લિથિયમ-આયન બેટરી ડિસ્ચાર્જ કર્વ વિશ્લેષણ માટે વ્યાપક માર્ગદર્શિકા

લિથિયમ-આયન બેટરીની સૌથી સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી પરફોર્મન્સ ટેસ્ટ- - ડિસ્ચાર્જ કર્વ વિશ્લેષણ વ્યૂહરચના

જ્યારે લિથિયમ-આયન બેટરી ડિસ્ચાર્જ થાય છે, ત્યારે તેની કાર્યકારી વોલ્ટેજ હંમેશા સમયની ચાલુ રાખવા સાથે સતત બદલાતી રહે છે. બેટરીના વર્કિંગ વોલ્ટેજનો ઉપયોગ ઓર્ડિનેટ, ડિસ્ચાર્જ સમય, અથવા ક્ષમતા, અથવા ચાર્જની સ્થિતિ (SOC), અથવા ડિસ્ચાર્જ ડેપ્થ (DOD) એબ્સિસા તરીકે થાય છે, અને દોરેલા વળાંકને ડિસ્ચાર્જ કર્વ કહેવામાં આવે છે. બેટરીના ડિસ્ચાર્જ લાક્ષણિક વળાંકને સમજવા માટે, આપણે સૌ પ્રથમ સૈદ્ધાંતિક રીતે બેટરીના વોલ્ટેજને સમજવાની જરૂર છે.

[બેટરીનો વોલ્ટેજ]

ઇલેક્ટ્રોડ પ્રતિક્રિયા માટે બેટરીએ નીચેની શરતો પૂરી કરવી આવશ્યક છે: રાસાયણિક પ્રતિક્રિયામાં ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવાની પ્રક્રિયા (એટલે ​​​​કે ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયા) અને ઇલેક્ટ્રોન મેળવવાની પ્રક્રિયા (એટલે ​​​​કે ઘટાડો પ્રતિક્રિયા પ્રક્રિયા) બે અલગ અલગ વિસ્તારોમાં અલગ હોવી આવશ્યક છે, જે સામાન્ય રેડોક્સ પ્રતિક્રિયાથી અલગ છે; બે ઇલેક્ટ્રોડના સક્રિય પદાર્થની રેડોક્સ પ્રતિક્રિયા બાહ્ય સર્કિટ દ્વારા પ્રસારિત થવી જોઈએ, જે મેટલ કાટ પ્રક્રિયામાં માઇક્રોબેટરી પ્રતિક્રિયાથી અલગ છે. બેટરીનું વોલ્ટેજ એ હકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ અને નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચેનો સંભવિત તફાવત છે. વિશિષ્ટ કી પરિમાણોમાં ઓપન સર્કિટ વોલ્ટેજ, વર્કિંગ વોલ્ટેજ, ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ કટ-ઓફ વોલ્ટેજ વગેરેનો સમાવેશ થાય છે.

[લિથિયમ-આયન બેટરી સામગ્રીની ઇલેક્ટ્રોડ સંભવિત]

ઇલેક્ટ્રોડ સંભવિત એ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સોલ્યુશનમાં નક્કર સામગ્રીના નિમજ્જનનો ઉલ્લેખ કરે છે, જે વિદ્યુત અસર દર્શાવે છે, એટલે કે ધાતુની સપાટી અને દ્રાવણ વચ્ચેનો સંભવિત તફાવત. આ સંભવિત તફાવતને ઉકેલમાં ધાતુની સંભવિત અથવા ઇલેક્ટ્રોડની સંભવિતતા કહેવામાં આવે છે. ટૂંકમાં, ઇલેક્ટ્રોડ સંભવિત એ આયન અથવા અણુ માટે ઇલેક્ટ્રોન મેળવવાનું વલણ છે.

તેથી, ચોક્કસ હકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ અથવા નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રી માટે, જ્યારે લિથિયમ મીઠું સાથે ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં મૂકવામાં આવે છે, ત્યારે તેની ઇલેક્ટ્રોડ સંભવિતતા આ રીતે વ્યક્ત કરવામાં આવે છે:

જ્યાં φ c આ પદાર્થનું ઇલેક્ટ્રોડ સંભવિત છે. પ્રમાણભૂત હાઇડ્રોજન ઇલેક્ટ્રોડ સંભવિત 0.0V હોવાનું સેટ કરવામાં આવ્યું હતું.

[બેટરીનું ઓપન-સર્કિટ વોલ્ટેજ]

બેટરીનું ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ એ થર્મોડાયનેમિક પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને બેટરીની પ્રતિક્રિયા અનુસાર ગણતરી કરાયેલ સૈદ્ધાંતિક મૂલ્ય છે, એટલે કે, બેટરીના સંતુલન ઇલેક્ટ્રોડ સંભવિત અને સર્કિટ તૂટી જાય ત્યારે હકારાત્મક અને નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચેનો તફાવત મહત્તમ મૂલ્ય છે. કે બેટરી વોલ્ટેજ આપી શકે છે. વાસ્તવમાં, હકારાત્મક અને નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં થર્મોડાયનેમિક સંતુલન સ્થિતિમાં હોય તે જરૂરી નથી, એટલે કે, ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સોલ્યુશનમાં બેટરીના હકારાત્મક અને નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ્સ દ્વારા સ્થાપિત ઇલેક્ટ્રોડ સંભવિત સામાન્ય રીતે સંતુલન ઇલેક્ટ્રોડ સંભવિત નથી, તેથી બેટરીનું ઓપન-સર્કિટ વોલ્ટેજ સામાન્ય રીતે તેના ઇલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સ કરતા નાનું હોય છે. ઇલેક્ટ્રોડ પ્રતિક્રિયા માટે:

રિએક્ટન્ટ ઘટકની બિન-પ્રમાણભૂત સ્થિતિ અને સમય જતાં સક્રિય ઘટકની પ્રવૃત્તિ (અથવા સાંદ્રતા) ને ધ્યાનમાં લેતા, કોષનું વાસ્તવિક ઓપન સર્કિટ વોલ્ટેજ ઊર્જા સમીકરણ દ્વારા સંશોધિત થાય છે:

જ્યાં R એ ગેસનો સ્થિરાંક છે, T એ પ્રતિક્રિયા તાપમાન છે, અને a એ ઘટક પ્રવૃત્તિ અથવા સાંદ્રતા છે. બેટરીનું ઓપન સર્કિટ વોલ્ટેજ હકારાત્મક અને નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રીના ગુણધર્મો, ઇલેક્ટ્રોલાઇટ અને તાપમાનની સ્થિતિ પર આધારિત છે અને તે બેટરીની ભૂમિતિ અને કદથી સ્વતંત્ર છે. ધ્રુવમાં લિથિયમ આયન ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રીની તૈયારી, અને બટન અડધા બેટરીમાં એસેમ્બલ લિથિયમ મેટલ શીટ, ઓપન વોલ્ટેજની વિવિધ SOC સ્થિતિમાં ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રીને માપી શકે છે, ઓપન વોલ્ટેજ વળાંક એ ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રી ચાર્જ રાજ્ય પ્રતિક્રિયા છે, બેટરી સ્ટોરેજ ઓપન વોલ્ટેજ ડ્રોપ, પરંતુ બહુ મોટું નથી, જો ઓપન વોલ્ટેજ ખૂબ ઝડપથી ઘટે અથવા કંપનવિસ્તાર અસામાન્ય ઘટના છે. દ્વિધ્રુવી સક્રિય પદાર્થોની સપાટીની સ્થિતિમાં ફેરફાર અને બેટરીના સ્વ-ડિસ્ચાર્જ એ સકારાત્મક અને નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રીના ટેબલના માસ્ક સ્તરના ફેરફાર સહિત સ્ટોરેજમાં ઓપન સર્કિટ વોલ્ટેજમાં ઘટાડો થવાના મુખ્ય કારણો છે; ઇલેક્ટ્રોડની થર્મોડાયનેમિક અસ્થિરતા, ધાતુની વિદેશી અશુદ્ધિઓના વિસર્જન અને અવક્ષેપ અને હકારાત્મક અને નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચેના ડાયાફ્રેમને કારણે માઇક્રો શોર્ટ સર્કિટને કારણે સંભવિત ફેરફાર. જ્યારે લિથિયમ આયન બેટરી વૃદ્ધ થાય છે, ત્યારે K મૂલ્યમાં ફેરફાર (વોલ્ટેજ ડ્રોપ) એ ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રીની સપાટી પર SEI ફિલ્મની રચના અને સ્થિરતા પ્રક્રિયા છે. જો વોલ્ટેજ ડ્રોપ ખૂબ મોટો હોય, તો અંદર એક માઇક્રો-શોર્ટ સર્કિટ હોય છે, અને બેટરી અયોગ્ય હોવાનું માનવામાં આવે છે.

[બેટરી ધ્રુવીકરણ]

જ્યારે વિદ્યુતપ્રવાહ ઇલેક્ટ્રોડમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે ઇલેક્ટ્રોડ સંતુલન ઇલેક્ટ્રોડ સંભવિતમાંથી વિચલિત થાય છે તે ઘટનાને ધ્રુવીકરણ કહેવામાં આવે છે, અને ધ્રુવીકરણ અતિશય સંભાવના પેદા કરે છે. ધ્રુવીકરણના કારણો અનુસાર, ધ્રુવીકરણને ઓમિક ધ્રુવીકરણ, એકાગ્રતા ધ્રુવીકરણ અને ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ધ્રુવીકરણમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. અંજીર. 2 એ બેટરીનો લાક્ષણિક ડિસ્ચાર્જ વળાંક અને વોલ્ટેજ પર વિવિધ ધ્રુવીકરણનો પ્રભાવ છે.

 આકૃતિ 1. લાક્ષણિક સ્રાવ વળાંક અને ધ્રુવીકરણ

(1) ઓહ્મિક ધ્રુવીકરણ: બેટરીના દરેક ભાગના પ્રતિકારને કારણે, દબાણમાં ઘટાડો મૂલ્ય ઓહ્મના નિયમને અનુસરે છે, વર્તમાન ઘટે છે, ધ્રુવીકરણ તરત જ ઘટે છે, અને પ્રવાહ બંધ થયા પછી તરત જ અદૃશ્ય થઈ જાય છે.

(2) ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ધ્રુવીકરણ: ધ્રુવીકરણ ઇલેક્ટ્રોડ સપાટી પર ધીમી ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાને કારણે થાય છે. તે માઇક્રોસેકન્ડ સ્તરની અંદર નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડો થયો કારણ કે વર્તમાન નાનો બને છે.

(3) એકાગ્રતા ધ્રુવીકરણ: દ્રાવણમાં આયન પ્રસરણ પ્રક્રિયાની મંદતાને કારણે, ઇલેક્ટ્રોડની સપાટી અને સોલ્યુશન બોડી વચ્ચેની સાંદ્રતા તફાવત ચોક્કસ પ્રવાહ હેઠળ ધ્રુવીકરણ થાય છે. આ ધ્રુવીકરણ ઘટે છે અથવા અદૃશ્ય થઈ જાય છે કારણ કે મેક્રોસ્કોપિક સેકંડ (થોડી સેકન્ડથી દસ સેકંડ) પર વિદ્યુત પ્રવાહ ઘટે છે.

બેટરીના ડિસ્ચાર્જ કરંટના વધારા સાથે બેટરીનો આંતરિક પ્રતિકાર વધે છે, જેનું મુખ્ય કારણ એ છે કે મોટા ડિસ્ચાર્જ કરંટ બેટરીના ધ્રુવીકરણના વલણમાં વધારો કરે છે, અને જેટલો મોટો ડિસ્ચાર્જ પ્રવાહ, તેટલું વધુ સ્પષ્ટ ધ્રુવીકરણનું વલણ, બતાવ્યા પ્રમાણે આકૃતિ 2 માં. ઓહ્મના નિયમ અનુસાર: V=E0-IRT, આંતરિક એકંદર પ્રતિકાર RT ના વધારા સાથે, બેટરી વોલ્ટેજને ડિસ્ચાર્જ કટ-ઓફ વોલ્ટેજ સુધી પહોંચવા માટે જરૂરી સમય અનુરૂપ રીતે ઘટે છે, તેથી પ્રકાશન ક્ષમતા પણ ઓછી થાય છે. ઘટાડો

આકૃતિ 2. ધ્રુવીકરણ પર વર્તમાન ઘનતાની અસર

લિથિયમ આયન બેટરી અનિવાર્યપણે એક પ્રકારની લિથિયમ આયન સાંદ્રતા બેટરી છે. લિથિયમ આયન બેટરીની ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ પ્રક્રિયા એ પોઝિટિવ અને નેગેટિવ ઇલેક્ટ્રોડમાં લિથિયમ આયનોને એમ્બેડ કરવાની અને સ્ટ્રીપ કરવાની પ્રક્રિયા છે. લિથિયમ-આયન બેટરીના ધ્રુવીકરણને અસર કરતા પરિબળોમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:

(1) ઇલેક્ટ્રોલાઇટનો પ્રભાવ: લિથિયમ આયન બેટરીના ધ્રુવીકરણનું મુખ્ય કારણ ઇલેક્ટ્રોલાઇટની ઓછી વાહકતા છે. સામાન્ય તાપમાન શ્રેણીમાં, લિથિયમ-આયન બેટરી માટે ઉપયોગમાં લેવાતા ઇલેક્ટ્રોલાઇટની વાહકતા સામાન્ય રીતે માત્ર 0.01~0.1S/cm છે, જે જલીય દ્રાવણનો એક ટકા છે. તેથી, જ્યારે લિથિયમ-આયન બેટરી ઉચ્ચ પ્રવાહ પર ડિસ્ચાર્જ થાય છે, ત્યારે ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાંથી Li + ની પૂર્તિ કરવામાં મોડું થઈ ગયું છે, અને ધ્રુવીકરણની ઘટના બનશે. લિથિયમ-આયન બેટરીની ઉચ્ચ-વર્તમાન ડિસ્ચાર્જ ક્ષમતાને સુધારવા માટે ઇલેક્ટ્રોલાઇટની વાહકતામાં સુધારો એ મુખ્ય પરિબળ છે.

(2) સકારાત્મક અને નકારાત્મક સામગ્રીનો પ્રભાવ: સકારાત્મક અને નકારાત્મક સામગ્રીની લાંબી ચેનલ મોટા લિથિયમ આયન કણો સપાટી પર ફેલાય છે, જે મોટા પ્રમાણમાં સ્રાવ માટે અનુકૂળ નથી.

(3) વાહક એજન્ટ: વાહક એજન્ટની સામગ્રી એ એક મહત્વપૂર્ણ પરિબળ છે જે ઉચ્ચ ગુણોત્તરના ડિસ્ચાર્જ પ્રદર્શનને અસર કરે છે. જો કેથોડ ફોર્મ્યુલામાં વાહક એજન્ટની સામગ્રી અપૂરતી હોય, તો મોટા પ્રવાહને વિસર્જિત કરવામાં આવે ત્યારે ઇલેક્ટ્રોન સમયસર સ્થાનાંતરિત થઈ શકતા નથી, અને ધ્રુવીકરણ આંતરિક પ્રતિકાર ઝડપથી વધે છે, જેથી બેટરી વોલ્ટેજ ઝડપથી ડિસ્ચાર્જ કટ-ઓફ વોલ્ટેજમાં ઘટાડો થાય છે. .

(4) ધ્રુવની રચનાનો પ્રભાવ: ધ્રુવની જાડાઈ: મોટા વર્તમાન સ્રાવના કિસ્સામાં, સક્રિય પદાર્થોની પ્રતિક્રિયા ગતિ ખૂબ જ ઝડપી હોય છે, જેના માટે લિથિયમ આયનને સામગ્રીમાં ઝડપથી એમ્બેડ અને અલગ કરવાની જરૂર પડે છે. જો ધ્રુવ પ્લેટ જાડી હોય અને લિથિયમ આયન પ્રસરણનો માર્ગ વધે, તો ધ્રુવની જાડાઈની દિશા મોટી લિથિયમ આયન સાંદ્રતા ઢાળ પેદા કરશે.

કોમ્પેક્શન ડેન્સિટી: પોલ શીટની કોમ્પેક્શન ડેન્સિટી મોટી હોય છે, છિદ્ર નાનું બને છે અને પોલ શીટની જાડાઈની દિશામાં લિથિયમ આયનની હિલચાલનો માર્ગ લાંબો હોય છે. વધુમાં, જો કોમ્પેક્શન ઘનતા ખૂબ મોટી હોય, તો સામગ્રી અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ વચ્ચેનો સંપર્ક વિસ્તાર ઘટે છે, ઇલેક્ટ્રોડ પ્રતિક્રિયા સાઇટ ઓછી થાય છે, અને બેટરીનો આંતરિક પ્રતિકાર પણ વધશે.

(5) SEI પટલનો પ્રભાવ: SEI પટલની રચના ઇલેક્ટ્રોડ/ઇલેક્ટ્રોલાઇટ ઇન્ટરફેસના પ્રતિકારમાં વધારો કરે છે, પરિણામે વોલ્ટેજ હિસ્ટેરેસિસ અથવા ધ્રુવીકરણ થાય છે.

[બેટરીનું ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ]

ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ, જેને એન્ડ વોલ્ટેજ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે બેટરીના સકારાત્મક અને નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચેના સંભવિત તફાવતને દર્શાવે છે જ્યારે કાર્યકારી સ્થિતિમાં સર્કિટમાં પ્રવાહ વહે છે. બેટરી ડિસ્ચાર્જની કાર્યકારી સ્થિતિમાં, જ્યારે બેટરીમાંથી પ્રવાહ વહે છે, ત્યારે આંતરિક પ્રતિકારને કારણે થતા પ્રતિકારને કાબુમાં લેવો જોઈએ, જે ઓહ્મિક દબાણ ડ્રોપ અને ઇલેક્ટ્રોડ ધ્રુવીકરણનું કારણ બનશે, તેથી કાર્યકારી વોલ્ટેજ હંમેશા ઓપન સર્કિટ વોલ્ટેજ કરતા ઓછું હોય છે, અને ચાર્જ કરતી વખતે, એન્ડ વોલ્ટેજ હંમેશા ઓપન સર્કિટ વોલ્ટેજ કરતા વધારે હોય છે. એટલે કે, ધ્રુવીકરણનું પરિણામ બેટરી ડિસ્ચાર્જના અંતિમ વોલ્ટેજને બેટરીના ઇલેક્ટ્રોમોટિવ સંભવિત કરતા ઓછું બનાવે છે, જે ચાર્જમાં બેટરીની ઇલેક્ટ્રોમોટિવ સંભવિતતા કરતા વધારે છે.

ધ્રુવીકરણની ઘટનાના અસ્તિત્વને કારણે, ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જની પ્રક્રિયામાં તાત્કાલિક વોલ્ટેજ અને વાસ્તવિક વોલ્ટેજ. ચાર્જ કરતી વખતે, ત્વરિત વોલ્ટેજ વાસ્તવિક વોલ્ટેજ કરતા સહેજ વધારે હોય છે, ધ્રુવીકરણ અદૃશ્ય થઈ જાય છે અને જ્યારે ડિસ્ચાર્જ પછી તાત્કાલિક વોલ્ટેજ અને વાસ્તવિક વોલ્ટેજ ઘટે છે ત્યારે વોલ્ટેજ ઘટી જાય છે.

ઉપરોક્ત વર્ણનનો સારાંશ આપવા માટે, અભિવ્યક્તિ છે:

E +, E- - અનુક્રમે હકારાત્મક અને નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડની સંભવિતતાનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે, E + 0 અને E- -0 અનુક્રમે હકારાત્મક અને નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ્સના સંતુલન ઇલેક્ટ્રોડ સંભવિતને રજૂ કરે છે, VR ઓહ્મિક ધ્રુવીકરણ વોલ્ટેજનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે, અને η + , η - - અનુક્રમે સકારાત્મક અને નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડની અતિશય સંભાવનાનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે.

[સ્રાવ પરીક્ષણનો મૂળભૂત સિદ્ધાંત]

બેટરી વોલ્ટેજની મૂળભૂત સમજણ પછી, અમે લિથિયમ-આયન બેટરીના ડિસ્ચાર્જ વળાંકનું વિશ્લેષણ કરવાનું શરૂ કર્યું. ડિસ્ચાર્જ વળાંક મૂળભૂત રીતે ઇલેક્ટ્રોડની સ્થિતિને પ્રતિબિંબિત કરે છે, જે હકારાત્મક અને નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ્સના રાજ્ય ફેરફારોનું સુપરપોઝિશન છે.

સમગ્ર ડિસ્ચાર્જ પ્રક્રિયા દરમિયાન લિથિયમ-આયન બેટરીના વોલ્ટેજ વળાંકને ત્રણ તબક્કામાં વિભાજિત કરી શકાય છે.

1) બેટરીના પ્રારંભિક તબક્કામાં, વોલ્ટેજ ઝડપથી ઘટે છે, અને ડિસ્ચાર્જ દર જેટલો વધારે છે, તેટલી ઝડપથી વોલ્ટેજ ઘટે છે;

2) બેટરી વોલ્ટેજ ધીમા પરિવર્તનના તબક્કામાં પ્રવેશે છે, જેને બેટરીનો પ્લેટફોર્મ વિસ્તાર કહેવામાં આવે છે. ડિસ્ચાર્જ દર જેટલો ઓછો,

પ્લેટફોર્મ વિસ્તારનો સમયગાળો જેટલો લાંબો હશે, પ્લેટફોર્મ વોલ્ટેજ જેટલું ઊંચું હશે, તેટલું ધીમી વોલ્ટેજ ઘટશે.

3) જ્યારે બેટરી પાવર લગભગ સમાપ્ત થાય છે, ત્યારે ડિસ્ચાર્જ સ્ટોપ વોલ્ટેજ સુધી પહોંચી ન જાય ત્યાં સુધી બેટરી લોડ વોલ્ટેજ ઝડપથી ઘટવાનું શરૂ કરે છે.

પરીક્ષણ દરમિયાન, ડેટા એકત્રિત કરવાની બે રીતો છે

(1) નિર્ધારિત સમય અંતરાલ Δ t અનુસાર વર્તમાન, વોલ્ટેજ અને સમયનો ડેટા એકત્રિત કરો;

(2) સેટ વોલ્ટેજ ફેરફાર તફાવત અનુસાર વર્તમાન, વોલ્ટેજ અને સમયનો ડેટા એકત્રિત કરો Δ V. ચાર્જિંગ અને ડિસ્ચાર્જિંગ સાધનોની ચોકસાઈમાં મુખ્યત્વે વર્તમાનની ચોકસાઈ, વોલ્ટેજની ચોકસાઈ અને સમયની ચોકસાઈનો સમાવેશ થાય છે. કોષ્ટક 2 ચોક્કસ ચાર્જિંગ અને ડિસ્ચાર્જિંગ મશીનના સાધનોના પરિમાણો બતાવે છે, જ્યાં% FS સંપૂર્ણ શ્રેણીની ટકાવારી દર્શાવે છે, અને 0.05% RD રીડિંગની 0.05% ની રેન્જમાં માપવામાં આવેલી ભૂલનો સંદર્ભ આપે છે. ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ સાધનો સામાન્ય રીતે લોડ માટે લોડ પ્રતિકારને બદલે CNC સતત વર્તમાન સ્ત્રોતનો ઉપયોગ કરે છે, જેથી બેટરીના આઉટપુટ વોલ્ટેજને સર્કિટમાં શ્રેણી પ્રતિકાર અથવા પરોપજીવી પ્રતિકાર સાથે કોઈ લેવાદેવા નથી, પરંતુ માત્ર વોલ્ટેજ E અને આંતરિક પ્રતિકાર સાથે સંબંધિત છે. r અને બેટરીની સમકક્ષ આદર્શ વોલ્ટેજ સ્ત્રોતનો સર્કિટ કરંટ I. જો પ્રતિકાર લોડ માટે વપરાય છે, તો બેટરીના આદર્શ વોલ્ટેજ સ્ત્રોતનું વોલ્ટેજ E સમકક્ષ સેટ કરો, આંતરિક પ્રતિકાર r છે અને લોડ પ્રતિકાર R છે. વોલ્ટેજ સાથે લોડ પ્રતિકારના બંને છેડે વોલ્ટેજને માપો. મીટર. FIG માં બતાવેલ સમકક્ષ સર્કિટ ડાયાગ્રામ. 6 FIG ની નીચેની આકૃતિમાં બતાવેલ છે. 3. વ્યવહારમાં, પરોપજીવી પ્રતિકાર અનિવાર્યપણે રજૂ કરવામાં આવે છે, જેથી કુલ લોડ પ્રતિકાર મોટો બને, પરંતુ માપેલ વોલ્ટેજ એ લોડ પ્રતિકાર R ના બંને છેડે વોલ્ટેજ છે, તેથી ભૂલ રજૂ કરવામાં આવે છે.

 ફિગ. 3 સિદ્ધાંત બ્લોક ડાયાગ્રામ અને પ્રતિરોધક ડિસ્ચાર્જ પદ્ધતિનો વાસ્તવિક સમકક્ષ સર્કિટ ડાયાગ્રામ

જ્યારે વર્તમાન I1 સાથે સતત વર્તમાન સ્ત્રોતનો ઉપયોગ લોડ તરીકે થાય છે, ત્યારે યોજનાકીય રેખાકૃતિ અને વાસ્તવિક સમકક્ષ સર્કિટ ડાયાગ્રામ આકૃતિ 7 માં દર્શાવવામાં આવે છે. E, I1 એ સ્થિર મૂલ્યો છે અને r ચોક્કસ સમય માટે સ્થિર છે.

ઉપરોક્ત સૂત્રમાંથી, આપણે જોઈ શકીએ છીએ કે A અને B ના બે વોલ્ટેજ સ્થિર છે, એટલે કે, બેટરીનું આઉટપુટ વોલ્ટેજ લૂપમાં શ્રેણી પ્રતિકારના કદ સાથે અસંબંધિત છે, અને અલબત્ત, તેનો કોઈ સંબંધ નથી. પરોપજીવી પ્રતિકાર સાથે. વધુમાં, ચાર-ટર્મિનલ માપન મોડ બેટરી આઉટપુટ વોલ્ટેજનું વધુ સચોટ માપન પ્રાપ્ત કરી શકે છે.

આકૃતિ 4 ઇક્વિપલ બ્લોક ડાયાગ્રામ અને સતત વર્તમાન સ્ત્રોત લોડનો વાસ્તવિક સમકક્ષ સર્કિટ ડાયાગ્રામ

સમવર્તી સ્ત્રોત એ પાવર સપ્લાય ઉપકરણ છે જે લોડને સતત વર્તમાન પ્રદાન કરી શકે છે. જ્યારે બાહ્ય વીજ પુરવઠો વધઘટ થાય અને અવબાધની લાક્ષણિકતાઓ બદલાય ત્યારે તે હજુ પણ આઉટપુટ વર્તમાનને સ્થિર રાખી શકે છે.

[ડિસ્ચાર્જ ટેસ્ટ મોડ]

ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ પરીક્ષણ સાધનો સામાન્ય રીતે સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણનો પ્રવાહ તત્વ તરીકે ઉપયોગ કરે છે. સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણના નિયંત્રણ સંકેતને સમાયોજિત કરીને, તે સતત પ્રવાહ, સતત દબાણ અને સતત પ્રતિકાર વગેરે જેવી વિવિધ લાક્ષણિકતાઓના ભારનું અનુકરણ કરી શકે છે. લિથિયમ-આયન બેટરી ડિસ્ચાર્જ ટેસ્ટ મોડમાં મુખ્યત્વે સતત વર્તમાન ડિસ્ચાર્જ, કોન્સ્ટન્ટ રેઝિસ્ટન્સ ડિસ્ચાર્જ, કોન્સ્ટન્ટ પાવર ડિસ્ચાર્જ વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. દરેક ડિસ્ચાર્જ મોડમાં, સતત ડિસ્ચાર્જ અને ઇન્ટરવલ ડિસ્ચાર્જને પણ વિભાજિત કરી શકાય છે, જેમાં સમયની લંબાઈ અનુસાર, અંતરાલ ડિસ્ચાર્જને તૂટક તૂટક સ્રાવ અને પલ્સ ડિસ્ચાર્જમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. ડિસ્ચાર્જ ટેસ્ટ દરમિયાન, સેટ મોડ મુજબ બેટરી ડિસ્ચાર્જ થાય છે અને સેટ શરતો પર પહોંચ્યા પછી ડિસ્ચાર્જ થવાનું બંધ કરે છે. ડિસ્ચાર્જ કટ-ઓફ શરતોમાં વોલ્ટેજ કટ-ઓફ સેટિંગ, સમય કટ-ઓફ, ક્ષમતા કટ-ઓફ સેટિંગ, નેગેટિવ વોલ્ટેજ ગ્રેડિયન્ટ કટ-ઓફ સેટિંગ વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. બેટરી ડિસ્ચાર્જ વોલ્ટેજમાં ફેરફાર ડિસ્ચાર્જ સિસ્ટમ સાથે સંબંધિત છે, કે છે, ડિસ્ચાર્જ કર્વમાં ફેરફાર ડિસ્ચાર્જ સિસ્ટમ દ્વારા પણ પ્રભાવિત થાય છે, જેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે: ડિસ્ચાર્જ કરંટ, ડિસ્ચાર્જ તાપમાન, ડિસ્ચાર્જ ટર્મિનેશન વોલ્ટેજ; તૂટક તૂટક અથવા સતત સ્રાવ. ડિસ્ચાર્જ વર્તમાન જેટલો મોટો છે, ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ ડ્રોપ થાય છે તેટલું ઝડપી; ડિસ્ચાર્જ તાપમાન સાથે, ડિસ્ચાર્જ વળાંક ધીમેધીમે બદલાય છે.

(1) સતત વર્તમાન સ્રાવ

જ્યારે સતત વર્તમાન ડિસ્ચાર્જ થાય છે, ત્યારે વર્તમાન મૂલ્ય સેટ કરવામાં આવે છે, અને પછી CNC સતત વર્તમાન સ્ત્રોતને સમાયોજિત કરીને વર્તમાન મૂલ્ય સુધી પહોંચવામાં આવે છે, જેથી બેટરીના સતત વર્તમાન ડિસ્ચાર્જનો ખ્યાલ આવે. તે જ સમયે, બેટરીની ડિસ્ચાર્જ લાક્ષણિકતાઓ શોધવા માટે બેટરીના અંતિમ વોલ્ટેજ ફેરફારને એકત્રિત કરવામાં આવે છે. સતત વર્તમાન ડિસ્ચાર્જ એ સમાન ડિસ્ચાર્જ વર્તમાનનું ડિસ્ચાર્જ છે, પરંતુ બેટરી વોલ્ટેજ ઘટતું રહે છે, તેથી પાવર ડ્રોપ થતો રહે છે. આકૃતિ 5 એ લિથિયમ-આયન બેટરીના સતત વર્તમાન ડિસ્ચાર્જનું વોલ્ટેજ અને વર્તમાન વળાંક છે. સતત પ્રવાહના વિસર્જનને લીધે, સમય અક્ષ સરળતાથી ક્ષમતા (વર્તમાન અને સમયનું ઉત્પાદન) અક્ષમાં રૂપાંતરિત થાય છે. આકૃતિ 5 સતત વર્તમાન સ્રાવ પર વોલ્ટેજ-ક્ષમતા વળાંક દર્શાવે છે. સતત વર્તમાન ડિસ્ચાર્જ એ લિથિયમ-આયન બેટરી પરીક્ષણોમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતી ડિસ્ચાર્જ પદ્ધતિ છે.

આકૃતિ 5 સતત વર્તમાન સતત વોલ્ટેજ ચાર્જિંગ અને વિવિધ ગુણક દરો પર સતત વર્તમાન ડિસ્ચાર્જ વળાંક

(2) સતત પાવર ડિસ્ચાર્જ

જ્યારે સતત પાવર ડિસ્ચાર્જ થાય છે, ત્યારે સતત પાવર પાવર મૂલ્ય P પ્રથમ સેટ કરવામાં આવે છે, અને બેટરીનું આઉટપુટ વોલ્ટેજ U એકત્રિત કરવામાં આવે છે. ડિસ્ચાર્જ પ્રક્રિયામાં, P સતત હોવું જરૂરી છે, પરંતુ U સતત બદલાતું રહે છે, તેથી સતત પાવર ડિસ્ચાર્જના હેતુને હાંસલ કરવા માટે સૂત્ર I = P/U અનુસાર CNC સતત વર્તમાન સ્ત્રોતના વર્તમાન Iને સતત સમાયોજિત કરવું જરૂરી છે. . ડિસ્ચાર્જ પાવરને યથાવત રાખો, કારણ કે ડિસ્ચાર્જ પ્રક્રિયા દરમિયાન બેટરીનું વોલ્ટેજ ઘટતું રહે છે, તેથી સતત પાવર ડિસ્ચાર્જમાં કરંટ સતત વધતો રહે છે. સતત પાવર ડિસ્ચાર્જને લીધે, સમય સંકલન અક્ષ સરળતાથી ઊર્જા (શક્તિ અને સમયનું ઉત્પાદન) સંકલન અક્ષમાં રૂપાંતરિત થાય છે.

આકૃતિ 6 વિવિધ બમણા દરે સતત પાવર ચાર્જિંગ અને ડિસ્ચાર્જિંગ વણાંકો

સતત વર્તમાન સ્રાવ અને સતત પાવર ડિસ્ચાર્જ વચ્ચે સરખામણી

આકૃતિ 7: (a) વિવિધ ગુણોત્તર પર ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ ક્ષમતા ડાયાગ્રામ; (b) ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ વળાંક

 આકૃતિ 7 ની બે સ્થિતિઓમાં વિવિધ ગુણોત્તર ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ પરીક્ષણોના પરિણામો દર્શાવે છે લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ બેટરી. FIG માં ક્ષમતા વળાંક અનુસાર. 7 (a), સતત વર્તમાન મોડમાં ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ વર્તમાનમાં વધારો સાથે, બેટરીની વાસ્તવિક ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ ક્ષમતા ધીમે ધીમે ઘટતી જાય છે, પરંતુ ફેરફારની શ્રેણી પ્રમાણમાં નાની છે. પાવરના વધારા સાથે બેટરીની વાસ્તવિક ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ ક્ષમતા ધીમે ધીમે ઘટતી જાય છે, અને જેટલો મોટો ગુણક હોય છે, તેટલી ઝડપથી ક્ષમતાનો ક્ષય થાય છે. 1 કલાક દર ડિસ્ચાર્જ ક્ષમતા સતત પ્રવાહ મોડ કરતા ઓછી છે. તે જ સમયે, જ્યારે ચાર્જ-ડિસ્ચાર્જ દર 5 કલાકના દર કરતા ઓછો હોય છે, ત્યારે બેટરીની ક્ષમતા સતત પાવર કન્ડિશન હેઠળ વધુ હોય છે, જ્યારે બેટરીની ક્ષમતા 5 કલાક કરતા વધુ હોય છે જે સતત વર્તમાન સ્થિતિમાં વધુ હોય છે.

આકૃતિ 7 થી (b) ક્ષમતા-વોલ્ટેજ વળાંક બતાવે છે, નીચા ગુણોત્તરની સ્થિતિ હેઠળ, લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ બેટરી બે મોડ ક્ષમતા-વોલ્ટેજ વળાંક, અને ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ વોલ્ટેજ પ્લેટફોર્મ ફેરફાર મોટો નથી, પરંતુ ઉચ્ચ ગુણોત્તરની સ્થિતિ હેઠળ, સતત વોલ્ટેજ સમયનો સતત વર્તમાન-સતત વોલ્ટેજ મોડ નોંધપાત્ર રીતે લાંબા સમય સુધી, અને ચાર્જિંગ વોલ્ટેજ પ્લેટફોર્મ નોંધપાત્ર રીતે વધ્યું છે, ડિસ્ચાર્જ વોલ્ટેજ પ્લેટફોર્મ નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે.

(3) સતત પ્રતિકારક સ્રાવ

જ્યારે કોન્સ્ટન્ટ રેઝિસ્ટન્સ ડિસ્ચાર્જ થાય છે, ત્યારે બેટરી U ના આઉટપુટ વોલ્ટેજને એકત્રિત કરવા માટે પ્રથમ સ્થિર પ્રતિકાર મૂલ્ય R સેટ કરવામાં આવે છે. ડિસ્ચાર્જ પ્રક્રિયા દરમિયાન, R સતત હોવું જરૂરી છે, પરંતુ U સતત બદલાતું રહે છે, તેથી CNC સતત પ્રવાહનું વર્તમાન I મૂલ્ય સતત પ્રતિકાર ડિસ્ચાર્જના હેતુને હાંસલ કરવા માટે સૂત્ર I=U/R અનુસાર સ્ત્રોતને સતત ગોઠવવું જોઈએ. ડિસ્ચાર્જ પ્રક્રિયામાં બેટરીનું વોલ્ટેજ હંમેશા ઘટતું રહે છે, અને પ્રતિકાર સમાન હોય છે, તેથી ડિસ્ચાર્જ કરંટ I એ પણ ઘટતી પ્રક્રિયા છે.

(4) સતત સ્રાવ, તૂટક તૂટક સ્રાવ અને નાડી સ્રાવ

સતત ડિસ્ચાર્જ, તૂટક તૂટક ડિસ્ચાર્જ અને પલ્સ ડિસ્ચાર્જના નિયંત્રણને સમજવા માટે ટાઇમિંગ ફંક્શનનો ઉપયોગ કરતી વખતે બેટરી સતત પ્રવાહ, સતત શક્તિ અને સતત પ્રતિકારમાં ડિસ્ચાર્જ થાય છે. આકૃતિ 11 લાક્ષણિક પલ્સ ચાર્જ / ડિસ્ચાર્જ ટેસ્ટના વર્તમાન વણાંકો અને વોલ્ટેજ વણાંકો દર્શાવે છે.

આકૃતિ 8 લાક્ષણિક પલ્સ ચાર્જ-ડિસ્ચાર્જ પરીક્ષણો માટે વર્તમાન વણાંકો અને વોલ્ટેજ વણાંકો

[સ્રાવ વળાંકમાં સમાવિષ્ટ માહિતી]

ડિસ્ચાર્જ કર્વ એ ડિસ્ચાર્જ પ્રક્રિયા દરમિયાન સમય જતાં વોલ્ટેજ, વર્તમાન, ક્ષમતા અને બેટરીના અન્ય ફેરફારોના વળાંકનો સંદર્ભ આપે છે. ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ કર્વમાં સમાવિષ્ટ માહિતી ખૂબ જ સમૃદ્ધ છે, જેમાં ક્ષમતા, ઊર્જા, કાર્યકારી વોલ્ટેજ અને વોલ્ટેજ પ્લેટફોર્મ, ઇલેક્ટ્રોડ સંભવિત અને ચાર્જની સ્થિતિ વચ્ચેનો સંબંધ વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. ડિસ્ચાર્જ પરીક્ષણ દરમિયાન નોંધાયેલ મુખ્ય ડેટા સમય છે. વર્તમાન અને વોલ્ટેજનું ઉત્ક્રાંતિ. આ મૂળભૂત ડેટામાંથી ઘણા પરિમાણો મેળવી શકાય છે. નીચેના પરિમાણોની વિગતો આપે છે જે ડિસ્ચાર્જ કર્વ દ્વારા મેળવી શકાય છે.

(1) વોલ્ટેજ

લિથિયમ આયન બેટરીના ડિસ્ચાર્જ ટેસ્ટમાં, વોલ્ટેજ પરિમાણોમાં મુખ્યત્વે વોલ્ટેજ પ્લેટફોર્મ, મધ્ય વોલ્ટેજ, સરેરાશ વોલ્ટેજ, કટ-ઓફ વોલ્ટેજ વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. જ્યારે વોલ્ટેજ ફેરફાર ન્યૂનતમ હોય અને ક્ષમતામાં મોટો ફેરફાર થાય ત્યારે પ્લેટફોર્મ વોલ્ટેજ અનુરૂપ વોલ્ટેજ મૂલ્ય હોય છે. , જે dQ/dV ના ટોચના મૂલ્યમાંથી મેળવી શકાય છે. સરેરાશ વોલ્ટેજ એ બેટરીની ક્ષમતાના અડધા ભાગનું અનુરૂપ વોલ્ટેજ મૂલ્ય છે. પ્લેટફોર્મ પર વધુ સ્પષ્ટ સામગ્રી માટે, જેમ કે લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ અને લિથિયમ ટાઇટેનેટ, મધ્ય વોલ્ટેજ એ પ્લેટફોર્મ વોલ્ટેજ છે. સરેરાશ વોલ્ટેજ એ વોલ્ટેજ-ક્ષમતા વળાંક (એટલે ​​​​કે, બેટરી ડિસ્ચાર્જ ઊર્જા) નું અસરકારક ક્ષેત્ર છે જે ક્ષમતા ગણતરી સૂત્ર દ્વારા વિભાજિત થાય છે u = U (t) * I (t) dt / I (t) dt. કટ-ઓફ વોલ્ટેજ જ્યારે બેટરી ડિસ્ચાર્જ થાય ત્યારે મંજૂર લઘુત્તમ વોલ્ટેજનો સંદર્ભ આપે છે. જો ડિસ્ચાર્જ કટ-ઓફ વોલ્ટેજ કરતાં વોલ્ટેજ ઓછું હોય, તો બેટરીના બંને છેડા પરનો વોલ્ટેજ ઝડપથી ઘટશે, જે વધુ પડતા ડિસ્ચાર્જની રચના કરશે. ઓવરડિસ્ચાર્જ ઇલેક્ટ્રોડના સક્રિય પદાર્થને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે, પ્રતિક્રિયા ક્ષમતા ગુમાવી શકે છે અને બેટરીનું જીવન ટૂંકું કરી શકે છે. પ્રથમ ભાગમાં વર્ણવ્યા મુજબ, બેટરીનું વોલ્ટેજ કેથોડ સામગ્રીની ચાર્જ સ્થિતિ અને ઇલેક્ટ્રોડ સંભવિત સાથે સંબંધિત છે.

(2) ક્ષમતા અને ચોક્કસ ક્ષમતા

બેટરીની ક્ષમતા એ ચોક્કસ ડિસ્ચાર્જ સિસ્ટમ હેઠળ (ચોક્કસ ડિસ્ચાર્જ વર્તમાન I, ડિસ્ચાર્જ તાપમાન T, ડિસ્ચાર્જ કટ-ઓફ વોલ્ટેજ V હેઠળ) બેટરી દ્વારા છોડવામાં આવતી વીજળીના જથ્થાને દર્શાવે છે, જે Ah અથવા C માં ઊર્જા સંગ્રહિત કરવાની બેટરીની ક્ષમતા દર્શાવે છે. ક્ષમતા ઘણા તત્વોથી પ્રભાવિત થાય છે, જેમ કે ડિસ્ચાર્જ કરંટ, ડિસ્ચાર્જ તાપમાન, વગેરે. ક્ષમતાનું કદ હકારાત્મક અને નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડમાં સક્રિય પદાર્થોની માત્રા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

સૈદ્ધાંતિક ક્ષમતા: પ્રતિક્રિયામાં સક્રિય પદાર્થ દ્વારા આપવામાં આવતી ક્ષમતા.

વાસ્તવિક ક્ષમતા: ચોક્કસ ડિસ્ચાર્જ સિસ્ટમ હેઠળ રીલીઝ થયેલ વાસ્તવિક ક્ષમતા.

રેટ કરેલ ક્ષમતા: ડિઝાઈન કરેલ ડિસ્ચાર્જ શરતો હેઠળ બેટરી દ્વારા બાંયધરી આપવામાં આવેલી ન્યૂનતમ શક્તિનો સંદર્ભ આપે છે.

ડિસ્ચાર્જ ટેસ્ટમાં, સમયાંતરે વર્તમાનને એકીકૃત કરીને ક્ષમતાની ગણતરી કરવામાં આવે છે, એટલે કે C = I (t) dt, t સતત ડિસ્ચાર્જમાં સતત પ્રવાહ, C = I (t) dt = I t; સતત પ્રતિકાર R ડિસ્ચાર્જ, C = I (t) dt = (1 / R) * U (t) dt (1 / R) * આઉટ (u એ સરેરાશ ડિસ્ચાર્જ વોલ્ટેજ છે, t એ ડિસ્ચાર્જ સમય છે).

ચોક્કસ ક્ષમતા: વિવિધ બેટરીઓની તુલના કરવા માટે, ચોક્કસ ક્ષમતાનો ખ્યાલ રજૂ કરવામાં આવ્યો છે. વિશિષ્ટ ક્ષમતા એ એકમ સમૂહના સક્રિય પદાર્થ અથવા એકમ વોલ્યુમ ઇલેક્ટ્રોડ દ્વારા આપવામાં આવેલી ક્ષમતાનો ઉલ્લેખ કરે છે, જેને સમૂહ વિશિષ્ટ ક્ષમતા અથવા વોલ્યુમ વિશિષ્ટ ક્ષમતા કહેવામાં આવે છે. સામાન્ય ગણતરી પદ્ધતિ છે: ચોક્કસ ક્ષમતા = બેટરી પ્રથમ ડિસ્ચાર્જ ક્ષમતા / (સક્રિય પદાર્થ માસ * સક્રિય પદાર્થ ઉપયોગ દર)

બેટરી ક્ષમતાને અસર કરતા પરિબળો:

a બેટરીનો ડિસ્ચાર્જ વર્તમાન: વર્તમાન જેટલો મોટો, આઉટપુટ ક્ષમતા ઘટે છે;

b બેટરીનું ડિસ્ચાર્જ તાપમાન: જ્યારે તાપમાન ઘટે છે, ત્યારે આઉટપુટ ક્ષમતા ઘટે છે;

c બેટરીનું ડિસ્ચાર્જ કટ-ઓફ વોલ્ટેજ: ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રી દ્વારા નિર્ધારિત ડિસ્ચાર્જ સમય અને ઇલેક્ટ્રોડ પ્રતિક્રિયાની મર્યાદા સામાન્ય રીતે 3.0V અથવા 2.75V છે.

ડી. બેટરીના ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ સમય: બેટરીના બહુવિધ ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ પછી, ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રીની નિષ્ફળતાને કારણે, બેટરી બેટરીની ડિસ્ચાર્જ ક્ષમતા ઘટાડવામાં સક્ષમ હશે.

ઇ. બેટરીની ચાર્જિંગ શરતો: ચાર્જિંગ દર, તાપમાન, કટ-ઓફ વોલ્ટેજ બેટરીની ક્ષમતાને અસર કરે છે, આમ ડિસ્ચાર્જ ક્ષમતા નક્કી કરે છે.

 બેટરી ક્ષમતા નક્કી કરવાની પદ્ધતિ:

વિવિધ ઉદ્યોગોમાં કામ કરવાની પરિસ્થિતિઓ અનુસાર વિવિધ પરીક્ષણ ધોરણો હોય છે. 3C ઉત્પાદનો માટે લિથિયમ-આયન બેટરી માટે, સેલ્યુલર ટેલિફોન માટે લિથિયમ-આયન બેટરી માટે રાષ્ટ્રીય ધોરણ GB/T18287-2000 સામાન્ય સ્પષ્ટીકરણ અનુસાર, બેટરીની રેટ કરેલ ક્ષમતા પરીક્ષણ પદ્ધતિ નીચે મુજબ છે: a) ચાર્જિંગ: 0.2C5A ચાર્જિંગ; b) ડિસ્ચાર્જ: 0.2C5A ડિસ્ચાર્જિંગ; c) પાંચ ચક્ર, જેમાંથી એક લાયક છે.

ઇલેક્ટ્રિક વાહન ઉદ્યોગ માટે, રાષ્ટ્રીય માનક GB/T 31486-2015 ઇલેક્ટ્રિકલ પર્ફોર્મન્સ આવશ્યકતાઓ અને ઇલેક્ટ્રિક વાહનો માટે પાવર બેટરી માટેની પરીક્ષણ પદ્ધતિઓ અનુસાર, બેટરીની રેટ કરેલ ક્ષમતા ઓરડાના તાપમાને બેટરી દ્વારા બહાર પાડવામાં આવતી ક્ષમતા (Ah) નો સંદર્ભ આપે છે. ટર્મિનેશન વોલ્ટેજ સુધી પહોંચવા માટે 1I1 (A) વર્તમાન ડિસ્ચાર્જ સાથે, જેમાં I1 1 કલાકનો દર ડિસ્ચાર્જ વર્તમાન છે, જેનું મૂલ્ય C1 (A) ની બરાબર છે. પરીક્ષણ પદ્ધતિ છે:

A) ઓરડાના તાપમાને, એન્ટરપ્રાઇઝ દ્વારા નિર્દિષ્ટ ચાર્જિંગ ટર્મિનેશન વોલ્ટેજ પર સતત વર્તમાન ચાર્જિંગ સાથે ચાર્જ કરતી વખતે સતત વોલ્ટેજ બંધ કરો, અને જ્યારે ચાર્જિંગ ટર્મિનેશન કરંટ 0.05I1 (A) સુધી ઘટી જાય ત્યારે ચાર્જિંગ બંધ કરો અને પછી 1 કલાક માટે ચાર્જિંગને પકડી રાખો. ચાર્જિંગ

Bb) ઓરડાના તાપમાને, બેટરીને 1I1 (A) કરંટ સાથે ડિસ્ચાર્જ કરવામાં આવે છે જ્યાં સુધી ડિસ્ચાર્જ એન્ટરપ્રાઇઝ તકનીકી પરિસ્થિતિઓમાં ઉલ્લેખિત ડિસ્ચાર્જ ટર્મિનેશન વોલ્ટેજ સુધી પહોંચે નહીં;

સી) માપેલ ડિસ્ચાર્જ ક્ષમતા (આહ દ્વારા માપવામાં આવે છે), ડિસ્ચાર્જ ચોક્કસ ઊર્જાની ગણતરી કરો (Wh / kg દ્વારા માપવામાં આવે છે);

3 ડી) પગલાંઓનું પુનરાવર્તન કરો a) -) c) 5 વખત. જ્યારે સતત 3 પરીક્ષણોનો આત્યંતિક તફાવત રેટ કરેલ ક્ષમતાના 3% કરતા ઓછો હોય, ત્યારે પરીક્ષણ અગાઉથી સમાપ્ત કરી શકાય છે અને છેલ્લા 3 પરીક્ષણોના પરિણામો સરેરાશ કરી શકાય છે.

(3) ચાર્જની સ્થિતિ, SOC

SOC (સ્ટેટ ઑફ ચાર્જ) એ ચાર્જની સ્થિતિ છે, જે ચોક્કસ ડિસ્ચાર્જ દર હેઠળ અમુક સમયગાળા પછી અથવા લાંબા સમય પછી બેટરીની બાકી રહેલી ક્ષમતા અને તેની સંપૂર્ણ ચાર્જિંગ સ્થિતિના ગુણોત્તરને રજૂ કરે છે. "ઓપન-સર્કિટ વોલ્ટેજ + કલાક-સમય સંકલન" પદ્ધતિની પદ્ધતિ બેટરીની પ્રારંભિક સ્થિતિ ચાર્જ ક્ષમતાનો અંદાજ કાઢવા માટે ઓપન-સર્કિટ વોલ્ટેજ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરે છે, અને પછી એ દ્વારા વપરાશમાં લેવાયેલી શક્તિ મેળવવા માટે કલાક-સમય સંકલન પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરે છે. -સમય એકીકરણ પદ્ધતિ. વપરાયેલી શક્તિ એ ડિસ્ચાર્જ વર્તમાન અને ડિસ્ચાર્જ સમયનું ઉત્પાદન છે, અને બાકીની શક્તિ પ્રારંભિક શક્તિ અને વપરાશમાં લેવાયેલી શક્તિ વચ્ચેના તફાવતની બરાબર છે. ઓપન સર્કિટ વોલ્ટેજ અને એક-કલાક અભિન્ન વચ્ચેનો SOC ગાણિતિક અંદાજ છે:

જ્યાં CN એ રેટ કરેલ ક્ષમતા છે; η એ ચાર્જ-ડિસ્ચાર્જ કાર્યક્ષમતા છે; T એ બેટરીનો ઉપયોગ તાપમાન છે; હું બેટરી વર્તમાન છું; t બેટરી ડિસ્ચાર્જ સમય છે.

DOD (ડિસ્ચાર્જની ઊંડાઈ) એ ડિસ્ચાર્જની ઊંડાઈ છે, જે ડિસ્ચાર્જ ડિગ્રીનું માપ છે, જે ડિસ્ચાર્જ ક્ષમતાની કુલ ડિસ્ચાર્જ ક્ષમતાની ટકાવારી છે. ડિસ્ચાર્જની ઊંડાઈનો બેટરીના જીવન સાથે મોટો સંબંધ છે: ડિસ્ચાર્જની ઊંડાઈ જેટલી ઊંડી છે, તેટલું ઓછું જીવન. સંબંધની ગણતરી SOC = 100% -DOD માટે કરવામાં આવે છે

4) ઊર્જા અને ચોક્કસ ઊર્જા

ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં બાહ્ય કાર્ય કરીને બેટરી જે વિદ્યુત ઉર્જાનું ઉત્પાદન કરી શકે છે તેને બેટરીની ઉર્જા કહેવામાં આવે છે, અને એકમ સામાન્ય રીતે wh માં દર્શાવવામાં આવે છે. ડિસ્ચાર્જ વળાંકમાં, ઊર્જાની ગણતરી નીચે પ્રમાણે કરવામાં આવે છે: W = U (t) * I (t) તા. સતત વર્તમાન ડિસ્ચાર્જ પર, W = I * U (t) dt = It * u (u એ સરેરાશ ડિસ્ચાર્જ વોલ્ટેજ છે, t એ ડિસ્ચાર્જ સમય છે)

a સૈદ્ધાંતિક ઊર્જા

બેટરીની ડિસ્ચાર્જ પ્રક્રિયા સંતુલન સ્થિતિમાં છે, અને ડિસ્ચાર્જ વોલ્ટેજ ઇલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સ (E) નું મૂલ્ય જાળવી રાખે છે, અને સક્રિય પદાર્થનો ઉપયોગ દર 100% છે. આ સ્થિતિ હેઠળ, બેટરીની આઉટપુટ ઊર્જા એ સૈદ્ધાંતિક ઊર્જા છે, એટલે કે, સતત તાપમાન અને દબાણ હેઠળ ઉલટાવી શકાય તેવી બેટરી દ્વારા કરવામાં આવતી મહત્તમ કામગીરી.

b વાસ્તવિક ઊર્જા

બેટરી ડિસ્ચાર્જની વાસ્તવિક આઉટપુટ ઊર્જાને વાસ્તવિક ઊર્જા કહેવામાં આવે છે, ઇલેક્ટ્રિક વાહન ઉદ્યોગના નિયમો ("GB/T 31486-2015 પાવર બેટરી ઇલેક્ટ્રિકલ પરફોર્મન્સ આવશ્યકતાઓ અને ઇલેક્ટ્રિક વાહનો માટે પરીક્ષણ પદ્ધતિઓ"), 1I1 (A) સાથે ઓરડાના તાપમાને બેટરી ) વર્તમાન ડિસ્ચાર્જ, ટર્મિનેશન વોલ્ટેજ દ્વારા પ્રકાશિત ઊર્જા (Wh) સુધી પહોંચવા માટે, જેને રેટેડ એનર્જી કહેવાય છે.

c ચોક્કસ ઊર્જા

પ્રતિ યુનિટ માસ અને પ્રતિ યુનિટ જથ્થામાં બેટરી દ્વારા આપવામાં આવતી ઊર્જાને માસ સ્પેસિફિક એનર્જી અથવા વોલ્યુમ સ્પેસિફિક એનર્જી કહેવામાં આવે છે, જેને એનર્જી ડેન્સિટી પણ કહેવાય છે. wh/kg અથવા wh/L ના એકમોમાં.

[સ્રાવ વળાંકનું મૂળ સ્વરૂપ]

ડિસ્ચાર્જ કર્વનું સૌથી મૂળભૂત સ્વરૂપ વોલ્ટેજ-સમય અને વર્તમાન સમય વળાંક છે. સમય અક્ષની ગણતરીના પરિવર્તન દ્વારા, સામાન્ય સ્રાવ વળાંકમાં વોલ્ટેજ-ક્ષમતા (ચોક્કસ ક્ષમતા) વળાંક, વોલ્ટેજ-ઊર્જા (ચોક્કસ ઊર્જા) વળાંક, વોલ્ટેજ-એસઓસી વળાંક અને તેથી વધુ હોય છે.

(1) વોલ્ટેજ-સમય અને વર્તમાન સમયનો વળાંક

આકૃતિ 9 વોલ્ટેજ-સમય અને વર્તમાન-સમય વક્ર

(2) વોલ્ટેજ-ક્ષમતા વળાંક

આકૃતિ 10 વોલ્ટેજ-ક્ષમતા વળાંક

(3) વોલ્ટેજ-ઊર્જા વળાંક

આકૃતિ આકૃતિ 11. વોલ્ટેજ-ઊર્જા વળાંક

[સંદર્ભ દસ્તાવેજીકરણ]

• વાંગ ચાઓ, એટ અલ. ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ઊર્જા સંગ્રહ ઉપકરણો [J] માં સતત વર્તમાન અને સતત શક્તિના ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ લાક્ષણિકતાઓની તુલના. એનર્જી સ્ટોરેજ સાયન્સ એન્ડ ટેકનોલોજી.2017(06):1313-1320.
• Eom KS，જોશી T，Bordes A，et al. નેનો સિલિકોન અને નેનો મલ્ટી-લેયર ગ્રેફિન કમ્પોઝિટ એનોડનો ઉપયોગ કરીને લિ-આયન ફુલ સેલ બેટરીની ડિઝાઇન[J]
• ગુઓ જિપેંગ, એટ અલ. લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ બેટરી [J].સ્ટોરેજ બેટરી.2017(03)：109-115ની સતત વર્તમાન અને સતત શક્તિ પરીક્ષણ લાક્ષણિકતાઓની સરખામણી
• મરિનારો M，Yoon D，Gabrielli G，et al.High Performance 1.2 Ah Si-alloy/Graphite|LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2 પ્રોટોટાઇપ લી-આયન બેટરી[J].જર્નલ ઓફ પાવર સોર્સિસ.2017，357(પૂરક C)：188-197.