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 elettriche ad 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 ciascuna batteria. Una scarsa coerenza ridurrà 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 uniforme presenterà una notevole differenza nello stato di carica (SOC) dopo un periodo di stoccaggio, il che ne influirà notevolmente sulla capacità e sulla 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 interna di elettroni causata dalla conduzione locale di elettroni nell'elettrolita o da altri cortocircuiti interni.
b. Perdite elettriche esterne dovute a un isolamento inadeguato 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 o la resistenza tra l'elettrodo e il collettore di corrente aumenta.
Influenza dell'autoscarica
L'autoscarica provoca una diminuzione della capacità durante lo stoccaggio.Alcuni problemi tipici causati da un'autoscarica eccessiva:
1. L'auto è rimasta parcheggiata per troppo tempo e non può essere avviata;
2. Prima che la batteria venga riposta in magazzino, 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 comporta un aumento delle differenze SOC tra le batterie e 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 sarà diverso dopo lo stoccaggio, con conseguente riduzione delle prestazioni. I clienti possono spesso riscontrare un calo delle prestazioni dopo aver ricevuto un pacco batteria che è stato conservato per un certo periodo di tempo. Quando la differenza del 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?
Semplicemente, dobbiamo solo bilanciare la potenza della batteria e trasferire l'energia della 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 bassa. Questo metodo di equalizzazione ha un'elevata efficienza e può essere equalizzato sia in stato di carica che di scarica. La sua corrente di equalizzazione è decine di volte maggiore della corrente di equalizzazione passiva, generalmente compresa tra 1A e 10A.
Data di pubblicazione: 17-06-2023
