اختبار SOC-OCV لبطاريات الليثيوم

26 Aug 2021

يُعدّ جهد الشحن الخارجي (OCV) بالغ الأهمية لتقدير نسبة الكربون في البطارية (SOC). وهو دالة على نسبة الكربون في البطارية (SOC) ودرجة الحرارة. هناك طريقتان لقياس جهد الشحن الخارجي (OCV)، وهما معايرة كولومب واسترخاء الجهد. في الطريقة الأولى، تُفرّغ الخلية وتُشحن بنفس التيار المنخفض أثناء قياس الجهد الطرفي. يُعرّف جهد الشحن الخارجي بأنه متوسط قيمة الشحنة وجهد التفريغ الطرفي. أما في الطريقة الثانية، فيُحدد منحنى SOC-OCV بإراحة البطارية لفترة مناسبة بعد الشحن أو التفريغ ضمن فترات زمنية محددة لجهد الشحن.

يوضح الشكل 1 OCV المقاس عن طريق استرخاء الجهد وجهد طرف البطارية عن طريق تفريغ وشحن البطارية بمعدل 1/25 C (يتم الحصول على OCV عن طريق استرخاء جهد التفريغ. بالنسبة لـ بطارية ليثيوم هناك فروق طفيفة بين OCV الناتج عن استرخاء جهد التفريغ واسترخاء جهد الشحن. يُلاحظ أن جهدي طرفي التفريغ والشحن غير متماثلين تمامًا مع OCV، خاصةً في منطقة SOC المنخفضة. لذلك، يتم اختيار OCV المقاس عن طريق استرخاء الجهد. خطوة القياس لـ رابطة كرة القدم الأمريكية يتم اختبار جهد الخلية (OCV) على النحو التالي: أولاً، تُشحن الخلية بجهد ٠٫٨ أمبير (حوالي ثلث فولت) حتى يصل الجهد إلى ٤٫١٢ فولت في درجة حرارة الغرفة، ثم تُشحن بجهد ثابت حتى يصل التيار إلى ثلث فولت (١/٣٠ فولت) (تُعتبر درجة حرارة الخلية ١).

بعد ذلك، تُضبط الغرفة الحرارية على درجة الحرارة المُختبرة (0، 12.5، 25، أو 45 درجة مئوية)، وتُترك الخلية لمدة ساعتين، ثم تُقاس قيمة جهد التفريغ (OCV) تحت SOC 1. بعد ذلك، تُفرّغ الخلية بجهد 0.8 أمبير حتى يصل أمبير/ساعة المُفرّغ إلى 0.2 أمبير/ساعة، ويُقاس جهد التفريغ (OCV) للخلية بعد استقرارها (في هذه الورقة، عندما يكون dV/dt أقل من 1 ملي فولت/ساعة، يُعتبر جهد التفريغ مستقرًا). تُكرّر هذه الخطوة للحصول على قيم جهد التفريغ (OCV) تحت SOCs أخرى. عند نقطة الاختبار الأخيرة، يصل جهد الطرف إلى 2.5 فولت، ثم يُقاس جهد التفريغ (OCV) المستقر.

الشكل 1. الجهد المحيطي عن طريق استرخاء الجهد والجهد الطرفي عن طريق الشحن والتفريغ 1/25 C.

عمومًا مصنعي بطاريات الليثيوم تُجري EverExceed اختبارات OCV مرة واحدة فقط خلال عملية اختبار ما بعد الإنتاج. لكن EverExceed تُجري ثلاثة اختبارات OCV على ثلاث مراحل لضمان موثوقية 100% من نهاية الإنتاج. لهذا السبب، نضمن بثقة تامة موثوقية وسلامة 100%، مع عدم وجود خطر نشوب حريق أو انفجار!

العلامات :