Treoir Chuimsitheach ar Anailís Chuar Scaoilte Battery Litiam-Ian

An tástáil feidhmíochta is coitianta a úsáidtear de cheallraí litiam-ian - straitéis anailíse cuar urscaoilte

Nuair a scaoileann an ceallraí litiam-ian, athraíonn a voltas oibre i gcónaí le leanúint den am. Úsáidtear voltas oibre na ceallraí mar an t-ord, an t-am urscaoilte, nó an toilleadh, nó an stát muirir (SOC), nó an doimhneacht urscaoilte (DOD) mar an abscissa, agus tugtar an cuar urscaoilte ar an gcuar a tharraingítear. Chun cuar tréith urscaoilte ceallraí a thuiscint, ní mór dúinn an chéad uair a thuiscint voltas na ceallraí i bprionsabal.

[Voltas na ceallraí]

Chun an t-imoibriú leictreoid a fhoirmiú ní mór don cheallraí na coinníollacha seo a leanas a chomhlíonadh: ní mór an próiseas chun an leictreon a chailliúint san imoibriú ceimiceach (ie próiseas ocsaídiúcháin) agus an próiseas chun an leictreon a fháil (ie próiseas imoibrithe laghdaithe) a scaradh i dhá réimse éagsúla, atá difriúil ón imoibriú ginearálta redox; ní mór imoibriú redox na substainte gníomhaí dhá leictreoid a tharchur ag an gciorcad seachtrach, atá difriúil ón imoibriú microbattery sa phróiseas creimeadh miotail. Is é voltas na ceallraí an difríocht ionchasach idir an leictreoid dhearfach agus an leictreoid diúltach. Áirítear ar na príomh-pharaiméadair shonracha voltas ciorcad oscailte, voltas oibre, voltas scoite muirir agus urscaoilte, etc.

[Poitéinseal leictreoid ábhar ceallraí litiam-ian]

Tagraíonn poitéinseal leictreoid do thumadh ábhar soladach sa réiteach leictrilít, rud a léiríonn an éifeacht leictreach, is é sin, an difríocht ionchasach idir dromchla na miotail agus an réiteach. Tugtar poitéinseal an mhiotail sa tuaslagán nó poitéinseal an leictreoid ar an difríocht poitéinsil seo. I mbeagán focal, is é an poitéinseal leictreoid claonadh chun ian nó adamh leictreon a fháil.

Dá bhrí sin, le haghaidh ábhar leictreoid dhearfach áirithe nó ábhar leictreoid diúltach, nuair a chuirtear é i leictrilít le salann litiam, cuirtear a acmhainn leictreoid in iúl mar:

Áit arb é φ c poitéinseal leictreoid na substainte seo. Socraíodh gur 0.0V an poitéinseal caighdeánach leictreoid hidrigine.

[Voltas ciorcad oscailte na ceallraí]

Is é fórsa electromotive na ceallraí an luach teoiriciúil a ríomhtar de réir imoibriú na ceallraí ag baint úsáide as an modh teirmidinimiciúil, is é sin, an difríocht idir acmhainneacht leictreoid cothromaíochta na ceallraí agus na leictreoidí dearfacha agus diúltacha nuair a bhíonn an briseadh ciorcad an luach uasta. gur féidir leis an gceallraí an voltas a thabhairt. Go deimhin, ní gá go mbeadh na leictreoidí dearfacha agus diúltacha sa stát cothromaíochta teirmidinimiciúla sa leictrilít, is é sin, is é an poitéinseal leictreoid a bhunaítear le leictreoidí dearfacha agus diúltacha na ceallraí sa tuaslagán leictrilít de ghnáth nach bhfuil an poitéinseal leictreoid cothromaíochta, mar sin an tá voltas ciorcad oscailte na ceallraí go ginearálta níos lú ná a fhórsa leictreamhaighnéadach. Don imoibriú leictreoid:

Ag cur san áireamh staid neamhchaighdeánach an chomhpháirt imoibreora agus gníomhaíocht (nó tiúchan) an chomhpháirt ghníomhach le himeacht ama, déantar voltas ciorcad oscailte iarbhír na cille a mhodhnú leis an gcothromóid fuinnimh:

Nuair is é R an tairiseach gáis, is é T an teocht imoibrithe, agus is é a gníomhaíocht nó tiúchan an chomhpháirte. Braitheann voltas ciorcad oscailte na ceallraí ar airíonna an ábhair leictreoid dhearfach agus diúltach, an leictrilít agus na coinníollacha teochta, agus tá sé neamhspleách ar chéimseata agus ar mhéid na ceallraí. Is féidir le hullmhú ábhar leictreoid ian litiam isteach sa cuaille, agus leathán miotail litiam le chéile i ceallraí leath cnaipe, an t-ábhar leictreoid a thomhas i stát difriúil SOC de voltas oscailte, is é cuar voltas oscailte an t-ábhar leictreoid imoibriú stáit muirear, stóráil ceallraí titim voltas oscailte, ach nach bhfuil an-mhór, má tá an titim voltas oscailte ró-tapa nó aimplitiúid feiniméan neamhghnácha. Is é an t-athrú ar staid dhromchla na substaintí gníomhacha bipolar agus féin-urscaoileadh na ceallraí na príomhchúiseanna le laghdú ar an voltas ciorcad oscailte i stóráil, lena n-áirítear athrú ar chiseal masc an tábla ábhar leictreoid dearfach agus diúltach; an t-athrú féideartha de bharr éagobhsaíocht teirmidinimiciúil an leictreoid, díscaoileadh agus deascadh eisíontais eachtracha miotail, agus an ciorcad micrea gearr de bharr an scairt idir na leictreoidí dearfacha agus diúltacha. Nuair a bhíonn an ceallraí ian litiam ag dul in aois, is é an t-athrú ar luach K (titim voltas) ná próiseas foirmithe agus cobhsaíochta an scannáin SEI ar dhromchla an ábhair leictreoid. Má tá an titim voltas ró-mhór, tá ciorcad micrea-ghearr taobh istigh, agus meastar go bhfuil an ceallraí neamhcháilithe.

[Polaraíocht Battery]

Nuair a théann an sruth tríd an leictreoid, tugtar polarú ar an bhfeiniméan a imíonn an leictreoid ón acmhainneacht leictreoid cothromaíochta, agus gineann an polarú an ró-acmhainneacht. De réir na gcúiseanna a bhaineann le polarú, is féidir an polarú a roinnt ina polarú ohmic, polarú tiúchana agus polarú leictreamaiceimiceach. FIG. Is é 2 cuar urscaoilte tipiciúil na ceallraí agus tionchar polarúcháin éagsúla ar an voltas.

 Fíor 1. Cuar urscaoilte tipiciúil agus polarú

(1) Polarú Ohmic: de bharr friotaíocht gach cuid den cheallraí, leanann an luach titim brú dlí Ohm, laghdaítear an sruth, laghdaítear an polarú láithreach, agus imíonn an sruth díreach tar éis dó a stopadh.

(2) Polarú leictreamaiceimiceach: is é an t-imoibriú leictriceimiceach mall ar dhromchla an leictreoid is cúis leis an bpolarú. Laghdaigh sé go suntasach laistigh den leibhéal microsecond de réir mar a éiríonn an sruth níos lú.

(3) Polarú comhchruinnithe: mar gheall ar mhoilliú an phróisis idirleata ian sa réiteach, tá an difríocht tiúchana idir dromchla an leictreoid agus an comhlacht réitigh polaraithe faoi reatha áirithe. Laghdaíonn nó imíonn an polarú seo de réir mar a laghdaíonn an sruth leictreach ag na soicindí macrascópacha (cúpla soicind go deich soicind).

Méadaíonn friotaíocht inmheánach na ceallraí le méadú ar urscaoileadh reatha na ceallraí, is é sin go príomha toisc go n-ardóidh an sruth urscaoilte mór treocht polarú na ceallraí, agus dá mhéad an t-urscaoileadh atá ann faoi láthair, is amhlaidh is soiléire an treocht polaraithe, mar a thaispeántar i bhFíor 2. De réir dhlí Ohm: V = E0-IRT, le méadú ar fhriotaíocht iomlán inmheánach RT, laghdaítear an t-am a theastaíonn chun voltas na ceallraí chun an voltas scoite urscaoilte a bhaint amach, agus mar sin tá an cumas scaoileadh freisin laghdaithe.

Fíor 2. Éifeacht an dlús reatha ar an polarú

Go bunúsach is cineál ceallraí tiúchan ian litiam é ceallraí ian litiam. Is é an próiseas muirir agus urscaoilte de cheallraí ian litiam an próiseas a bhaineann le hiain litiam a leabú agus a stripping sna leictreoidí dearfacha agus diúltacha. I measc na bhfachtóirí a dhéanann difear do polarú cadhnraí litiam-ian tá:

(1) Tionchar an leictrilít: is é seoltacht íseal leictrilít an chúis is mó le polarú cadhnraí ian litiam. Sa raon teochta ginearálta, níl seoltacht an leictrilít a úsáidtear le haghaidh cadhnraí litiam-ian ach 0.01~0.1S/cm, arb ionann é agus aon faoin gcéad den tuaslagán uiscí. Dá bhrí sin, nuair a scaoileann cadhnraí litiam-ian ag sruth ard, tá sé ró-dhéanach Li + a fhorlíonadh ón leictrilít, agus beidh an feiniméan polaraithe ann. Is é feabhas a chur ar sheoltacht an leictrilít an príomhfhachtóir chun cumas urscaoilte ard-reatha cadhnraí litiam-ian a fheabhsú.

(2) Tionchar na n-ábhar dearfacha agus diúltacha: an cainéal níos faide d'ábhar dearfach agus diúltach idirleathadh cáithníní ian litiam mór go dtí an dromchla, nach bhfuil a chabhródh le ráta urscaoileadh mór.

(3) Gníomhaire seoltóra: tá ábhar an ghníomhaire seoltaí ina fhachtóir tábhachtach a dhéanann difear d'fheidhmíocht urscaoilte an chóimheas ard. Mura leor ábhar an ghníomhaire seoltaí san fhoirmle catóide, ní féidir na leictreoin a aistriú in am nuair a scaoiltear an sruth mór, agus go n-ardóidh friotaíocht inmheánach polaraithe go tapa, ionas go laghdaítear an voltas ceallraí go tapa chuig an voltas scoite urscaoilte. .

(4) Tionchar dearadh cuaille: tiús cuaille: i gcás urscaoileadh reatha mór, tá luas imoibrithe na substaintí gníomhacha an-tapa, rud a éilíonn ian litiam a bheith leabaithe agus scoite go tapa san ábhar. Má tá an pláta cuaille tiubh agus go n-ardóidh cosán idirleathadh ian litiam, déanfaidh treo tiús cuaille grádán tiúchan ian litiam mór.

Dlús dhlúthú: tá dlús dhlúthú an bhileog cuaille níos mó, éiríonn an pore níos lú, agus tá cosán gluaiseachta ian litiam i dtreo tiús bileog cuaille níos faide. Ina theannta sin, má tá an dlús dhlúthú ró-mhór, laghdaítear an t-achar teagmhála idir an t-ábhar agus an leictrilít, laghdaítear an suíomh imoibrithe leictreoid, agus méadóidh friotaíocht inmheánach na ceallraí freisin.

(5) Tionchar membrane SEI: méadaíonn foirmiú membrane SEI friotaíocht an chomhéadain leictreoid / leictrilít, rud a fhágann go bhfuil hysteresis voltas nó polarú ann.

[Voltas oibriúcháin na ceallraí]

Tagraíonn voltas oibriúcháin, ar a dtugtar voltas deiridh freisin, don difríocht ionchasach idir leictreoidí dearfacha agus diúltacha na ceallraí nuair a bhíonn an sruth ag sreabhadh sa chiorcad sa stát oibre. I staid oibre urscaoileadh ceallraí, nuair a bhíonn an sruth ag sreabhadh tríd an gceallraí, ba cheart an fhriotaíocht de bharr an fhriotaíochta inmheánaigh a shárú, rud a fhágann go mbeidh titim brú ohmic agus polarú leictreoid, agus mar sin tá an voltas oibre i gcónaí níos ísle ná an voltas ciorcad oscailte, agus nuair a bhíonn tú ag muirearú, tá an voltas deiridh i gcónaí níos airde ná an voltas ciorcad oscailte. Is é sin, mar thoradh ar polarú déanann voltas deiridh an urscaoilte ceallraí níos ísle ná acmhainneacht electromotive na ceallraí, atá níos airde ná acmhainneacht electromotive na ceallraí atá i gceannas.

Mar gheall ar an bhfeiniméan polaraithe a bheith ann, tá an voltas meandarach agus an voltas iarbhír sa phróiseas muirear agus urscaoilte. Nuair a bhíonn tú ag muirearú, tá an voltas meandarach beagán níos airde ná an voltas iarbhír, imíonn an polarú agus titeann an voltas nuair a laghdaíonn an voltas meandarach agus an voltas iarbhír tar éis an urscaoilte.

Chun achoimre a dhéanamh ar an gcur síos thuas, is é an abairt:

Is ionann E +, E- -represents na féidearthachtaí de na leictreoidí dearfacha agus diúltacha, faoi seach, E + 0 agus E- -0 acmhainneacht leictreoid cothromaíochta na leictreoidí dearfacha agus diúltacha, faoi seach, léiríonn VR an voltas polarú ohmic, agus η + , η - - ionadaíocht a dhéanamh ar ró-acmhainneacht na leictreoidí deimhneacha agus diúltacha, faoi seach.

[Bunphrionsabal na tástála urscaoilte]

Tar éis tuiscint bhunúsach a fháil ar an voltas ceallraí, thosaigh muid ag anailísiú cuar urscaoilte cadhnraí litiam-ian. Léiríonn an cuar urscaoilte go bunúsach staid an leictreoid, arb é superposition na n-athruithe ar staid na leictreoidí dearfacha agus diúltacha.

Is féidir cuar voltais na gcadhnraí litiam-ian ar fud an phróisis urscaoilte a roinnt ina thrí chéim

1) I gcéim tosaigh na ceallraí, titeann an voltas go tapa, agus is mó an ráta urscaoilte, is tapúla a thiteann an voltas;

2) Téann an voltas ceallraí isteach i gcéim athraithe mall, ar a dtugtar limistéar ardán na ceallraí. Dá lú an ráta urscaoilte,

Dá fhad a bheidh an t-achar ardáin, is airde an voltas ardáin, is amhlaidh is moille a thiteann an voltas.

3) Nuair a bhíonn an chumhacht ceallraí beagnach críochnaithe, tosaíonn an voltas ualach ceallraí ag titim go géar go dtí go sroicheann an voltas stad urscaoilte.

Le linn na tástála, tá dhá bhealach ann chun sonraí a bhailiú

(1) Bailigh sonraí an tsrutha, an voltais agus an ama de réir an eatraimh ama socraithe Δ t;

(2) Bailigh na sonraí reatha, voltais agus ama de réir an difríocht athraithe voltas socraithe Δ V. Áirítear go príomha le cruinneas an trealaimh muirir agus urscaoilte cruinneas reatha, cruinneas voltais agus cruinneas ama. Taispeánann Tábla 2 paraiméadair trealaimh meaisín muirir agus urscaoilte áirithe, áit a léiríonn% FS an céatadán den raon iomlán, agus tagraíonn 0.05% RD don earráid tomhaiste laistigh den raon 0.05% den léamh. Úsáideann trealamh muirir agus urscaoilte go ginearálta foinse reatha seasta CNC in ionad friotaíocht ualach le haghaidh ualaigh, ionas nach mbeidh baint ag voltas aschuir na ceallraí le friotaíocht sraithe nó friotaíocht seadánacha sa chiorcad, ach amháin a bhaineann leis an voltas E agus friotaíocht inmheánach. r agus an sruth ciorcad I den fhoinse idéalach voltais atá comhionann leis an gceallraí. Má úsáidtear an fhriotaíocht le haghaidh ualach, socraigh voltas foinse idéalach voltas na ceallraí atá comhionann le bheith E, is é an friotaíocht inmheánach r, agus is é R an friotaíocht ualaigh. Tomhais an voltas ag an dá cheann den fhriotaíocht ualaigh leis an voltas. méadar, mar a thaispeántar san fhigiúr thuas i bhFíor 6. Mar sin féin, go praiticiúil, tá friotaíocht luaidhe agus friotaíocht teagmhála daingneáin (friotaíocht aonfhoirmeach seadánacha) sa chiorcad. An léaráid chiorcaid choibhéiseach a thaispeántar i bhFíor. Taispeántar 3 san fhigiúr seo a leanas de FIG. 3. Go praiticiúil, tugtar isteach an fhriotaíocht paraisítí dosheachanta, ionas go dtiocfaidh an fhriotaíocht ualaigh iomlán mór, ach is é an voltas tomhaiste an voltas ag an dá cheann den fhriotaíocht ualaigh R, agus mar sin tugtar isteach an earráid.

 Fíor 3 An léaráid bloc phrionsabail agus an léaráid chiorcaid choibhéiseach iarbhír den mhodh urscaoilte friotaíochta

Nuair a úsáidtear an fhoinse reatha tairiseach leis an sruth I1 mar an t-ualach, taispeántar an léaráid scéimeach agus an léaráid chiorcaid choibhéiseach iarbhír i bhFíor 7. Is luachanna tairiseach iad E, I1 agus tá r tairiseach ar feadh tréimhse áirithe ama.

Ón bhfoirmle thuas, is féidir linn a fheiceáil go bhfuil an dá voltas A agus B seasmhach, is é sin, nach bhfuil voltas aschuir na ceallraí gaolmhar le méid friotaíocht an tsraith sa lúb, agus ar ndóigh, níl aon rud le déanamh aige. leis an friotaíocht seadánacha. Ina theannta sin, is féidir leis an modh tomhais ceithre chríochfort tomhas níos cruinne a bhaint amach ar an voltas aschuir ceallraí.

Fíor 4 Léaráid bloc equiple agus léaráid chiorcaid choibhéiseach iarbhír d'ualach foinse reatha tairiseach

Is gléas soláthair cumhachta é foinse comhthráthach a fhéadfaidh sruth tairiseach a sholáthar don ualach. Féadann sé an t-aschur reatha a choinneáil tairiseach fós nuair a athraíonn an soláthar cumhachta seachtrach agus a athraíonn tréithe an bhacainn.

[Mód tástála urscaoilte]

Go ginearálta úsáideann trealamh tástála muirir agus urscaoilte an gléas leathsheoltóra mar an eilimint sreafa. Trí chomhartha rialaithe an fheiste leathsheoltóra a choigeartú, is féidir leis ualach de shaintréithe éagsúla a insamhail, mar shampla sruth leanúnach, brú leanúnach agus friotaíocht leanúnach agus mar sin de. Áirítear go príomha leis an modh tástála urscaoilte ceallraí litiam-ian urscaoileadh leanúnach reatha, urscaoileadh friotaíochta leanúnach, urscaoileadh cumhachta leanúnach, etc. I ngach modh urscaoilte, is féidir an t-urscaoileadh leanúnach agus an t-urscaoileadh eatramh a roinnt freisin, ina bhfuil de réir an fad ama, is féidir an t-urscaoileadh eatramh a roinnt ina urscaoileadh uaineach agus urscaoileadh cuisle. Le linn na tástála urscaoilte, scaoileann an ceallraí de réir an mhodha socraithe, agus stopann sé ag scaoileadh tar éis na coinníollacha socraithe a bhaint amach. Áirítear ar na coinníollacha scoite urscaoilte voltas a shocrú, scoite ama a shocrú, scoith acmhainne a shocrú, scoite grádán diúltach voltais a shocrú, etc. Baineann athrú ar an voltas urscaoilte ceallraí leis an gcóras urscaoilte, go is é sin, tá tionchar ag an gcóras urscaoilte freisin ar athrú an chuar urscaoilte, lena n-áirítear: sruth urscaoilte, teocht urscaoilte, voltas foirceannadh urscaoilte; urscaoileadh uaineach nó leanúnach. Dá mhéad an sruth urscaoilte, is amhlaidh is tapúla a thiteann an voltas oibriúcháin; leis an teocht urscaoilte, athraíonn an cuar urscaoilte go réidh.

(1) Urscaoileadh reatha tairiseach

Nuair a bheidh an t-urscaoileadh reatha leanúnach, socraítear an luach reatha, agus ansin sroichtear an luach reatha trí fhoinse reatha tairiseach CNC a choigeartú, ionas gur féidir urscaoileadh reatha leanúnach na ceallraí a bhaint amach. Ag an am céanna, bailítear athrú deiridh voltais na ceallraí chun tréithe urscaoilte na ceallraí a bhrath. Is éard atá i urscaoileadh reatha tairiseach ná an sruth urscaoilte céanna a urscaoileadh, ach leanann an voltas ceallraí ag titim, agus mar sin leanann an chumhacht ag titim. Is é Figiúr 5 an voltas agus cuar reatha urscaoileadh leanúnach reatha cadhnraí litiam-ian. Mar gheall ar an urscaoileadh leanúnach atá ann faoi láthair, déantar an ais ama a thiontú go héasca ar an ais acmhainn (táirge reatha agus ama). Taispeánann Figiúr 5 an cuar voltais-acmhainn ag urscaoileadh sruth tairiseach. Is é urscaoileadh reatha tairiseach an modh urscaoilte is coitianta a úsáidtear i dtástálacha ceallraí litiam-ian.

Fíor 5 muirearú voltas tairiseach reatha leanúnach agus cuair urscaoilte reatha leanúnach ag rátaí éagsúla iolraitheora

(2) Urscaoileadh cumhachta tairiseach

Nuair a scaoiltear an chumhacht tairiseach, socraítear an luach cumhachta tairiseach cumhachta P ar dtús, agus bailítear voltas aschuir U na ceallraí. Sa phróiseas urscaoilte, tá P ag teastáil go leanúnach, ach tá U ag athrú i gcónaí, agus mar sin is gá a choigeartú go leanúnach ar an I reatha foinse reatha tairiseach CNC de réir fhoirmle I = P / U chun an cuspóir urscaoileadh cumhachta tairiseach a bhaint amach. . Coinnigh an chumhacht urscaoilte gan athrú, toisc go leanann voltas na ceallraí ag titim le linn an phróisis urscaoilte, agus mar sin leanann an sruth sa urscaoileadh cumhachta leanúnach ag ardú. Mar gheall ar an urscaoileadh cumhachta leanúnach, déantar an ais chomhordaithe ama a thiontú go héasca san ais chomhordaithe fuinnimh (táirge cumhachta agus ama).

Figiúr 6 Cumhacht seasta a mhuirearú agus cuair urscaoilte ag rátaí dúbailt éagsúla

Comparáid idir urscaoileadh srutha tairiseach agus urscaoileadh cumhachta tairiseach

Fíor 7: (a) léaráid acmhainn luchtaithe agus urscaoilte ag cóimheasa éagsúla; (b) cuar luchtaithe agus scaoilte

 Taispeánann Figiúr 7 torthaí na dtástálacha cóimheasa muirear agus urscaoilte sa dá mhodh ceallraí fosfáit iarainn litiam. De réir an chuar acmhainne i bhFíor. 7 (a), le méadú ar an muirear agus an t-urscaoileadh reatha sa mhodh reatha tairiseach, laghdaítear muirear iarbhír agus cumas urscaoilte na ceallraí de réir a chéile, ach tá an raon athraithe sách beag. Laghdaíonn cumas iarbhír muirir agus urscaoilte na ceallraí de réir a chéile leis an méadú ar chumhacht, agus dá mhéad an t-iolraitheoir, is tapúla an meath ar an acmhainn. Tá an cumas urscaoilte ráta 1 h níos ísle ná an modh sreabhadh tairiseach. Ag an am céanna, nuair a bhíonn an ráta urscaoilte muirir níos ísle ná an ráta 5 h, tá an cumas ceallraí níos airde faoin gcoinníoll cumhachta leanúnach, agus tá an cumas ceallraí níos airde ná an ráta 5 h níos airde faoin gcoinníoll reatha tairiseach.

Léiríonn Figiúr 7 (b) an cuar cumas-voltais, faoi choinníoll an chóimheas íseal, ceallraí fosfáit iarainn litiam dhá mhodh cumas-cuar voltais, agus muirear agus urscaoileadh nach bhfuil athrú ardán voltas mór, ach faoi choinníoll cóimheas ard, Modh voltas tairiseach reatha-tairiseach ama voltas tairiseach i bhfad níos faide, agus ardán voltas a mhuirearú méadú suntasach, tá ardán voltas urscaoileadh laghdaithe go mór.

(3) Urscaoileadh friotaíochta tairiseach

Nuair a dhéantar urscaoileadh friotaíochta leanúnach, socraítear luach friotaíochta leanúnach R ar dtús chun voltas aschuir na ceallraí a bhailiú U. Le linn an phróisis urscaoilte, tá gá le R a bheith seasmhach, ach tá U ag athrú i gcónaí, agus mar sin is é luach reatha I reatha CNC tairiseach. Ba cheart an fhoinse a choigeartú de shíor de réir fhoirmle I = U / R chun críche an urscaoilte friotaíochta tairiseach a bhaint amach. Tá voltas na ceallraí ag laghdú i gcónaí sa phróiseas urscaoilte, agus tá an fhriotaíocht mar an gcéanna, agus mar sin is próiseas laghdaitheach é an sruth urscaoilte I freisin.

(4) Urscaoileadh leanúnach, urscaoileadh eatramhach agus urscaoileadh cuisle

Déantar an ceallraí a urscaoileadh i sruth leanúnach, cumhacht leanúnach agus friotaíocht leanúnach, agus an fheidhm uainiúcháin á úsáid chun rialú urscaoilte leanúnach, urscaoileadh uaineach agus urscaoileadh cuisle a bhaint amach. Taispeánann Figiúr 11 na cuair reatha agus na cuair voltais de ghnáththástáil muirir / urscaoilte cuisle.

Figiúr 8 Cuair reatha agus cuair voltais le haghaidh gnáththástálacha cuisle luchtaithe

[Faisnéis atá san áireamh sa chuar scaoilte]

Tagraíonn cuar urscaoilte do chuar an voltais, na reatha, na hacmhainne agus athruithe eile na ceallraí le himeacht ama le linn an phróisis urscaoilte. Tá an fhaisnéis atá sa chuar muirear agus urscaoilte an-saibhir, lena n-áirítear an cumas, an fuinneamh, an voltas oibre agus an ardán voltais, an gaol idir an acmhainneacht leictreoid agus an stát muirir, etc. Is iad na príomhshonraí a taifeadadh le linn na tástála urscaoilte an t-am. éabhlóid na srutha agus an voltais. Is féidir go leor paraiméadair a fháil ó na sonraí bunúsacha seo. Sonraíonn an méid seo a leanas na paraiméadair is féidir a fháil ag an gcuar scaoilte.

(1) Voltas

I dtástáil urscaoilte ceallraí ian litiam, cuimsíonn na paraiméadair voltais go príomha ardán voltais, voltas airmheán, meánvoltas, voltas scoite, etc. Is é voltas an ardáin an luach voltais comhfhreagrach nuair a bhíonn an t-athrú voltais íosta agus tá an t-athrú acmhainne mór. , is féidir a fháil ó bhuaicluach dQ / dV. Is é an voltas airmheán an luach voltais comhfhreagrach de leath acmhainn na ceallraí. Maidir le hábhair níos soiléire ar an ardán, mar shampla fosfáit iarainn litiam agus titanate litiam, is é an voltas airmheán an voltas ardán. Is é an meánvoltas achar éifeachtach an chuar voltais-acmhainn (ie, fuinneamh urscaoileadh ceallraí) roinnte ar an bhfoirmle ríomh acmhainne ná u = U (t) * I (t) dt / I (t) dt. Tagraíonn an voltas scoite don voltas íosta a cheadaítear nuair a scaoiltear an ceallraí. Má tá an voltas níos ísle ná an voltas scoite urscaoilte, laghdóidh an voltas ag an dá cheann den cheallraí go tapa, rud a chruthóidh urscaoileadh iomarcach. Féadfaidh overdischarge damáiste a dhéanamh do shubstaint ghníomhach an leictreoid, an cumas imoibrithe a chailleadh, agus an saol ceallraí a ghiorrú. Mar a thuairiscítear sa chéad chuid, tá baint ag voltas na ceallraí le staid muirir an ábhair catóide agus an poitéinseal leictreoid.

(2) Cumas agus cumas sonrach

Tagraíonn cumas ceallraí don mhéid leictreachais a scaoileann an ceallraí faoi chóras urscaoilte áirithe (faoi shruth urscaoilte áirithe I, teocht urscaoilte T, voltas scoite urscaoilte V), rud a léiríonn cumas na ceallraí fuinneamh a stóráil in Ah nó C. Tá tionchar ag go leor gnéithe ar an gcumas, mar shampla sruth urscaoilte, teocht an urscaoilte, srl.

Cumas teoiriciúil: an acmhainn a thugann an tsubstaint ghníomhach san imoibriú.

Cumas iarbhír: an acmhainn iarbhír a scaoiltear faoi chóras urscaoilte áirithe.

Cumas rátáilte: tagraíonn sé don íosmhéid cumhachta a ráthaíonn an ceallraí faoi na coinníollacha urscaoilte deartha.

Sa tástáil urscaoilte, déantar an cumas a ríomh tríd an sruth a chomhtháthú le himeacht ama, ie C = I (t) dt, sruth tairiseach in t urscaoileadh tairiseach, C = I (t) dt = I t; friotaíocht tairiseach R urscaoileadh, C = I (t) dt = (1 / R) * U (t) dt (1 / R) * amach (u Is é an voltas urscaoileadh meán, is é t an t-am urscaoilte).

Cumas sonrach: D'fhonn na cadhnraí éagsúla a chur i gcomparáid, tugtar isteach coincheap na hacmhainne ar leith. Tagraíonn toilleadh sonrach don acmhainn a thugann substaint ghníomhach na maise aonaid nó an leictreoid toirte aonaid, ar a dtugtar an toilleadh sonrach mais nó an toilleadh sonrach toirte. Is é an modh ríofa is gnách ná: toilleadh sonrach = cumas céadscaoilte na ceallraí / (mais na substainte gníomhaí * ráta úsáide na substainte gníomhaí)

Fachtóirí a dhéanann difear do chumas na ceallraí:

a. Sruth urscaoilte na ceallraí: dá mhéad an sruth, laghdaítear an cumas aschuir;

b. Teocht urscaoilte na ceallraí: nuair a laghdaíonn an teocht, laghdaítear an cumas aschuir;

c. Voltas scoite urscaoilte na ceallraí: is é 3.0V nó 2.75V an t-am urscaoilte atá socraithe ag an ábhar leictreoid agus teorainn an imoibrithe leictreoid féin.

d. Amanna muirir agus urscaoilte na ceallraí: tar éis il-mhuirear agus urscaoileadh na ceallraí, mar gheall ar mhainneachtain an ábhair leictreoid, beidh an ceallraí in ann cumas urscaoilte na ceallraí a laghdú.

e. Coinníollacha luchtaithe na ceallraí: déanann an ráta muirir, an teocht, an voltas scoite difear d'acmhainn na ceallraí, rud a chinnfidh an cumas urscaoilte.

 Modh chun cumas ceallraí a chinneadh:

Tá caighdeáin tástála éagsúla ag tionscail éagsúla de réir na gcoinníollacha oibre. Maidir le cadhnraí litiam-ian le haghaidh táirgí 3C, de réir an chaighdeáin náisiúnta GB / T18287-2000 Sonraíocht Ghinearálta le haghaidh Cadhnraí Litiam-ian le haghaidh Teileafón Ceallach, is é seo a leanas modh tástála acmhainne rátáilte na ceallraí: a) muirearú: 0.2C5A muirear; b) urscaoileadh: 0.2C5A urscaoileadh; c) cúig thimthriall, a bhfuil ceann amháin díobh cáilithe.

Maidir leis an tionscal feithiclí leictreacha, de réir an chaighdeáin náisiúnta GB / T 31486-2015 Riachtanais Feidhmíochta Leictreach agus Modhanna Tástála le haghaidh Ceallraí Cumhachta le haghaidh Feithiclí Leictreacha, tagraíonn cumas rátáilte na ceallraí don acmhainn (Ah) a scaoileann an ceallraí ag teocht an tseomra. le 1I1 (A) urscaoileadh reatha chun teacht ar an voltas foirceannadh, ina bhfuil I1 1 uair an chloig urscaoileadh ráta reatha, a bhfuil a luach comhionann le C1 (A). Is é an modh tástála:

A) Ag teocht an tseomra, stop an voltas leanúnach agus tú ag muirearú le muirearú reatha leanúnach go dtí an voltas foirceannta muirir atá sonraithe ag an bhfiontar, agus stop an muirearú nuair a thiteann an sruth foirceannadh muirir go 0.05I1 (A), agus coinnigh an muirear ar feadh 1 uair tar éis mhuirearú.

Bb) Ag teocht an tseomra, déantar an ceallraí a urscaoileadh le sruth 1I1 (A) go dtí go sroicheann an t-urscaoileadh an voltas foirceannadh urscaoilte a shonraítear i gcoinníollacha teicniúla an fhiontair;

C) toilleadh urscaoilte tomhaiste (arna thomhas ag Ah), ríomh an fuinneamh urscaoilte sonrach (arna thomhas ag Wh / kg);

3 d) Déan na céimeanna a) -) c) 5 uaire. Nuair a bhíonn an difríocht mhór de 3 thástáil as a chéile níos lú ná 3% den acmhainn rátáilte, is féidir an tástáil a chríochnú roimh ré agus is féidir torthaí na 3 thástáil dheireanacha a mheán.

(3) Stát muirear, SOC

Is stát muirir é SOC (Stát Muirir), rud a léiríonn an cóimheas idir acmhainn fágtha na ceallraí agus a stát muirir iomlán tar éis tréimhse ama nó ar feadh i bhfad faoi ráta urscaoilte áirithe. Úsáideann an modh "voltas ciorcad oscailte + comhtháthú uair an chloig" an modh voltais ciorcaid oscailte chun cumas muirear stáit tosaigh na ceallraí a mheas, agus ansin úsáideann an modh comhtháthaithe uair an chloig chun an chumhacht a chaitear a fháil. -am modh comhtháthú. Is é an chumhacht a chaitear ná táirge an urscaoilte reatha agus an t-am urscaoilte, agus tá an chumhacht atá fágtha comhionann leis an difríocht idir an chumhacht tosaigh agus an chumhacht a chaitear. Is é an meastachán matamaitice SOC idir voltas ciorcad oscailte agus slánuimhir uair an chloig ná:

I gcás inarb é CN an acmhainn rátáilte; Is é η an éifeachtúlacht muirir-urscaoilte; Is é T an teocht úsáide ceallraí; I an sruth ceallraí; Is é t an t-am urscaoilte ceallraí.

Is é DOD (Doimhneacht Urscaoilte) an doimhneacht urscaoilte, tomhas ar an gcéim urscaoilte, arb é céatadán an acmhainn urscaoilte go dtí an acmhainn urscaoilte iomlán. Tá caidreamh iontach ag doimhneacht an urscaoilte le saol na ceallraí: is doimhne an doimhneacht urscaoilte, is giorra an saol. Ríomhtar an gaol le haghaidh SOC = 100% -DOD

4) Fuinneamh agus fuinneamh ar leith

Tugtar fuinneamh na ceallraí ar an bhfuinneamh leictreach is féidir leis an gceallraí a aschur trí obair sheachtrach a dhéanamh faoi choinníollacha áirithe, agus cuirtear an t-aonad in iúl go ginearálta i wh. Sa chuar scaoilte, ríomhtar an fuinneamh mar seo a leanas: W = U (t) * I (t) dt. Ag urscaoileadh sruth tairiseach, W = I * U (t) dt = Is * u (u é an meánvoltas urscaoilte, is é t an t-am urscaoilte)

a. Fuinneamh teoiriciúil

Tá próiseas urscaoilte na ceallraí i stát cothromaíochta, agus coinníonn an voltas urscaoilte luach fórsa electromotive (E), agus is é ráta úsáide na substainte gníomhaí ná 100%. Faoin gcoinníoll seo, is é fuinneamh aschuir na ceallraí an fuinneamh teoiriciúil, is é sin, an obair uasta a dhéanann an ceallraí inchúlaithe faoi theocht agus brú leanúnach.

b. An fuinneamh iarbhír

Tugtar an fuinneamh iarbhír ar fhuinneamh aschuir an urscaoilte ceallraí, na rialacháin tionscail feithiclí leictreacha ("GB / T 31486-2015 Riachtanais Feidhmíochta Leictreach Battery agus Modhanna Tástála le haghaidh Feithiclí Leictreacha"), an ceallraí ag teocht an tseomra le 1I1 (A ) urscaoileadh reatha, chun an fuinneamh (Wh) a scaoiltear ag an voltas foirceanta a bhaint amach, ar a dtugtar an fuinneamh rátáilte.

c. fuinneamh ar leith

Tugtar fuinneamh mais shonrach nó fuinneamh toirte sonrach ar an bhfuinneamh a thugann ceallraí in aghaidh mais aonaid agus in aghaidh an aonaid toirte, ar a dtugtar dlús fuinnimh freisin. In aonaid wh/kg nó wh/L.

[Foirm bhunúsach an chuar scaoilte]

Is é an fhoirm is bunúsaí den chuar urscaoilte ná an voltas-am agus an cuar ama reatha. Trí ríomh na haise ama a chlaochlú, tá an cuar voltas-acmhainn (acmhainn shonrach), cuar voltas-fuinnimh (fuinneamh ar leith), cuar voltas-SOC agus mar sin de, ag an gcuar urscaoilte coiteann.

(1) Voltas-am agus cuar ama reatha

Fíor 9 Cuair voltais-ama agus reatha-ama

(2) Cuar voltais-acmhainn

Fíor 10 Cuar toilleadh voltais

(3) Cuar voltais-fhuinnimh

Fíor Figiúr 11. Cuar voltais-fhuinnimh

[doiciméadú tagartha]

• Wang Chao, et al. Comparáid idir saintréithe muirir agus urscaoilte na cumhachta reatha tairiseach agus tairiseach i bhfeistí stórála fuinnimh leictriceimiceach [J]. Eolaíocht agus teicneolaíocht stórála fuinnimh.2017(06):1313-1320.
• Eom KS，Joshi T, Bordes A，et al. Dearadh ceallraí lánchealla Li-ian ag baint úsáide as nana-sileacain agus anóid ilchodach graféin nana-i-ciseal[J]
• Guo Jipeng, et al. Comparáid idir saintréithe tástála cumhachta reatha agus tairiseach na gcadhnraí fosfáit iarainn litiam [J].ceallraí stórála.2017(03):109-115
• Marinaro M，Yoon D，Gabrielli G，et al.Ardfheidhmíocht 1.2 Ah Si-cóimhiotail/Graphite|Fréamhshamhail LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2 Li-ian ceallraí[J].Journal of Power Sources.2017, 357 (Forlíonadh C): 188-197.