AC动力锂离子电池快速充电策略

写在可持续性从中国,一组科学家报告了一个快速充电策略使用AC动力锂离子电池的方法,改善了当前的充电策略。

研究:一种新型直粱在低温锂离子动力电池快速充电技术。图片来源:GzP_Design / Shutterstock.com

锂离子电池

随着社会迅速除去碳素和划破,迫切需要可靠的能源存储设备,可以满足当前技术的严格要求和减轻气候变化引起的问题。锂离子电池中使用大量的电子设备。核心技术在电动汽车由于其增强的能量密度、可靠性和耐久性。

然而,有一些缺点与锂离子电池,特别是在低温条件。这些设备可能会遭遇弱电解质的离子电导率,对SEI膜弱导电性,化学反应速率较低。此外,他们可以体验慢充电由于低离子在石墨粒子的扩散系数作为阳极。yabo214

在较低温度下另一个关键问题是锂离子充电周期期间的积累和形成的锂金属电池的负表面。长期树突增长可以导致严重的设备损坏,影响电池的寿命,造成潜在的安全问题。

BTS600和热室。图片来源:郭,s . et al .,可持续性

当前低温电池充电策略

需要一个可靠的低温快速充电策略来提高效率,锂离子电池的耐用性和可靠性。研究人员已经开发出了几种策略近年来,它们使用内部和外部的加热。

外部加热策略包括液体和热空气等使用方法提供必要的温度。然而,这些方法受到几个缺点。温度分布不均匀,加热率低,效率低所有阻碍的广泛使用外部加热的方法。

由于这些方法所带来的挑战,已经有越来越多的研究兴趣的方法,使用内部加热实现快速和可靠的低温充电。常见的策略包括脉冲加热,自动加热方法和对流供暖。

AC逆变器。图片来源:郭,s . et al .,可持续性

这项研究

本文提出了一种新颖的策略快速、低温充电的锂离子电池。该方法克服负面影响,否则限制电池的效率和可靠性,当在这些条件下。

策略有助于满足要求的电池充电过程中实现足够的温度上升。作者通过调查获得的最优参数充电率和频率选择。此外,该方法定量的容量和充电效率的损失相比CCCV充电目前使用的方法。

在研究中,热室被选为外部的温度条件。电池的容量被BTS 600校准机器。逆变器提供交流电源充电,电池充放电过程由计算机控制,也记录了数据进行分析。温度、电压和电流传感器实时监控和信息提供。

外部环境温度为0^oC和5^oC被用于测试室温度效应进行评估,与电池2小时,以确保电池的温度达到了环境温度。CCCV和AC-incentive充电策略被评估在不同SOC和温度。

电池被指控使用CCCV充电SOC指定点,随后使用试验箱温度调整执行。2小时后,电池温度达到要求。电池被指控使用这两种策略所需的电压。在实验过程中,温度、电流和电压测量。

充电的情况下的电压变化从0% SOC在0°C和5°C,分别。图片来源:郭,s . et al .,可持续性

研究结果

实验观测证实AC-incentive战略是否适合低温快速充电。AC-incentive策略满足所需的电荷值比CCCV方法快20%。此外,作者观察到的脉动电压上升AC-incentive策略,导致更快的温度上升。

AC-incentive策略的平均气温上升2 - 4^oC相比CCCV策略。因此,作者得出结论,AC策略可以显著减少所需的时间充电锂离子电池在低温条件下。在所有温度和SOC条件评估研究,充电时间是使用AC策略显著降低。

总之

本文展示了使用AC-incentive策略的优点快速低温锂离子充电。在所有测试条件下,AC策略是更有效的比CCCV充电策略。

作者指出,未来的工作将涉及评估提出了策略的实际应用在低温条件下使用电动汽车充电。

进一步的阅读

郭,s . et al。(2022)小说直粱在低温锂离子动力电池快速充电技术可持续性14(11)6544[网络]mdpi.com。可以在:https://www.mdpi.com/2071-1050/14/11/6544

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