdirip, Reflex ™ çalt zarýad bermek, üýtgeýän tok aralyk zarýad bermek we üýtgeýän naprýa .eniýe aralyk zarýad bermek, üýtgeýän naprýa .eniýe, üýtgeýän tok tolkuny - görnüşi polo positiveitel we otrisatel nol - impuls aralyk çalt zarýad bermek usuly işlenip düzüldi we ulanyldy. Impuls zarýad beriş zynjyrynyň dolandyryşy, adatça, iki kategoriýa bölünýär:
1) PWM (kuwwat PWM) signalynyň ýygylygy kesgitlenen bolsa, impuls tokynyň amplitudasy üýtgeýär.
2) Impuls akymynyň amplitudasy hemişelik, PWM signalynyň ýygylygy sazlanyp bilner.
11-9-njy suratda bu ikisinden tapawutly dolandyryş tertibi ulanylýar: impulsyň häzirki amplitudasy we PWM signalynyň ýygylygy kesgitlenýär, PWM nobat aýlawy sazlanýar. Aralyk zarýad bermek / togtatmak fazasyny goşmak bilen, batareýanyň zarýad kabul ediş ukybyny ýokarlandyryp, gysga wagtyň içinde has köp zarýad alyp bolýar.
Her zarýad beriş re modeiminiň öz artykmaçlyklary we amaly çäkleri bar. Şeýle-de bolsa, elektrik ulaglarynyň giňden ulanylmagy bilen zarýad beriş tizligine isleg artýar we akylly zarýad bermegiň ýüze çykmagyna sebäp bolýar. Akylly zarýad bermek, ilkinji nobatda batareýany doly zarýadlamagy ýa-da gysga wagtyň içinde kesgitlenen kuwwata ýetmegi maksat edinýär. Bu, batareýanyň zarýad ýagdaýyna (SOC) we Saglyk ýagdaýyna (SOH) görä häzirki bahany sazlamak arkaly zarýad beriş wagtyny adaty ulagyň ýangyjy bilen deňeşdirip bolýar.
Akylly zarýad bermek giň ünsi özüne çekdi. Bütin dünýäde gözlegçiler, batareýanyň ömrüni netijeli üpjün etmek bilen zarýad beriş nyrhlaryny gowulandyrmak üçin zarýad beriş dolandyryş strategiýalaryny öwrenmek üçin möhüm çeşmeleri jemleýärler. Bu bolsa öz gezeginde elektrik ulaglarynyň amaly we sosial kabul edilmegini ýokarlandyrýar.
