คู่มือที่ครอบคลุมเกี่ยวกับการวิเคราะห์เส้นโค้งการคายประจุของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

การทดสอบประสิทธิภาพที่ใช้กันมากที่สุดของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน - - กลยุทธ์การวิเคราะห์เส้นโค้งการปล่อย

เมื่อแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนคายประจุ แรงดันไฟฟ้าในการทำงานจะเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาตลอดเวลา แรงดันไฟฟ้าในการทำงานของแบตเตอรี่จะใช้เป็นค่าพิกัด เวลาคายประจุ หรือความจุ หรือสถานะประจุ (SOC) หรือความลึกของการคายประจุ (DOD) เป็นค่า Abscissa และเส้นโค้งที่วาดเรียกว่ากราฟค่าคายประจุ เพื่อให้เข้าใจเส้นโค้งลักษณะการคายประจุของแบตเตอรี่ เราต้องเข้าใจแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ในหลักการก่อน

[แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่]

สำหรับปฏิกิริยาอิเล็กโทรดที่จะก่อตัวแบตเตอรี่จะต้องเป็นไปตามเงื่อนไขต่อไปนี้: กระบวนการสูญเสียอิเล็กตรอนในปฏิกิริยาเคมี (เช่น กระบวนการออกซิเดชัน) และกระบวนการได้รับอิเล็กตรอน (เช่น กระบวนการปฏิกิริยารีดักชัน) จะต้องแยกออกเป็นสองส่วนที่แตกต่างกัน ซึ่งแตกต่างจากปฏิกิริยารีดอกซ์ทั่วไป ปฏิกิริยารีดอกซ์ของสารออกฤทธิ์ของอิเล็กโทรดทั้งสองจะต้องถูกส่งผ่านวงจรภายนอก ซึ่งแตกต่างจากปฏิกิริยาไมโครแบตเตอรี่ในกระบวนการกัดกร่อนของโลหะ แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่คือความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างอิเล็กโทรดบวกและอิเล็กโทรดลบ พารามิเตอร์หลักเฉพาะ ได้แก่ แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด แรงดันไฟฟ้าทำงาน แรงดันไฟฟ้าตัดการชาร์จและคายประจุ ฯลฯ

[ศักย์ไฟฟ้าของวัสดุแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน]

ศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดหมายถึงการแช่วัสดุแข็งในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งแสดงผลทางไฟฟ้า ซึ่งก็คือความต่างศักย์ระหว่างพื้นผิวของโลหะกับสารละลาย ความต่างศักย์นี้เรียกว่าศักย์ของโลหะในสารละลายหรือศักย์ของอิเล็กโทรด กล่าวโดยสรุป ศักย์ไฟฟ้าคือแนวโน้มที่ไอออนหรืออะตอมจะได้อิเล็กตรอน

ดังนั้น สำหรับวัสดุอิเล็กโทรดบวกหรืออิเล็กโทรดลบ เมื่อใส่ในอิเล็กโทรไลต์ที่มีเกลือลิเธียม ศักย์ไฟฟ้าจะแสดงเป็น:

โดยที่ φ c คือศักย์ไฟฟ้าของสารนี้ ศักย์ไฟฟ้าไฮโดรเจนมาตรฐานตั้งไว้ที่ 0.0V

[แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดของแบตเตอรี่]

แรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่เป็นค่าทางทฤษฎีที่คำนวณตามปฏิกิริยาของแบตเตอรี่โดยใช้วิธีเทอร์โมไดนามิกส์ นั่นคือความแตกต่างระหว่างศักย์ไฟฟ้าสมดุลของแบตเตอรี่กับขั้วบวกและขั้วลบเมื่อวงจรแตกเป็นค่าสูงสุด ที่แบตเตอรี่สามารถจ่ายไฟได้ ในความเป็นจริง อิเล็กโทรดบวกและลบไม่จำเป็นต้องอยู่ในสถานะสมดุลทางอุณหพลศาสตร์ในอิเล็กโทรไลต์ กล่าวคือ ศักย์ไฟฟ้าที่สร้างโดยอิเล็กโทรดบวกและลบของแบตเตอรี่ในสารละลายอิเล็กโทรไลต์มักจะไม่ใช่ศักย์ไฟฟ้าสมดุล ดังนั้น โดยทั่วไปแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดของแบตเตอรี่จะมีค่าน้อยกว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้า สำหรับปฏิกิริยาอิเล็กโทรด:

เมื่อพิจารณาถึงสถานะที่ไม่เป็นมาตรฐานของส่วนประกอบของตัวทำปฏิกิริยาและกิจกรรม (หรือความเข้มข้น) ของส่วนประกอบที่ทำงานอยู่ในช่วงเวลาหนึ่ง แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดที่แท้จริงของเซลล์จะถูกแก้ไขโดยสมการพลังงาน:

โดยที่ R คือค่าคงที่ของก๊าซ T คืออุณหภูมิของปฏิกิริยา และ a คือกิจกรรมหรือความเข้มข้นของส่วนประกอบ แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดของแบตเตอรี่ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัสดุอิเล็กโทรดบวกและลบ อิเล็กโทรไลต์ และสภาวะอุณหภูมิ และไม่ขึ้นอยู่กับรูปทรงและขนาดของแบตเตอรี่ การเตรียมวัสดุอิเล็กโทรดลิเธียมไอออนลงในเสาและแผ่นโลหะลิเธียมที่ประกอบเป็นปุ่มครึ่งแบตเตอรี่สามารถวัดวัสดุอิเล็กโทรดในสถานะ SOC ที่แตกต่างกันของแรงดันไฟฟ้าเปิด เส้นโค้งแรงดันไฟฟ้าเปิดเป็นปฏิกิริยาสถานะการชาร์จวัสดุอิเล็กโทรด การจัดเก็บแบตเตอรี่แรงดันไฟฟ้าแบบเปิดลดลง แต่ ไม่ใหญ่มากหากแรงดันไฟฟ้าเปิดลดลงเร็วเกินไปหรือแอมพลิจูดเป็นปรากฏการณ์ที่ผิดปกติ การเปลี่ยนแปลงสถานะพื้นผิวของสารออกฤทธิ์สองขั้วและการคายประจุเองของแบตเตอรี่เป็นสาเหตุหลักที่ทำให้แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดในการจัดเก็บลดลง รวมถึงการเปลี่ยนแปลงชั้นหน้ากากของตารางวัสดุอิเล็กโทรดบวกและลบ การเปลี่ยนแปลงที่อาจเกิดขึ้นจากความไม่เสถียรทางอุณหพลศาสตร์ของอิเล็กโทรด การละลายและการตกตะกอนของสิ่งเจือปนจากโลหะ และการลัดวงจรขนาดเล็กที่เกิดจากไดอะแฟรมระหว่างอิเล็กโทรดบวกและลบ เมื่อแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีอายุมากขึ้น การเปลี่ยนแปลงของค่า K (แรงดันไฟฟ้าตก) คือกระบวนการก่อตัวและความเสถียรของฟิล์ม SEI บนพื้นผิวของวัสดุอิเล็กโทรด หากแรงดันตกคร่อมมากเกินไป จะเกิดการลัดวงจรระดับไมโครภายใน และถือว่าแบตเตอรี่ไม่มีคุณสมบัติเหมาะสม

[โพลาไรเซชันของแบตเตอรี่]

เมื่อกระแสไหลผ่านอิเล็กโทรด ปรากฏการณ์ที่อิเล็กโทรดเบี่ยงเบนไปจากศักย์ไฟฟ้าสมดุลเรียกว่าโพลาไรเซชัน และโพลาไรเซชันจะสร้างศักย์ไฟฟ้าเกิน ตามสาเหตุของโพลาไรเซชัน โพลาไรเซชันสามารถแบ่งออกเป็นโพลาไรเซชันแบบโอห์มมิก โพลาไรเซชันความเข้มข้น และโพลาไรเซชันเคมีไฟฟ้า รูปที่. 2 คือเส้นโค้งการคายประจุโดยทั่วไปของแบตเตอรี่และอิทธิพลของโพลาไรเซชันต่างๆ ที่มีต่อแรงดันไฟฟ้า

 รูปที่ 1 เส้นโค้งการปล่อยทั่วไปและโพลาไรซ์

(1) โพลาไรเซชันแบบโอห์มมิก: เกิดจากความต้านทานของแต่ละส่วนของแบตเตอรี่ ค่าแรงดันตกตามกฎของโอห์ม กระแสลดลง โพลาไรเซชันลดลงทันที และกระแสจะหายไปทันทีหลังจากที่หยุด

(2) โพลาไรซ์เคมีไฟฟ้า: โพลาไรซ์เกิดจากปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าช้าบนพื้นผิวอิเล็กโทรด มันลดลงอย่างมากภายในระดับไมโครวินาทีเมื่อกระแสมีขนาดเล็กลง

(3) โพลาไรเซชันความเข้มข้น: เนื่องจากการชะลอกระบวนการกระจายไอออนในสารละลาย ความเข้มข้นที่แตกต่างกันระหว่างพื้นผิวของอิเล็กโทรดและตัวสารละลายจึงมีโพลาไรซ์ภายใต้กระแสที่แน่นอน โพลาไรซ์นี้จะลดลงหรือหายไปเมื่อกระแสไฟฟ้าลดลงในไม่กี่วินาที (ไม่กี่วินาทีถึงสิบวินาที)

ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของกระแสคายประจุของแบตเตอรี่ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นเพราะกระแสคายประจุขนาดใหญ่จะเพิ่มแนวโน้มโพลาไรเซชันของแบตเตอรี่ และยิ่งกระแสคายประจุมากขึ้นเท่าใด แนวโน้มโพลาไรเซชันก็จะยิ่งชัดเจนมากขึ้นตามที่แสดง ในรูปที่ 2 ตามกฎของโอห์ม: V=E0-IRT ด้วยการเพิ่มความต้านทานโดยรวมภายใน RT เวลาที่ต้องใช้สำหรับแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ในการเข้าถึงแรงดันตัดจำหน่ายจะลดลงตามลำดับ ดังนั้นความสามารถในการปล่อยก็เช่นกัน ที่ลดลง.

รูปที่ 2 ผลกระทบของความหนาแน่นกระแสต่อโพลาไรเซชัน

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนนั้นเป็นแบตเตอรี่ความเข้มข้นของลิเธียมไอออนชนิดหนึ่ง กระบวนการชาร์จและคายประจุของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นกระบวนการฝังและลอกลิเธียมไอออนในขั้วบวกและขั้วลบ ปัจจัยที่ส่งผลต่อโพลาไรเซชันของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ได้แก่:

(1) อิทธิพลของอิเล็กโทรไลต์: ค่าการนำไฟฟ้าต่ำของอิเล็กโทรไลต์เป็นสาเหตุหลักของโพลาไรเซชันของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ในช่วงอุณหภูมิทั่วไป ค่าการนำไฟฟ้าของอิเล็กโทรไลต์ที่ใช้กับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนโดยทั่วไปจะอยู่ที่ 0.01~0.1S/cm ซึ่งเป็น XNUMX เปอร์เซ็นต์ของสารละลายที่เป็นน้ำ ดังนั้นเมื่อแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนคายประจุด้วยกระแสไฟฟ้าสูง จะสายเกินไปที่จะเสริม Li + จากอิเล็กโทรไลต์ และปรากฏการณ์โพลาไรเซชันจะเกิดขึ้น การปรับปรุงการนำไฟฟ้าของอิเล็กโทรไลต์เป็นปัจจัยสำคัญในการปรับปรุงความสามารถในการคายประจุกระแสไฟฟ้าสูงของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

(2) อิทธิพลของวัสดุที่เป็นบวกและลบ: ช่องทางที่ยาวขึ้นของอนุภาคลิเธียมไอออนขนาดใหญ่ของวัสดุที่เป็นบวกและลบจะแพร่กระจายไปยังพื้นผิว ซึ่งไม่เอื้อต่อการปล่อยประจุขนาดใหญ่

(3) ตัวแทนตัวนำ: เนื้อหาของตัวนำไฟฟ้าเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการปล่อยประจุในอัตราส่วนสูง หากเนื้อหาของสารนำไฟฟ้าในสูตรแคโทดไม่เพียงพอ อิเล็กตรอนจะไม่สามารถถ่ายโอนได้ทันเวลาที่กระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ถูกปล่อยออกมา และความต้านทานภายในโพลาไรเซชันจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่จะลดลงอย่างรวดเร็วถึงแรงดันไฟฟ้าตัดจำหน่าย .

(4) อิทธิพลของการออกแบบเสา: ความหนาของเสา: ในกรณีที่มีกระแสไฟฟ้าไหลสูง ความเร็วปฏิกิริยาของสารออกฤทธิ์จะเร็วมาก ซึ่งต้องใช้ลิเธียมไอออนในการฝังและแยกออกจากวัสดุอย่างรวดเร็ว หากแผ่นขั้วหนาและเส้นทางการแพร่กระจายของลิเธียมไอออนเพิ่มขึ้น ทิศทางของความหนาของขั้วจะทำให้เกิดการไล่ระดับความเข้มข้นของลิเธียมไอออนขนาดใหญ่

ความหนาแน่นของการบดอัด: ความหนาแน่นของการบดอัดของแผ่นขั้วมีขนาดใหญ่ขึ้น รูพรุนจะเล็กลง และเส้นทางการเคลื่อนที่ของลิเธียมไอออนในทิศทางความหนาของแผ่นขั้วจะยาวขึ้น นอกจากนี้ หากความหนาแน่นของการบดอัดมีขนาดใหญ่เกินไป พื้นที่สัมผัสระหว่างวัสดุและอิเล็กโทรไลต์จะลดลง ตำแหน่งปฏิกิริยาของอิเล็กโทรดจะลดลง และความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน

(5) อิทธิพลของเมมเบรน SEI: การก่อตัวของเมมเบรน SEI จะเพิ่มความต้านทานของส่วนต่อประสานอิเล็กโทรด / อิเล็กโทรไลต์ ส่งผลให้เกิดฮิสเทรีซิสหรือโพลาไรเซชันของแรงดันไฟฟ้า

[แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่]

แรงดันไฟฟ้าขณะทำงานหรือที่เรียกว่าแรงดันไฟฟ้าปลาย หมายถึงความต่างศักย์ระหว่างขั้วบวกและขั้วลบของแบตเตอรี่เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลในวงจรในสถานะการทำงาน ในสถานะการทำงานของการคายประจุแบตเตอรี่ เมื่อกระแสไหลผ่านแบตเตอรี่ ควรเอาชนะความต้านทานที่เกิดจากความต้านทานภายใน ซึ่งจะทำให้แรงดันโอห์มมิกลดลงและโพลาไรซ์ของอิเล็กโทรด ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าในการทำงานจึงต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดเสมอ และเมื่อทำการชาร์จ แรงดันไฟฟ้าปลายจะสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดเสมอ นั่นคือผลของโพลาไรเซชันทำให้แรงดันไฟฟ้าปลายของการคายประจุแบตเตอรี่ต่ำกว่าศักย์ไฟฟ้าของแบตเตอรี่ ซึ่งสูงกว่าศักย์ไฟฟ้าของแบตเตอรี่ที่ประจุอยู่

เนื่องจากการมีอยู่ของปรากฏการณ์โพลาไรเซชัน แรงดันไฟฟ้าทันทีและแรงดันไฟฟ้าจริงในกระบวนการชาร์จและคายประจุ เมื่อทำการชาร์จ แรงดันไฟฟ้าทันทีจะสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าจริงเล็กน้อย โพลาไรซ์จะหายไปและแรงดันไฟฟ้าจะลดลงเมื่อแรงดันไฟฟ้าทันทีและแรงดันไฟฟ้าจริงลดลงหลังจากการคายประจุ

เพื่อสรุปคำอธิบายข้างต้น สำนวนคือ:

E +, E- - แสดงถึงศักย์ไฟฟ้าของขั้วบวกและขั้วลบ ตามลำดับ E + 0 และ E- -0 แสดงถึงศักย์ไฟฟ้าสมดุลของขั้วไฟฟ้าบวกและขั้วลบ ตามลำดับ VR แสดงถึงแรงดันไฟฟ้าโพลาไรเซชันแบบโอห์มมิก และ η + , η - -แสดงถึงศักยภาพที่สูงเกินไปของอิเล็กโทรดบวกและลบตามลำดับ

[หลักการพื้นฐานของการทดสอบการคายประจุ]

หลังจากทำความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่แล้ว เราก็เริ่มวิเคราะห์เส้นโค้งการคายประจุของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน โดยทั่วไปเส้นโค้งการปล่อยจะสะท้อนถึงสถานะของอิเล็กโทรดซึ่งเป็นการซ้อนทับของการเปลี่ยนแปลงสถานะของอิเล็กโทรดบวกและลบ

เส้นโค้งแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนตลอดกระบวนการคายประจุสามารถแบ่งออกเป็นสามขั้นตอน

1) ในระยะเริ่มแรกของแบตเตอรี่ แรงดันไฟฟ้าจะลดลงอย่างรวดเร็ว และยิ่งอัตราการคายประจุมากขึ้น แรงดันไฟฟ้าจะลดลงเร็วขึ้นเท่านั้น

2) แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่เข้าสู่ขั้นตอนการเปลี่ยนแปลงอย่างช้าๆ ซึ่งเรียกว่าพื้นที่แพลตฟอร์มของแบตเตอรี่ ยิ่งอัตราการปลดปล่อยน้อยลง

ยิ่งระยะเวลาของพื้นที่ชานชาลานานขึ้น แรงดันไฟฟ้าของชานชาลาก็จะยิ่งสูง แรงดันไฟฟ้าตกก็จะยิ่งช้าลงเท่านั้น

3) เมื่อพลังงานแบตเตอรี่ใกล้จะหมด แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่จะเริ่มลดลงอย่างรวดเร็วจนกระทั่งถึงแรงดันหยุดการคายประจุ

ในระหว่างการทดสอบ มีสองวิธีในการรวบรวมข้อมูล

(1) รวบรวมข้อมูลกระแส แรงดัน และเวลาตามช่วงเวลาที่กำหนด Δ t

(2) รวบรวมข้อมูลกระแส แรงดัน และเวลาตามค่าความต่างของการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าที่ตั้งไว้ Δ V ความแม่นยำของอุปกรณ์การชาร์จและการคายประจุส่วนใหญ่รวมถึงความแม่นยำในปัจจุบัน ความแม่นยำของแรงดันไฟฟ้า และความแม่นยำของเวลา ตารางที่ 2 แสดงพารามิเตอร์อุปกรณ์ของเครื่องชาร์จและคายประจุ โดยที่ % FS แสดงถึงเปอร์เซ็นต์ของช่วงเต็ม และ 0.05% RD หมายถึงข้อผิดพลาดที่วัดได้ภายในช่วง 0.05% ของการอ่าน อุปกรณ์ชาร์จและคายประจุโดยทั่วไปจะใช้แหล่งกระแสคงที่ CNC แทนความต้านทานโหลดสำหรับโหลด ดังนั้นแรงดันเอาต์พุตของแบตเตอรี่ไม่เกี่ยวข้องกับความต้านทานแบบอนุกรมหรือความต้านทานปรสิตในวงจร แต่เกี่ยวข้องกับแรงดันไฟฟ้า E และความต้านทานภายในเท่านั้น r และกระแสวงจร I ของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าในอุดมคติซึ่งเทียบเท่ากับแบตเตอรี่ หากใช้ความต้านทานสำหรับโหลด ให้ตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าในอุดมคติของแบตเตอรี่เทียบเท่ากับ E ความต้านทานภายในคือ r และความต้านทานโหลดคือ R วัดแรงดันไฟฟ้าที่ปลายทั้งสองด้านของความต้านทานโหลดด้วยแรงดันไฟฟ้า เมตร ดังแสดงในรูปข้างบนในรูปที่ 6 อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ มีความต้านทานของตะกั่วและความต้านทานต่อการสัมผัสฟิกซ์เจอร์ (ความต้านทานปรสิตสม่ำเสมอ) ในวงจร แผนภาพวงจรสมมูลที่แสดงในรูปที่ 3 ถูกแสดงไว้ในรูปที่ต่อไปนี้ของรูปที่ 3. ในทางปฏิบัติ ความต้านทานของปรสิตถูกนำมาใช้อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ เพื่อให้ความต้านทานโหลดรวมมีขนาดใหญ่ แต่แรงดันไฟฟ้าที่วัดได้คือแรงดันไฟฟ้าที่ปลายทั้งสองด้านของความต้านทานโหลด R ดังนั้นจึงเกิดข้อผิดพลาด

 รูปที่ 3 แผนภาพบล็อกหลักและแผนภาพวงจรสมมูลจริงของวิธีการคายประจุความต้านทาน

เมื่อใช้แหล่งกำเนิดกระแสคงที่ที่มี I1 ปัจจุบันเป็นโหลด แผนผังและแผนภาพวงจรสมมูลจริงจะแสดงในรูปที่ 7 E, I1 เป็นค่าคงที่ และ r เป็นค่าคงที่ในช่วงเวลาหนึ่ง

จากสูตรข้างต้น เราจะเห็นว่าแรงดันไฟฟ้าสองตัวของ A และ B คงที่ นั่นคือแรงดันเอาต์พุตของแบตเตอรี่ไม่สัมพันธ์กับขนาดของความต้านทานอนุกรมในลูป และแน่นอนว่าไม่มีอะไรทำ กับการต้านทานปรสิต นอกจากนี้ โหมดการวัดแบบสี่ขั้วยังสามารถวัดแรงดันไฟฟ้าขาออกของแบตเตอรี่ได้แม่นยำยิ่งขึ้น

รูปที่ 4 แผนภาพบล็อก Equiple และแผนภาพวงจรสมมูลจริงของโหลดแหล่งจ่ายกระแสคงที่

แหล่งกำเนิดพร้อมกันคืออุปกรณ์จ่ายไฟที่สามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับโหลดได้คงที่ ยังคงสามารถรักษากระแสเอาต์พุตให้คงที่ได้เมื่อแหล่งจ่ายไฟภายนอกผันผวนและลักษณะอิมพีแดนซ์เปลี่ยนไป

[โหมดทดสอบการคายประจุ]

อุปกรณ์ทดสอบการชาร์จและการคายประจุโดยทั่วไปจะใช้อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์เป็นองค์ประกอบการไหล ด้วยการปรับสัญญาณควบคุมของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ จึงสามารถจำลองโหลดที่มีลักษณะแตกต่างกันได้ เช่น กระแสคงที่ แรงดันคงที่ และความต้านทานคงที่ เป็นต้น โหมดการทดสอบการคายประจุแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนส่วนใหญ่ประกอบด้วยการคายประจุกระแสคงที่, การคายประจุความต้านทานคงที่, การคายประจุพลังงานคงที่ ฯลฯ ในแต่ละโหมดการคายประจุ การคายประจุอย่างต่อเนื่องและการปล่อยช่วงเวลาสามารถแบ่งออกได้ ซึ่งตามระยะเวลา การปล่อยช่วงเวลาสามารถแบ่งออกเป็นการปล่อยเป็นระยะและการปล่อยชีพจร ในระหว่างการทดสอบการคายประจุ แบตเตอรี่จะคายประจุตามโหมดที่ตั้งไว้ และหยุดคายประจุหลังจากถึงสภาวะที่ตั้งไว้ เงื่อนไขการตัดการคายประจุประกอบด้วยการตั้งค่าการตัดแรงดันไฟฟ้า การตั้งเวลาตัด การตั้งค่าการตัดความจุ การตั้งค่าการตัดไล่ระดับแรงดันลบ ฯลฯ การเปลี่ยนแปลงแรงดันคายประจุของแบตเตอรี่เกี่ยวข้องกับระบบคายประจุ ซึ่ง คือ การเปลี่ยนแปลงของเส้นโค้งการคายประจุยังได้รับผลกระทบจากระบบการคายประจุ รวมถึง: กระแสคายประจุ, อุณหภูมิการคายประจุ, แรงดันไฟฟ้าปลายการคายประจุ; การปลดปล่อยเป็นระยะหรือต่อเนื่อง ยิ่งกระแสไฟฟ้าคายประจุมากขึ้นเท่าใด แรงดันไฟฟ้าในการทำงานจะลดลงเร็วขึ้นเท่านั้น เมื่ออุณหภูมิคายประจุ เส้นโค้งการปล่อยจะเปลี่ยนแปลงอย่างนุ่มนวล

(1) การปล่อยกระแสไฟฟ้าคงที่

เมื่อปล่อยกระแสไฟฟ้าคงที่ ค่าปัจจุบันจะถูกตั้งค่า จากนั้นถึงค่าปัจจุบันโดยการปรับแหล่งกำเนิดกระแสคงที่ของ CNC เพื่อให้ทราบถึงการปล่อยกระแสไฟฟ้าคงที่ของแบตเตอรี่ ในเวลาเดียวกัน การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าปลายของแบตเตอรี่จะถูกรวบรวมเพื่อตรวจจับลักษณะการคายประจุของแบตเตอรี่ การคายประจุกระแสคงที่คือการคายประจุของกระแสคายประจุเดียวกัน แต่แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ยังคงลดลง ดังนั้นพลังงานจึงยังคงลดลง รูปที่ 5 คือเส้นโค้งแรงดันและกระแสของการคายประจุกระแสคงที่ของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน เนื่องจากการคายประจุกระแสคงที่ แกนเวลาจึงถูกแปลงเป็นแกนความจุ (ผลคูณของกระแสและเวลา) ได้อย่างง่ายดาย รูปที่ 5 แสดงกราฟแรงดันไฟฟ้า-ความจุที่กระแสคงที่ การคายประจุกระแสคงที่เป็นวิธีคายประจุที่ใช้กันมากที่สุดในการทดสอบแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

รูปที่ 5 การชาร์จด้วยแรงดันไฟฟ้าคงที่ในปัจจุบันและเส้นโค้งการปล่อยกระแสคงที่ที่อัตราตัวคูณต่างกัน

(2) การปล่อยพลังงานอย่างต่อเนื่อง

เมื่อปล่อยพลังงานคงที่ ค่าพลังงานพลังงานคงที่ P จะถูกตั้งค่าก่อน และแรงดันเอาต์พุต U ของแบตเตอรี่จะถูกรวบรวม ในกระบวนการคายประจุ P จะต้องคงที่ แต่ U มีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ดังนั้นจึงจำเป็นต้องปรับกระแส I ของแหล่งกำเนิดกระแสคงที่ CNC อย่างต่อเนื่องตามสูตร I = P / U เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการปล่อยพลังงานคงที่ . รักษากำลังการคายประจุไว้ไม่เปลี่ยนแปลง เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ยังคงลดลงในระหว่างกระบวนการคายประจุ ดังนั้นกระแสไฟฟ้าในการคายประจุอย่างต่อเนื่องจึงยังคงเพิ่มขึ้นต่อไป เนื่องจากการปล่อยพลังงานอย่างต่อเนื่อง แกนพิกัดเวลาจึงถูกแปลงเป็นแกนพิกัดพลังงาน (ผลคูณของกำลังและเวลา) ได้อย่างง่ายดาย

รูปที่ 6 กราฟการชาร์จและการคายประจุพลังงานคงที่ในอัตราสองเท่าที่ต่างกัน

การเปรียบเทียบระหว่างการปล่อยกระแสไฟฟ้าคงที่กับการปล่อยพลังงานคงที่

รูปที่ 7: (ก) แผนภาพความสามารถในการชาร์จและคายประจุในอัตราส่วนที่ต่างกัน (b) กราฟประจุและคายประจุ

 รูปที่ 7 แสดงผลการทดสอบอัตราส่วนประจุและการคายประจุที่แตกต่างกันในสองโหมด แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต. ตามกราฟความจุในรูปที่ 7 (a) เมื่อกระแสประจุและคายประจุเพิ่มขึ้นในโหมดกระแสคงที่ ความจุประจุและคายประจุจริงของแบตเตอรี่จะค่อยๆ ลดลง แต่ช่วงการเปลี่ยนแปลงค่อนข้างน้อย ความจุการชาร์จและคายประจุที่แท้จริงของแบตเตอรี่จะค่อยๆ ลดลงตามการเพิ่มขึ้นของพลังงาน และยิ่งตัวคูณมากขึ้น ความจุก็จะสลายเร็วขึ้นเท่านั้น ความสามารถในการคายประจุในอัตรา 1 ชั่วโมงต่ำกว่าโหมดการไหลคงที่ ในเวลาเดียวกัน เมื่ออัตราการคายประจุต่ำกว่าอัตรา 5 ชั่วโมง ความจุของแบตเตอรี่จะสูงขึ้นภายใต้สภาวะพลังงานคงที่ ในขณะที่ความจุของแบตเตอรี่สูงกว่าอัตรา 5 ชั่วโมงจะสูงกว่าภายใต้สภาวะกระแสคงที่

จากรูปที่ 7 (b) แสดงเส้นโค้งความจุ-แรงดันไฟฟ้า ภายใต้เงื่อนไขของอัตราส่วนต่ำ เส้นโค้งแรงดันไฟฟ้าความจุของแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตสองโหมด และการเปลี่ยนแปลงแพลตฟอร์มแรงดันไฟฟ้าชาร์จและคายประจุไม่ใหญ่ แต่ภายใต้เงื่อนไขของอัตราส่วนสูง โหมดแรงดันคงที่ในปัจจุบันคงที่ของเวลาแรงดันคงที่อีกต่อไปอย่างมีนัยสำคัญและแพลตฟอร์มแรงดันไฟฟ้าชาร์จเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญแพลตฟอร์มแรงดันไฟฟ้าปล่อยจะลดลงอย่างมีนัยสำคัญ

(3) การปลดปล่อยความต้านทานคงที่

เมื่อปล่อยความต้านทานคงที่ ค่าความต้านทานคงที่ R จะถูกตั้งค่าก่อนเพื่อรวบรวมแรงดันเอาต์พุตของแบตเตอรี่ U ในระหว่างกระบวนการคายประจุ R จะต้องคงที่ แต่ U เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ดังนั้นค่าปัจจุบัน I ของกระแสคงที่ CNC ควรปรับแหล่งกำเนิดอย่างต่อเนื่องตามสูตร I=U / R เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการคายประจุความต้านทานอย่างต่อเนื่อง แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่จะลดลงเสมอในกระบวนการคายประจุ และความต้านทานจะเท่ากัน ดังนั้นกระแสคายประจุ I จึงเป็นกระบวนการที่ลดลงเช่นกัน

(4) การคายประจุอย่างต่อเนื่อง การคายประจุเป็นระยะ และการปล่อยพัลส์

แบตเตอรี่จะคายประจุด้วยกระแสคงที่ กำลังคงที่ และความต้านทานคงที่ ในขณะที่ใช้ฟังก์ชันจับเวลาเพื่อควบคุมการคายประจุอย่างต่อเนื่อง การคายประจุเป็นระยะ และการคายประจุของพัลส์ รูปที่ 11 แสดงกราฟกระแสและกราฟแรงดันของการทดสอบการชาร์จ/คายประจุพัลส์ทั่วไป

รูปที่ 8 เส้นโค้งกระแสและเส้นโค้งแรงดันไฟฟ้าสำหรับการทดสอบการปล่อยประจุพัลส์ทั่วไป

[ข้อมูลที่รวมอยู่ในกราฟการปล่อย]

เส้นโค้งการคายประจุหมายถึงเส้นโค้งของแรงดัน กระแส ความจุ และการเปลี่ยนแปลงอื่นๆ ของแบตเตอรี่เมื่อเวลาผ่านไปในระหว่างกระบวนการคายประจุ ข้อมูลที่มีอยู่ในกราฟประจุและคายประจุมีมากมาย รวมถึงความจุ พลังงาน แรงดันใช้งานและแพลตฟอร์มแรงดันไฟฟ้า ความสัมพันธ์ระหว่างศักย์ไฟฟ้ากับสถานะประจุ ฯลฯ ข้อมูลหลักที่บันทึกไว้ระหว่างการทดสอบการปล่อยประจุคือเวลา วิวัฒนาการของกระแสและแรงดัน คุณสามารถรับพารามิเตอร์จำนวนมากได้จากข้อมูลพื้นฐานเหล่านี้ ต่อไปนี้ให้รายละเอียดเกี่ยวกับพารามิเตอร์ที่กราฟการปล่อยประจุสามารถรับได้

(1) แรงดันไฟฟ้า

ในการทดสอบการคายประจุของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน พารามิเตอร์แรงดันไฟฟ้าส่วนใหญ่ประกอบด้วยแพลตฟอร์มแรงดันไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้ามัธยฐาน แรงดันไฟฟ้าเฉลี่ย แรงดันไฟฟ้าตัด ฯลฯ แรงดันไฟฟ้าของแพลตฟอร์มคือค่าแรงดันไฟฟ้าที่สอดคล้องกันเมื่อการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าต่ำสุดและการเปลี่ยนแปลงความจุมีขนาดใหญ่ ซึ่งสามารถหาได้จากค่าพีคของ dQ/dV แรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยคือค่าแรงดันไฟฟ้าที่สอดคล้องกันของความจุครึ่งหนึ่งของแบตเตอรี่ สำหรับวัสดุที่ชัดเจนมากขึ้นบนแท่น เช่น ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตและลิเธียมไททาเนต แรงดันไฟฟ้าค่ามัธยฐานคือแรงดันไฟฟ้าของแท่น แรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยคือพื้นที่ที่มีประสิทธิภาพของกราฟแรงดันไฟฟ้า-ความจุ (เช่น พลังงานการคายประจุแบตเตอรี่) หารด้วยสูตรการคำนวณความจุคือ u = U (t) * I (t) dt / I (t) dt แรงดันไฟฟ้าตัดหมายถึงแรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำที่อนุญาตเมื่อแบตเตอรี่หมด หากแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าตัดการคายประจุ แรงดันไฟฟ้าที่ปลายทั้งสองด้านของแบตเตอรี่จะลดลงอย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดการคายประจุมากเกินไป การคายประจุมากเกินไปอาจทำให้เกิดความเสียหายต่อสารออกฤทธิ์ของอิเล็กโทรด สูญเสียความสามารถในการทำปฏิกิริยา และทำให้อายุการใช้งานแบตเตอรี่สั้นลง ตามที่อธิบายไว้ในส่วนแรก แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่สัมพันธ์กับสถานะประจุของวัสดุแคโทดและศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรด

(2) กำลังการผลิตและกำลังการผลิตเฉพาะ

ความจุของแบตเตอรี่หมายถึงปริมาณไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาจากแบตเตอรี่ภายใต้ระบบคายประจุบางอย่าง (ภายใต้กระแสคายประจุ I, อุณหภูมิคายประจุ T, แรงดันไฟตัดคายประจุ V) ซึ่งแสดงถึงความสามารถของแบตเตอรี่ในการเก็บพลังงานในหน่วย Ah หรือ C . ความจุได้รับผลกระทบจากองค์ประกอบหลายอย่าง เช่น กระแสคายประจุ อุณหภูมิคายประจุ ฯลฯ ขนาดความจุถูกกำหนดโดยปริมาณของสารออกฤทธิ์ในขั้วบวกและขั้วลบ

ความสามารถทางทฤษฎี: ความสามารถที่กำหนดโดยสารออกฤทธิ์ในการทำปฏิกิริยา

ความจุจริง: ความจุจริงที่ปล่อยออกมาภายใต้ระบบจำหน่ายบางระบบ

พิกัดความจุ: หมายถึงปริมาณพลังงานขั้นต่ำที่แบตเตอรี่รับประกันภายใต้สภาวะการปล่อยประจุที่ออกแบบไว้

ในการทดสอบการคายประจุ ความจุจะคำนวณโดยการรวมกระแสเมื่อเวลาผ่านไป เช่น C = I (t) dt, กระแสคงที่ใน t การคายประจุคงที่, C = I (t) dt = I t; ความต้านทานคงที่ R คายประจุ C = I (t) dt = (1 / R) * U (t) dt (1 / R) * ออก (u คือแรงดันไฟฟ้าคายประจุเฉลี่ย t คือเวลาคายประจุ)

ความจุเฉพาะ: เพื่อเปรียบเทียบแบตเตอรี่ที่แตกต่างกัน จึงมีการนำแนวคิดเกี่ยวกับความจุเฉพาะมาใช้ ความจุเฉพาะหมายถึงความจุที่กำหนดโดยสารออกฤทธิ์ของมวลต่อหน่วยหรืออิเล็กโทรดปริมาตรของหน่วย ซึ่งเรียกว่าความจุเฉพาะของมวลหรือความจุเฉพาะของปริมาตร วิธีการคำนวณตามปกติคือ: ความจุเฉพาะ = ความสามารถในการคายประจุแบตเตอรี่ครั้งแรก / (มวลของสารออกฤทธิ์ * อัตราการใช้สารออกฤทธิ์)

ปัจจัยที่ส่งผลต่อความจุของแบตเตอรี่:

ก. กระแสคายประจุของแบตเตอรี่: ยิ่งกระแสไฟฟ้ามีขนาดใหญ่ ความจุเอาต์พุตจะลดลง

ข. อุณหภูมิการคายประจุของแบตเตอรี่: เมื่ออุณหภูมิลดลง ความจุเอาต์พุตจะลดลง

ค. แรงดันไฟฟ้าตัดจำหน่ายของแบตเตอรี่: เวลาคายประจุที่กำหนดโดยวัสดุอิเล็กโทรดและขีดจำกัดของปฏิกิริยาอิเล็กโทรดนั้นโดยทั่วไปคือ 3.0V หรือ 2.75V

ง. เวลาในการชาร์จและคายประจุของแบตเตอรี่: หลังจากชาร์จและคายประจุแบตเตอรี่หลายครั้ง เนื่องจากความล้มเหลวของวัสดุอิเล็กโทรด แบตเตอรี่จะสามารถลดความสามารถในการคายประจุของแบตเตอรี่ได้

จ. สภาวะการชาร์จของแบตเตอรี่: อัตราการชาร์จ อุณหภูมิ แรงดันไฟตัดส่งผลต่อความจุของแบตเตอรี่ จึงกำหนดความสามารถในการคายประจุ

 วิธีกำหนดความจุของแบตเตอรี่:

อุตสาหกรรมที่แตกต่างกันมีมาตรฐานการทดสอบที่แตกต่างกันไปตามสภาพการทำงาน สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสำหรับผลิตภัณฑ์ 3C ตามมาตรฐานแห่งชาติ GB / T18287-2000 ข้อกำหนดทั่วไปสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสำหรับโทรศัพท์เคลื่อนที่ วิธีทดสอบความจุสูงสุดของแบตเตอรี่มีดังนี้: ก) การชาร์จ: การชาร์จ 0.2C5A; b) การคายประจุ: การคายประจุ 0.2C5A; c) ห้ารอบ โดยรอบหนึ่งผ่านการรับรอง

สำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้า ตามมาตรฐานแห่งชาติ GB / T 31486-2015 ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพทางไฟฟ้าและวิธีทดสอบสำหรับแบตเตอรี่พลังงานสำหรับยานพาหนะไฟฟ้า ความจุสูงสุดของแบตเตอรี่หมายถึงความจุ (Ah) ที่ปล่อยออกมาจากแบตเตอรี่ที่อุณหภูมิห้อง โดยมีกระแสคายประจุ 1I1 (A) ไปถึงแรงดันไฟปลายทาง โดยที่ I1 คือกระแสคายประจุอัตรา 1 ชั่วโมง ซึ่งมีค่าเท่ากับ C1 (A) วิธีทดสอบคือ:

A) ที่อุณหภูมิห้อง ให้หยุดแรงดันไฟฟ้าคงที่เมื่อชาร์จด้วยการชาร์จกระแสคงที่จนถึงแรงดันสิ้นสุดการชาร์จที่ระบุโดยองค์กร และหยุดการชาร์จเมื่อกระแสสิ้นสุดการชาร์จลดลงเหลือ 0.05I1 (A) และกดการชาร์จค้างไว้ 1 ชั่วโมงหลังจากนั้น กำลังชาร์จ

Bb) ที่อุณหภูมิห้อง ให้คายประจุแบตเตอรี่ด้วยกระแสไฟ 1I1 (A) จนกระทั่งการคายประจุถึงแรงดันไฟฟ้าสิ้นสุดการคายประจุที่ระบุในเงื่อนไขทางเทคนิคขององค์กร

C) ความสามารถในการคายประจุที่วัดได้ (วัดโดย Ah) คำนวณพลังงานจำเพาะของการคายประจุ (วัดโดย Wh / kg)

3 d) ทำซ้ำขั้นตอน a) -) c) 5 ครั้ง เมื่อความแตกต่างสุดขีดของการทดสอบ 3 ครั้งติดต่อกันน้อยกว่า 3% ของความจุที่กำหนด การทดสอบสามารถเสร็จสิ้นล่วงหน้าได้ และผลการทดสอบ 3 ครั้งล่าสุดสามารถนำมาเฉลี่ยได้

(3) สถานะของค่าธรรมเนียม SOC

SOC (สถานะการชาร์จ) คือสถานะการชาร์จ ซึ่งแสดงถึงอัตราส่วนของความจุที่เหลืออยู่ของแบตเตอรี่ต่อสถานะการชาร์จเต็มหลังจากช่วงระยะเวลาหนึ่งหรือเป็นเวลานานภายใต้อัตราการคายประจุที่แน่นอน วิธีการ "รวมแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด + เวลาชั่วโมง" ใช้วิธีการแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดเพื่อประเมินความจุการชาร์จสถานะเริ่มต้นของแบตเตอรี่ จากนั้นใช้วิธีการรวมเวลาชั่วโมงเพื่อรับพลังงานที่ใช้โดย -วิธีการรวมเวลา พลังงานที่ใช้เป็นผลคูณของกระแสคายประจุและเวลาคายประจุ และพลังงานที่เหลืออยู่จะเท่ากับความแตกต่างระหว่างกำลังเริ่มต้นและกำลังที่ใช้ไป การประมาณค่าทางคณิตศาสตร์ SOC ระหว่างแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดและอินทิกรัลรายชั่วโมงคือ:

โดยที่ CN คือความจุที่กำหนด η คือประสิทธิภาพการคายประจุ T คืออุณหภูมิการใช้งานแบตเตอรี่ ฉันเป็นกระแสไฟของแบตเตอรี่ t คือเวลาคายประจุแบตเตอรี่

DOD (ความลึกของการคายประจุ) คือความลึกของการคายประจุ ซึ่งเป็นการวัดระดับของการปล่อยประจุ ซึ่งเป็นเปอร์เซ็นต์ของความสามารถในการคายประจุต่อความสามารถในการคายประจุทั้งหมด ความลึกของการคายประจุมีความสัมพันธ์ที่ดีกับอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ ยิ่งความลึกของการคายประจุยิ่งลึก อายุการใช้งานก็จะสั้นลง ความสัมพันธ์ได้รับการคำนวณสำหรับ SOC = 100% -DOD

4) พลังงานและพลังงานจำเพาะ

พลังงานไฟฟ้าที่แบตเตอรี่สามารถส่งออกได้โดยการทำงานภายนอกภายใต้เงื่อนไขบางประการเรียกว่าพลังงานของแบตเตอรี่ และโดยทั่วไปหน่วยจะแสดงเป็น wh ในกราฟการปล่อยพลังงานจะคำนวณดังนี้: W = U (t) * I (t) dt ที่การคายประจุกระแสคงที่ W = I * U (t) dt = It * u (u คือแรงดันไฟฟ้าคายประจุเฉลี่ย t คือเวลาคายประจุ)

ก. พลังงานเชิงทฤษฎี

กระบวนการคายประจุของแบตเตอรี่อยู่ในสถานะสมดุล และแรงดันคายประจุจะรักษาค่าของแรงเคลื่อนไฟฟ้า (E) และอัตราการใช้งานของสารออกฤทธิ์คือ 100% ภายใต้เงื่อนไขนี้ พลังงานเอาท์พุตของแบตเตอรี่คือพลังงานทางทฤษฎี ซึ่งก็คืองานสูงสุดที่ทำโดยแบตเตอรี่แบบพลิกกลับได้ภายใต้อุณหภูมิและความดันคงที่

ข. พลังงานที่แท้จริง

พลังงานเอาท์พุตจริงของการคายประจุแบตเตอรี่เรียกว่าพลังงานจริงตามข้อบังคับอุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้า ("GB / T 31486-2015 Power Battery Electrical Performance Requirements and Test Methods for electric Vehicles") แบตเตอรี่ที่อุณหภูมิห้องด้วย 1I1 (A ) การคายประจุกระแสไฟฟ้า เพื่อให้ได้พลังงาน (Wh) ที่ปล่อยออกมาจากแรงดันไฟฟ้าปลายสาย เรียกว่าพลังงานพิกัด

ค. พลังงานจำเพาะ

พลังงานที่ได้รับจากแบตเตอรี่ต่อหน่วยมวลและต่อหน่วยปริมาตรเรียกว่าพลังงานเฉพาะมวลหรือพลังงานเฉพาะปริมาตร หรือที่เรียกว่าความหนาแน่นของพลังงาน ในหน่วย wh/kg หรือ wh/L

[รูปแบบพื้นฐานของเส้นโค้งการปล่อย]

รูปแบบพื้นฐานที่สุดของกราฟการปล่อยประจุคือกราฟแรงดัน-เวลา และกราฟเวลาปัจจุบัน ด้วยการเปลี่ยนแปลงของการคำนวณแกนเวลา เส้นโค้งการคายประจุทั่วไปยังมีเส้นโค้งแรงดันไฟฟ้า-ความจุ (ความจุเฉพาะ) เส้นโค้งแรงดันไฟฟ้า-พลังงาน (พลังงานเฉพาะ) เส้นโค้งแรงดันไฟฟ้า-SOC และอื่นๆ

(1) กราฟแรงดัน-เวลาและกระแส

รูปที่ 9 เส้นโค้งเวลาแรงดันและเวลาปัจจุบัน

(2) กราฟแรงดันไฟฟ้า-ความจุ

รูปที่ 10 กราฟแรงดันไฟฟ้า-ความจุ

(3) กราฟแรงดันไฟฟ้า-พลังงาน

รูปที่ 11 กราฟแรงดันไฟฟ้า-พลังงาน

[เอกสารอ้างอิง]

• วังเจ้า และคณะ การเปรียบเทียบลักษณะประจุและคายประจุของพลังงานกระแสคงที่และพลังงานคงที่ในอุปกรณ์กักเก็บพลังงานไฟฟ้าเคมี [J] วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีการเก็บพลังงาน2017(06)：1313-1320
• Eom KS，Joshi T，Bordes A，et al.การออกแบบแบตเตอรี่เซลล์เต็ม Li-ion โดยใช้นาโนซิลิคอนและนาโนคอมโพสิตกราฟีนหลายชั้นแอโนด[J]
• กัว จี้เผิง และคณะ การเปรียบเทียบลักษณะการทดสอบพลังงานกระแสคงที่และพลังงานคงที่ของแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต [J] แบตเตอรี่สำรอง2017(03)：109-115
• Marinaro M，Yoon D，Gabrielli G，et al.ประสิทธิภาพสูง 1.2 Ah Si-alloy/Graphite|LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2 ต้นแบบ แบตเตอรี่ Li-ion[J].วารสารแหล่งพลังงาน.2017(ภาคผนวก C):357-188.