الملخص: في هذا البحث، تم تقديم طريقة تحليل منحنى الشحن والتفريغ لبطارية الليثيوم بالتفصيل، بما في ذلك كفاءة الشحن وخصائص التفريغ وتقييم السعة وتقييم المقاومة الداخلية وتقييم دورة الحياة. من خلال تفسير منحنى الشحن والتفريغ، يمكن فهم أداء وخصائص بطاريات الليثيوم بعمق، مما يوفر أساسًا مهمًا لاختيار البطاريات واستخدامها وتحسينها.

I. مقدمة

يعد أداء بطاريات الليثيوم أمرًا بالغ الأهمية لتشغيل الأجهزة الإلكترونية والأدوات الكهربائية المختلفة. يعد منحنى الشحن والتفريغ أحد الوسائل المهمة لتقييم أداء بطاريات الليثيوم، والذي يمكن أن يعكس بشكل مباشر تغيرات الجهد والتيار في عملية الشحن والتفريغ. ومن خلال تحليل منحنى الشحن والتفريغ، يمكن الحصول على معلومات حول سعة البطارية والمقاومة الداخلية والكفاءة والمعلمات الرئيسية الأخرى، والتي يمكن أن توفر إرشادات لتحسين تصميم البطارية وتحسين أداء البطارية.

ثانيا، تحليل منحنى شحن بطارية الليثيوم

منحنى الشحن والتفريغ لبطارية الليثيوم هو العلاقة بين الجهد الكهربي وقدرة التفريغ للبطارية، وكذلك منحنى السعة المتبقية SOC. أثناء عملية شحن بطارية الليثيوم، يرتفع الجهد تدريجيًا وينخفض ​​التيار تدريجيًا. يعكس ميل منحنى الشحن سرعة الشحن، وكلما زاد المنحدر، زادت سرعة الشحن. وفي الوقت نفسه، تشير منطقة المنصة في منحنى الشحن إلى أن البطارية ممتلئة، وعند هذه النقطة يميل الجهد إلى الاستقرار.
1. تحليل كفاءة الشحن: تعد كفاءة الشحن مؤشرًا مهمًا لقياس أداء شحن البطارية. تعني كفاءة الشحن الأعلى أن البطارية يمكنها تحويل الطاقة الكهربائية الواردة بكفاءة أكبر إلى طاقة كيميائية للتخزين. ومن خلال مقارنة سعة الشحن الفعلية مع سعة الشحن النظرية لمنحنى الشحن، يمكن تقييم كفاءة الشحن. بالإضافة إلى ذلك، يمكن ملاحظة فقدان الطاقة أثناء الشحن لإيجاد طرق لتحسين كفاءة الشحن.
2. جهد إنهاء الشحن: يشير جهد إنهاء الشحن إلى قيمة الجهد عندما تكون البطارية ممتلئة. يمكن أن يؤدي ضبط جهد إنهاء الشحن بشكل صحيح إلى تجنب الشحن الزائد وإطالة عمر البطارية. ومن خلال تحليل منحنى الشحن، يتم تحديد جهد إنهاء الشحن المناسب لضمان شحن البطارية ضمن النطاق الآمن.

ثالثا، تحليل منحنى تفريغ بطارية الليثيوم

أثناء عملية التفريغ، ينخفض ​​الجهد تدريجيًا وينخفض ​​التيار أيضًا. يمكن أيضًا أن يوفر شكل منحنى التفريغ وانحداره معلومات مهمة حول أداء البطارية.

1. تقييم خصائص التفريغ: يمكن أن يعكس ميل منحنى التفريغ أداء تفريغ البطارية. يشير منحنى التفريغ المسطح عادةً إلى أن البطارية تتمتع باستقرار تفريغ جيد ويمكنها توفير خرج طاقة ثابت. بالإضافة إلى ذلك، من خلال مراقبة منطقة منصة منحنى التفريغ، يمكن فهم تغيرات جهد البطارية عند أعماق التفريغ المختلفة ويمكن تقييم قدرة تفريغ البطارية.

الجهد يختلف مع درجات حرارة مختلفة

2. تقييم سعة التفريغ: تتناسب مساحة منحنى التفريغ مع وقت التفريغ، لذلك يمكن تقييم سعة تفريغ البطارية عن طريق حساب المساحة الموجودة أسفل المنحنى. يؤثر حجم سعة التفريغ بشكل مباشر على وقت استخدام البطارية وقوة تحملها.

3. المقاومة الداخلية: المقاومة الداخلية هي المقاومة الموجودة داخل البطارية والتي ستؤثر على خصائص التفريغ. ستؤدي المقاومة الداخلية الأعلى إلى انخفاض أسرع في الجهد وانخفاض طاقة التفريغ. ومن خلال تحليل منحنى التفريغ يمكن تقدير المقاومة الداخلية للبطارية وتقييم تأثيرها على أداء البطارية.

رابعا، تقييم القدرات

تشير سعة بطارية الليثيوم إلى مقدار الشحن الذي يمكن للبطارية تخزينه، ويتم التعبير عنه عادةً بالمللي أمبير/ساعة (mAh) أو أمبير/ساعة (Ah). ومن خلال دمج منحنى الشحن والتفريغ، يمكن حساب السعة الفعلية للبطارية. وفي الوقت نفسه، يمكن أيضًا إجراء اختبارات دورة الشحن والتفريغ المتعددة لمراقبة توهين القدرة لتقييم دورة حياة البطارية.
الخامس. تقييم المقاومة الداخلية

المقاومة الداخلية هي المقاومة الموجودة داخل البطارية والتي تؤثر على أداء الشحن والتفريغ وكفاءة البطارية. تساعد المقاومة الداخلية الأصغر على تحسين كفاءة التفريغ وإخراج الطاقة للبطارية. يمكن تقدير المقاومة الداخلية للبطارية من خلال تحليل العلاقة بين الجهد والتيار في منحنى الشحن والتفريغ. بالإضافة إلى ذلك، يرتبط حجم المقاومة الداخلية أيضًا بالحالة الصحية للبطارية، لذلك يمكن أيضًا استخدام تقييم المقاومة الداخلية لتشخيص أعطال البطارية.

السادس. تقييم دورة الحياة
تشير دورة الحياة إلى قدرة البطارية على الحفاظ على أداء معين بعد دورات شحن وتفريغ متعددة. يمكن تقييم عمر دورة البطارية من خلال ملاحظة التغير في منحنى الشحن والتفريغ لدورات متعددة. إذا ظل شكل المنحنى وخصائصه مستقرًا نسبيًا بعد دورات متعددة، فهذا يشير إلى أن البطارية تتمتع بدورة حياة جيدة. وفي الوقت نفسه، يمكن أيضًا تحليل اضمحلال السعة أثناء الدورة للتنبؤ بعمر خدمة البطارية.

سابعا. ملخص

منحنى الشحن والتفريغ لبطارية الليثيوم هو العلاقة بين الجهد الكهربي وقدرة التفريغ للبطارية، وكذلك منحنى السعة المتبقية SOC، وهو وسيلة مهمة لتحليل وتقييم أداء البطارية بشكل أفضل. ومن خلال تحليل كفاءة الشحن وخصائص التفريغ والسعة والمقاومة الداخلية وعمر الدورة، يمكن فهم أداء البطارية بشكل كامل. تعتبر طريقة التحليل هذه ذات أهمية كبيرة لتحسين تصميم البطارية ومراقبة الجودة واختيار التطبيق. في التطبيقات العملية، جنبًا إلى جنب مع مجموعة متنوعة من وسائل الاختبار وطرق تحليل البيانات، يمكن تقييم أداء بطاريات الليثيوم بشكل أكثر دقة، ويمكن ضمان التشغيل الموثوق لجميع أنواع المعدات الإلكترونية والأدوات الكهربائية.