Praegu kasutatakse liitiumakusid üha laialdasemalt erinevates digitaalseadmetes, nagu sülearvutid, digikaamerad ja digitaalsed videokaamerad. Lisaks on neil laialdased väljavaated ka autodes, mobiilside tugijaamades ja energiasalvestusjaamades. Sellisel juhul ei ilmne akude kasutamine enam üksi nagu mobiiltelefonides, vaid pigem jada- või paralleelühendustega akupakkide kujul.
Aku mahutavus ja eluiga ei ole seotud mitte ainult iga üksiku akuga, vaid ka akude omavahelise järjepidevusega. Halb järjepidevus halvendab oluliselt aku jõudlust. Isetühjenemise järjepidevus on oluline osa mõjutavatest teguritest. Ebaühtlase isetühjenemisega aku puhul on laadimise tihedus pärast hoiustamisperioodi suur erinevus, mis mõjutab oluliselt selle mahtuvust ja ohutust.
Miks toimub isetühjenemine?
Kui aku on avatud, siis ülaltoodud reaktsiooni ei toimu, kuid võimsus väheneb ikkagi, mis on peamiselt tingitud aku isetühjenemisest. Isetühjenemise peamised põhjused on:
a. Sisemine elektronleke, mis on põhjustatud elektrolüüdi lokaalsest elektronjuhtivusest või muudest sisemistest lühistest.
b. Väline elektrileke, mis on tingitud aku tihendite või tihendite halvast isolatsioonist või ebapiisavast takistusest väliste juhtmekestade vahel (välised juhid, niiskus).
c. Elektroodi/elektrolüüdi reaktsioonid, näiteks anoodi korrosioon või katoodi redutseerimine elektrolüüdi või lisandite tõttu.
d. Elektroodi aktiivmaterjali osaline lagunemine.
e. Elektroodide passivatsioon lagunemissaaduste (lahustumatud ained ja adsorbeeritud gaasid) tõttu.
f. Elektrood on mehaaniliselt kulunud või suureneb takistus elektroodi ja voolukollektori vahel.
Isetühjenemise mõju
Isetühjenemine põhjustab ladustamise ajal mahutavuse langust.Liigse isetühjenemise põhjustatud mitmed tüüpilised probleemid:
1. Auto on liiga kaua pargitud ja seda ei saa käivitada;
2. Enne aku hoiulepanekut on pinge ja muud asjad normaalsed ning tarnimisel on pinge madal või isegi null;
3. Suvel, kui auto GPS on autole paigaldatud, on aku võimsus või kasutusaeg teatud aja möödudes ilmselgelt ebapiisav, isegi kui aku on paisunud.
Isetühjenemine suurendab akude laetuse taseme erinevust ja vähendab aku mahutavust.
Aku ebaühtlase isetühjenemise tõttu on akupakis oleva aku laetuse tase (SOC) pärast hoiustamist erinev ja aku jõudlus väheneb. Kliendid võivad sageli jõudluse halvenemise probleemi leida pärast akupaki saamist, mida on pikemat aega hoiustatud. Kui SOC erinevus ulatub umbes 20%-ni..., on kombineeritud aku mahtuvus ainult 60% ~ 70%.
Kuidas lahendada isetühjenemisest tingitud suurte SOC-erinevuste probleemi?
Lihtsalt öeldes, meil on vaja ainult aku võimsust tasakaalustada ja kõrgepingeelemendi energia madalpingeelemendile üle kanda. Praegu on kaks võimalust: passiivne tasakaalustamine ja aktiivne tasakaalustamine.
Passiivne ekvaliseerimine tähendab iga akuelemendiga paralleelselt ühendatud tasakaalustustakisti ühendamist. Kui element saavutab eelnevalt ülepinge, saab akut ikkagi laadida ja laadida ka teisi madalpinge akusid. Selle ekvaliseerimismeetodi efektiivsus ei ole kõrge ja energiakaod lähevad soojuse kujul kaduma. Ekvaliseerimine tuleb läbi viia laadimisrežiimis ja ekvaliseerimisvool on üldiselt 30 mA kuni 100 mA.
Aktiivne ekvalaiserÜldiselt tasakaalustab see akut energia ülekandmise teel ja kannab üleliigse pingega elementide energia üle madala pingega elementidele. Sellel tasandusmeetodil on kõrge efektiivsus ja seda saab võrdsustada nii laadimise kui ka tühjenemise olekus. Selle tasandusvool on kümneid kordi suurem kui passiivne tasandusvool, üldiselt 1A–10A.
Postituse aeg: 17. juuni 2023
