Lithiumbatterien finden heute zunehmend Verwendung in verschiedenen digitalen Geräten wie Notebooks, Digitalkameras und digitalen Videokameras. Darüber hinaus bieten sie auch in Automobilen, Mobilfunkstationen und Energiespeicherkraftwerken breite Anwendungsmöglichkeiten. Dabei kommen Batterien nicht mehr einzeln zum Einsatz wie in Mobiltelefonen, sondern eher in Form von Reihen- oder Parallelbatteriesätzen.
Kapazität und Lebensdauer eines Akkus hängen nicht nur von der jeweiligen Batterie ab, sondern auch von deren Konsistenz. Eine mangelnde Konsistenz beeinträchtigt die Leistung des Akkus erheblich. Die Konsistenz der Selbstentladung ist ein wichtiger Einflussfaktor. Ein Akku mit inkonsistenter Selbstentladung weist nach einer gewissen Lagerzeit einen großen Unterschied im Ladezustand auf, was seine Kapazität und Sicherheit erheblich beeinträchtigt.
Warum kommt es zur Selbstentladung?
Bei geöffneter Batterie tritt die oben beschriebene Reaktion nicht auf, die Leistung nimmt jedoch weiterhin ab. Dies ist hauptsächlich auf die Selbstentladung der Batterie zurückzuführen. Die Hauptgründe für die Selbstentladung sind:
a. Interner Elektronenleckage, verursacht durch lokale Elektronenleitung des Elektrolyten oder andere interne Kurzschlüsse.
b. Externer elektrischer Leckstrom aufgrund mangelhafter Isolierung der Batteriedichtungen oder Dichtungsringe oder unzureichendem Widerstand zwischen den äußeren Bleihüllen (externe Leiter, Feuchtigkeit).
c. Elektroden-/Elektrolytreaktionen, wie Korrosion der Anode oder Reduktion der Kathode aufgrund von Elektrolytverunreinigungen.
d. Teilweise Zersetzung des aktiven Elektrodenmaterials.
e. Passivierung der Elektroden durch Zersetzungsprodukte (unlösliche Stoffe und adsorbierte Gase).
f. Die Elektrode ist mechanisch abgenutzt oder der Widerstand zwischen Elektrode und Stromkollektor wird größer.
Einfluss der Selbstentladung
Durch die Selbstentladung kommt es während der Lagerung zu einem Kapazitätsabfall.Einige typische Probleme, die durch übermäßige Selbstentladung verursacht werden:
1. Das Auto wurde zu lange geparkt und kann nicht gestartet werden;
2. Bevor die Batterie eingelagert wird, sind die Spannung und andere Dinge normal, und es stellt sich heraus, dass die Spannung beim Versand niedrig oder sogar null ist.
3. Im Sommer, wenn das Auto-GPS im Auto installiert ist, wird die Leistung oder Nutzungsdauer nach einer gewissen Zeit offensichtlich unzureichend sein, selbst wenn die Batterie voll ist
Selbstentladung führt zu größeren Ladezustandsunterschieden zwischen Batterien und verringerter Batteriepackkapazität
Aufgrund der ungleichmäßigen Selbstentladung des Akkus ändert sich der Ladezustand des Akkus nach der Lagerung, und die Leistung des Akkus nimmt ab. Kunden stellen häufig Leistungseinbußen fest, nachdem sie einen Akku erhalten haben, der längere Zeit gelagert wurde. Wenn der Ladezustandsunterschied etwa 20 % erreicht,, die Kapazität der kombinierten Batterie beträgt nur 60 % bis 70 %.
Wie lässt sich das Problem großer SOC-Unterschiede aufgrund der Selbstentladung lösen?
Wir müssen lediglich die Batterieleistung ausgleichen und die Energie der Hochspannungszelle auf die Niederspannungszelle übertragen. Derzeit gibt es zwei Möglichkeiten: passives Balancing und aktives Balancing.
Beim passiven Ausgleich wird jeder Batteriezelle ein Ausgleichswiderstand parallel geschaltet. Wenn eine Zelle im Voraus eine Überspannung erreicht, kann die Batterie weiterhin geladen werden und andere Niederspannungsbatterien aufladen. Der Wirkungsgrad dieser Ausgleichsmethode ist nicht hoch, und die verlorene Energie geht in Form von Wärme verloren. Der Ausgleich muss im Lademodus durchgeführt werden, und der Ausgleichsstrom beträgt in der Regel 30 mA bis 100 mA.
Aktiver EqualizerGleicht die Batterie im Allgemeinen durch Energieübertragung aus und überträgt die Energie der Zellen mit Überspannung auf einige Zellen mit Unterspannung. Diese Ausgleichsmethode ist hocheffizient und kann sowohl im Lade- als auch im Entladezustand ausgeglichen werden. Der Ausgleichsstrom ist zehnmal höher als der passive Ausgleichsstrom und liegt im Allgemeinen zwischen 1A und 10A.
Veröffentlichungszeit: 17. Juni 2023
