Attualmente, le batterie al litio sono sempre più utilizzate in vari dispositivi digitali come notebook, fotocamere digitali e videocamere digitali. Inoltre, hanno ampie prospettive di impiego anche in automobili, stazioni base per telefonia mobile e centrali di accumulo di energia. In questo caso, l'uso delle batterie non avviene più in modo isolato, come nei telefoni cellulari, ma piuttosto sotto forma di pacchi batteria in serie o in parallelo.
La capacità e la durata del pacco batteria non sono legate solo a ogni singola batteria, ma anche alla coerenza tra le singole batterie. Una scarsa coerenza riduce notevolmente le prestazioni del pacco batteria. La coerenza dell'autoscarica è un fattore importante tra i fattori che influenzano la capacità e la sicurezza. Una batteria con un'autoscarica non costante presenterà una notevole differenza nello stato di carica (SOC) dopo un periodo di inutilizzo, il che ne comprometterà notevolmente la capacità e la sicurezza.
Perché si verifica l'autoscarica?
Quando la batteria è aperta, la reazione sopra descritta non si verifica, ma la potenza diminuisce comunque, principalmente a causa dell'autoscarica della batteria. Le principali cause dell'autoscarica sono:
a. Perdita di elettroni interna causata dalla conduzione locale degli elettroni nell'elettrolita o da altri cortocircuiti interni.
b. Dispersione elettrica esterna dovuta a un cattivo isolamento delle guarnizioni o dei sigilli della batteria o a una resistenza insufficiente tra i gusci di piombo esterni (conduttori esterni, umidità).
c. Reazioni elettrodo/elettrolita, come la corrosione dell'anodo o la riduzione del catodo dovuta all'elettrolita, alle impurità.
d. Decomposizione parziale del materiale attivo dell'elettrodo.
e. Passivazione degli elettrodi dovuta ai prodotti di decomposizione (insolubili e gas adsorbiti).
f. L'elettrodo è usurato meccanicamente oppure la resistenza tra l'elettrodo e il collettore di corrente aumenta.
Influenza dell'autoscarica
L'autoscarica provoca una perdita di capacità durante lo stoccaggio.Alcuni problemi tipici causati dall'eccessiva autoscarica:
1. L'auto è rimasta parcheggiata per troppo tempo e non può essere avviata;
2. Prima che la batteria venga immagazzinata, la tensione e altri parametri sono normali e al momento della spedizione si riscontra che la tensione è bassa o addirittura nulla;
3. In estate, se il GPS dell'auto viene posizionato sull'auto, la potenza o il tempo di utilizzo saranno ovviamente insufficienti dopo un certo periodo di tempo, anche con la batteria gonfia
L'autoscarica porta ad un aumento delle differenze SOC tra le batterie e ad una riduzione della capacità del pacco batteria
A causa dell'autoscarica non uniforme della batteria, il SOC (stato di carica) della batteria nel pacco batteria varia dopo lo stoccaggio, con conseguente riduzione delle prestazioni. I clienti riscontrano spesso un calo delle prestazioni dopo aver ricevuto un pacco batteria che è stato stoccato per un certo periodo di tempo. Quando la differenza di SOC raggiunge circa il 20%, la capacità della batteria combinata è solo del 60%~70%.
Come risolvere il problema delle grandi differenze di SOC causate dall'autoscarica?
In parole povere, dobbiamo solo bilanciare la potenza della batteria e trasferire l'energia dalla cella ad alto voltaggio a quella a basso voltaggio. Attualmente esistono due metodi: bilanciamento passivo e bilanciamento attivo.
L'equalizzazione passiva consiste nel collegare una resistenza di bilanciamento in parallelo a ciascuna cella della batteria. Quando una cella raggiunge in anticipo una sovratensione, la batteria può comunque essere caricata e caricare altre batterie a bassa tensione. L'efficienza di questo metodo di equalizzazione non è elevata e l'energia persa viene dissipata sotto forma di calore. L'equalizzazione deve essere eseguita in modalità di carica e la corrente di equalizzazione è generalmente compresa tra 30 mA e 100 mA.
Equalizzatore attivoGeneralmente bilancia la batteria trasferendo energia e trasferendo l'energia delle celle con tensione eccessiva ad alcune celle con tensione inferiore. Questo metodo di equalizzazione ha un'elevata efficienza e può essere equalizzato sia in carica che in scarica. La sua corrente di equalizzazione è decine di volte superiore a quella dell'equalizzazione passiva, generalmente compresa tra 1 e 10 A.
Data di pubblicazione: 17-06-2023
