Ein vorläufiges Verständnis der „ Plattformspannung “ von Lithiumbatte

Ein vorläufiges Verständnis der „ Plattformspannung “ von Lithiumbatterien

Einführung

In modernen elektronischen Geräten und Energiespeichersystemen sind Lithiumbatterien aufgrund ihrer hohen Energiedichte, langen Lebensdauer und relativ geringen Selbstentladungsrate zur bevorzugten Stromversorgungslösung geworden. Die Leistung von Lithiumbatterien kann auf viele Arten bewertet werden, wobei die Plateauspannung ein Schlüsselindikator ist.

In diesem Artikel werden das Konzept der Plattformspannung, die Hauptfaktoren, die ihre Stabilität und Höhe beeinflussen, sowie die Eigenschaften der Plattformspannung erläutert. Darüber hinaus wird die Entladerate erörtert, ein Parameter, der eng mit der Plattformspannung zusammenhängt. Außerdem wird auf das Wesentliche der Entladeplattform von Lithiumbatterien eingegangen und die wissenschaftlichen Prinzipien der Spannungsleistung erläutert, wenn elektrochemische Reaktionen ein dynamisches Gleichgewicht erreichen.

1. Das Konzept der Plattformspannung

Ein Plateau in einer Batterie bedeutet im Wesentlichen, dass die Lade-/Entladekurve der Batterie ein Plateau (flach) ist. Beispielsweise weist die Lade-/Entladekurve einer Lithium-Ionen-Batterie, die Lithiumeisenphosphat als positives Elektrodenmaterial (aktives Material der positiven Elektrode) und Graphit als negatives Elektrodenmaterial verwendet, einen Plateaubereich auf.

Der Entladevorgang einer vollständig geladenen Lithiumbatterie umfasst normalerweise drei Phasen: den anfänglichen Spannungsabfall, die anschließende stabile Periode (Plateauperiode) und den endgültigen Spannungsabfall. Von diesen drei Phasen ist die stabile Periode die längste. Je länger sie dauert, desto höher ist die Entladeplattform der Batterie, die normalerweise eng mit dem Herstellungsprozess der Batterie zusammenhängt.

2.Haupteinflussfaktoren :

Bei ternären Lithiumbatterien unterbrechen Sie den Ladevorgang unter konstanten Spannungsbedingungen, wenn die Spannung 4,2 V erreicht und der Strom weniger als 0,01 C beträgt, und lassen Sie ihn dann 10 Minuten lang stehen. Bei jeder Entladestromrate ist die Entladezeit ein wichtiger Indikator für die Batteriequalität, wenn die Batterie auf 3,7 V entladen ist. Streben Sie jedoch nicht blind nach einer hohen Plattform. Manchmal ist die Plattformspannung hoch, aber die Kapazität ist reduziert, da die Plattformspannung unter unterschiedlichen Ratenbedingungen unterschiedlich ist.

Herstellungsprozess der Batterie: Verschiedene Hersteller von Lithiumbatterien haben unterschiedliche Marktpositionierungen und technische Prozessmittel, was zu Unterschieden bei der kontrollierten Entladeplattform führt und somit die Qualität der Batterie beeinträchtigt.

Batteriematerialien: Die Eigenschaften des positiven Elektrodenmaterials wirken sich direkt auf das Entladungsplattformphänomen aus. Beispielsweise ändert sich das Potenzial von Festlösungsmaterialien wie Lithiumkobaltoxid kaum mit der Lithiumionenkonzentration, während Materialien wie Lithiumeisenphosphat, die durch Phasenwechsel eine Zweiphasenstruktur bilden, während des Ladens und Entladens einen klaren Plattformbereich aufweisen.

Lade- und Entladerate: Die Entladerate beeinflusst die Spannungsänderung während der Batterieentladung. Je höher die Entladerate, desto niedriger kann die Entladespannungsplattform der Batterie sein.

3. Eigenschaften der Plattformspannung

Stabilität: Die Plattformspannung ist der stabilste Teil der Batteriespannungskurve. Beim Laden bleibt die Batteriespannung im Plattformstadium stabil; beim Entladen ist die Batteriespannung im Plattformstadium ebenfalls relativ stabil.

Typischer Wert: Verschiedene Arten von Lithiumbatterien (wie Lithiumkobaltoxid, Lithiumeisenphosphat, Nickelkobaltaluminium usw.) haben unterschiedliche typische Plattformspannungen. Beispielsweise beträgt die Ladeplattformspannung von Lithiumkobaltoxidbatterien normalerweise etwa 4,2 V, während die von Lithiumeisenphosphatbatterien etwa 3,2 V beträgt.

4. Entladeleistung

Die Entladerate (F) ist ein Parameter, der die Lade- und Entladegeschwindigkeit einer Batterie beschreibt. Sie wird als „N-Stunden-Lade- (Entlade-) Rate“ definiert und wird normalerweise verwendet, um anzugeben, wie lange es dauert, bis eine Batterie vollständig geladen oder entladen ist. Wenn die Batteriekapazität beispielsweise 2200 mAh beträgt und sie mit einem Strom von 0,1 C geladen wird, dann ist der Ladestrom I = 2200 mAh × 0,1 C = 220 mA

5. Die Art der Entladeplattform für Lithiumbatterien

Das Plattformphänomen der Entladespannung von Lithiumbatterien ist im Wesentlichen die Spannungsleistung, wenn die elektrochemische Reaktion ein dynamisches Gleichgewicht erreicht. Dieser Gleichgewichtspunkt ist die Differenz zwischen dem Standardpotential und dem Polarisationspotential. Die Eigenschaften des positiven Elektrodenmaterials wirken sich direkt auf dieses Phänomen aus. Beispielsweise ändert sich das Potential von Festlösungsmaterialien wie Lithiumkobaltoxid leicht mit der Lithiumionenkonzentration. Obwohl es wie eine Plattform aussieht, ist es tatsächlich nur annähernd. Die echte Plattform ist ein Material wie Lithiumeisenphosphat, das durch Phasenwechsel und nicht durch Löslichkeitsänderung eine zweiphasige Struktur bildet. Diese Eigenschaft sorgt dafür, dass beim Laden und Entladen ein klarer Plattformbereich angezeigt wird.

Abschließend

Als wichtiger Indikator für die Entladeeigenschaften von Lithiumbatterien stehen die Stabilität und Höhe der Plattformspannung in direktem Zusammenhang mit der Leistung und dem Herstellungsprozess der Batterie. Das Verständnis der Eigenschaften der Plattformspannung und des Konzepts der Entladerate ist für die Konstruktion, Verwendung und Wartung von Lithiumbatterien von großer Bedeutung. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Batterietechnologie wird eine eingehende Erforschung dieser grundlegenden Eigenschaften dazu beitragen, die Entwicklung effizienterer und sichererer Batteriesysteme voranzutreiben.