كمورد لبطاريات الليثيوم NCM ، شاهدت بشكل مباشر كيف يمكن أن يكون لخوارزميات شحن مختلفة تأثير كبير على هذه القوى. بطاريات الليثيوم NCM موجودة في كل مكان هذه الأيام ، من هواتفنا الذكية إلى السيارات الكهربائية. إنها شائعة للغاية لأنها توفر كثافة عالية للطاقة ، وحياة طويلة للدورة ، وأداء السلامة الجيد نسبيًا. لكن الطريقة التي نتقاضاها يمكن أن تصنع أو كسر أدائها وعمرهم.
لنبدأ بخوارزمية الشحن الأساسية: التيار الثابت - الجهد الثابت (CC - CV). هذا مثل المدرسة القديمة ، التي تمت تجربتها - و - الطريقة الحقيقية. في مرحلة CC ، نضخ تيارًا ثابتًا في البطارية. إنه مثل ملء دلو بالماء بمعدل ثابت. هذا رائع في البداية لأن البطارية يمكن أن تمتص الشحن بسرعة. ولكن مع اقتراب البطارية من كامل ، نتحول إلى مرحلة السيرة الذاتية. هنا ، نحافظ على ثابت الجهد ، والتيار يتناقص تدريجياً. إنه مثل إبطاء تدفق المياه حيث يقترب الدلو من الحافة لتجنب الانسكابات.
خوارزمية CC - CV بسيطة وسهلة التنفيذ ، وهذا هو السبب في أنها شائعة للغاية. ولكن لديها عيوبها. إذا كان تيار الشحن في مرحلة CC مرتفعًا جدًا ، فقد يتسبب ذلك في طلاء الليثيوم على أنود بطارية NCM. طلاء الليثيوم هو أخبار سيئة. يمكن أن يقلل من سعة البطارية بمرور الوقت وحتى تشكل مخاطر السلامة لأنه يمكن أن يخلق دوائر قصيرة داخل البطارية. من ناحية أخرى ، إذا كان تيار الشحن منخفضًا جدًا ، فستستغرق عملية الشحن إلى الأبد ، وهو أمر إزعاج كبير ، خاصة بالنسبة لأصحاب السيارات الكهربائية الذين هم دائمًا في عجلة من أمرهم للعودة إلى الطريق.
خوارزمية شحن أخرى تكتسب شعبية هي خوارزمية التيار الثابت (MCC) متعدد المراحل. بدلاً من مرحلة تيار ثابتة واحدة فقط تليها مرحلة الجهد الثابتة ، تستخدم خوارزمية MCC مستويات تيار ثابتة متعددة. نبدأ بتيار مرتفع نسبيًا لشحن البطارية بسرعة إلى مستوى معين ، ثم نقوم بتخفيض التيار تدريجياً في المراحل. هذا النهج أكثر تطوراً قليلاً من طريقة CC - CV.
تتمثل ميزة خوارزمية MCC في أنها يمكن أن تتكيف بشكل أفضل مع حالة الشحن للبطارية. من خلال تقليل التيار في الوقت المناسب ، يمكننا تجنب طلاء الليثيوم إلى حد ما. كما يسمح بوقت شحن بشكل عام أسرع مقارنة بنهج CC - CV المحافظ للغاية. ومع ذلك ، فإن تنفيذ خوارزمية MCC يتطلب أنظمة إدارة بطارية أكثر تعقيدًا (BMS). تحتاج هذه BMS إلى مراقبة حالة الشحن ودرجة الحرارة والمعلمات الأخرى بدقة لتحديد وقت التبديل بين المستويات الحالية المختلفة.
ثم هناك خوارزمية شحن النبض. هذا واحد مختلف بعض الشيء. بدلاً من التدفق المستمر للتيار ، نرسل نبضات قصيرة من الشحن الحالي - إلى البطارية ، تليها فترات من الراحة. إنه مثل إعطاء البطارية سلسلة من تعزيزات الطاقة السريعة ومن ثم السماح لها بالإنفاذ.
شحن النبض لديه بعض الفوائد المحتملة. تتيح فترات الباقي للأيونات الموجودة داخل البطارية إعادة توزيعها بالتساوي ، مما يمكن أن يحسن أداء البطارية ويقلل من خطر طلاء الليثيوم. يمكن أن يساعد أيضًا في تحطيم أي طبقات تخميل قد تتشكل على الأقطاب مع مرور الوقت. لكن خوارزمية شحن النبض لا تزال جديدة نسبيًا ، وهناك بعض التحديات. يعد الحصول على معلمات النبض الصحيحة ، مثل عرض النبض ، والتردد ، والسعة ، أمرًا بالغ الأهمية. إذا لم يتم ضبط هذه المعلمات بشكل صحيح ، فقد لا يتم شحن البطارية بكفاءة ، أو يمكن أن تتلف.
الآن ، دعنا نتحدث عن كيفية تأثير خوارزميات الشحن المختلفة هذه على عمر بطاريات الليثيوم NCM. عادة ما يتم قياس عمر البطارية من حيث عدد شحنات - دورات التفريغ التي يمكن أن تمر بها قبل انخفاض قدرتها إلى مستوى معين ، على سبيل المثال 80 ٪ من قدرتها الأصلية.
يمكن أن تؤدي خوارزمية CC - CV ، إن لم يكن تحسينها بشكل صحيح ، إلى عمر أقصر. كما ذكرت سابقًا ، فإن طلاء الليثيوم الناجم عن التيارات الشحن العالية يمكن أن يؤدي إلى تحطيم البطارية بمرور الوقت. أيضًا ، يمكن أن يتسبب إجهاد الجهد العالي أثناء مرحلة السيرة الذاتية في أن يتحلل المنحل بالكهرباء في البطارية ، مما يقلل من سعة البطارية وأداءها.
يمكن لخوارزمية MCC ، عند تنفيذها جيدًا ، تمديد عمر البطارية. من خلال ضبط تيار الشحن وفقًا لحالة الشحن للبطارية ، يمكننا تقليل الضغط على البطارية وتقليل تكوين طلاء الليثيوم وتحلل الإلكتروليت.
شحن النبض لديه أيضا القدرة على زيادة عمر البطارية. تمنح فترات الراحة في شحن النبض الفرصة للبطارية للاسترداد ، والتي يمكن أن تبطئ عملية التحلل. ولكن مرة أخرى ، هذا يعتمد على الحصول على معلمات النبض بشكل صحيح.
بالإضافة إلى العمر ، تؤثر خوارزميات الشحن أيضًا على سلامة بطاريات الليثيوم NCM. إن طلاء الليثيوم ، كما قلت من قبل ، هو مصدر قلق كبير للسلامة. يمكن أن يؤدي إلى دوائر قصيرة داخلية قصيرة ، والتي يمكن أن تتسبب في ارتفاع درجة حرارة البطارية ، أو تطفو النار ، أو حتى تنفجر. تحتاج خوارزمية CC - CV ، مع إمكانية الشحن الحالي المرتفع ، إلى التحكم بعناية لتجنب مخاطر السلامة هذه. يمكن أن تقلل خوارزميات شحن MCC و Pulse ، مع استراتيجيات الشحن الأكثر ذكاءً ، من خطر طلاء الليثيوم وتحسين السلامة الكلية للبطارية.
إذا كنت في السوق لبطاريات الليثيوم عالية الجودة NCM ، فقد تكون مهتمًا أيضًا بمنتجاتنا الأخرى. نحن نقدم مجموعة من بطاريات ليثيوم - أيون مختلفة ، مثلبطارية فوسفات الحديد الليثيوم مربعوبطارية الليثيوم البوليمري الثلاثي، وبطارية الليثيوم الاتصالات. كل من هذه البطاريات لها ميزات وتطبيقات فريدة من نوعها.
كمورد ، أفهم أن اختيار البطارية المناسبة وشحن خوارزمية الشحن أمر بالغ الأهمية لتلبية احتياجاتك الشخصية أو الشخصية. لهذا السبب نحن هنا للمساعدة. لدينا فريق من الخبراء الذين يمكنهم تزويدك بمعلومات مفصلة حول منتجاتنا ومساعدتك على تحديد أفضل خوارزمية شحن لتطبيق بطارية الليثيوم NCM المحددة. سواء كنت تبحث عن بطارية لسيارتك الكهربائية أو جهاز محمول أو نظام اتصالات ، فقد قمنا بتغطيتك.
إذا كنت مهتمًا بمعرفة المزيد عن بطاريات الليثيوم NCM أو لديك أي أسئلة حول خوارزميات الشحن ، فلا تتردد في التواصل. يسعدنا دائمًا إجراء دردشة ومناقشة كيف يمكننا تلبية متطلبات البطارية الخاصة بك. دعنا نعمل معًا للعثور على الحل الأمثل لاحتياجات الطاقة الخاصة بك.
مراجع
- Chen ، X. ، & Lin ، D. (2018). بطاريات الليثيوم القابلة لإعادة الشحن المتقدمة: من الأساسيات إلى التطبيقات. جون وايلي وأولاده.
- Tarascon ، JM ، & Armand ، M. (2001). القضايا والتحديات التي تواجه بطاريات الليثيوم القابلة لإعادة الشحن. الطبيعة ، 414 (6861) ، 359 - 367.
- Goodenough ، JB ، & Kim ، Y. (2010). تحديات لبطاريات LI القابلة لإعادة الشحن. كيمياء المواد ، 22 (3) ، 587 - 603.