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鋰離子電池儲(chǔ)存條件和自耗電特性

時(shí)間:2024-11-26 16:30:17來(lái)源:鉅大LARGE

導(dǎo)語(yǔ):?鋰離子電池儲(chǔ)存條件和自耗電特性

  一、影響鋰離子電池自放電速率的主要因素:

  電芯自放電率和電池存儲(chǔ)溫度;

  電池組內(nèi)的電池管理電路產(chǎn)生的消耗電流;

  當(dāng)電池安裝主機(jī)內(nèi)部時(shí),設(shè)備靜態(tài)電流產(chǎn)生的消耗電流;

  當(dāng)電池連接充電器時(shí),充電電路靜態(tài)電流產(chǎn)生的消耗電流;

  電池的容量大小,包括電池組并聯(lián)電芯的數(shù)量;

  二、什么是鋰離子電池的自放電?

  由于鋰離子電池內(nèi)部會(huì)自發(fā)發(fā)生物理和化學(xué)放電,電芯內(nèi)部會(huì)緩慢地產(chǎn)生自放電,從而失去電荷,導(dǎo)致化學(xué)能的損失。一般情況下,鋰離子電池每個(gè)月的自放電率為0.5%~3%,對(duì)自放電速率影響最大的是電池的儲(chǔ)存溫度,更高的溫度會(huì)加劇電池內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致更多的自放電,因此電池的儲(chǔ)存環(huán)境對(duì)電池的壽命有很大影響。

  三、電池管理系統(tǒng)BMS的自耗電

  智能電池內(nèi)部除了電芯以外,還需要一個(gè)電池管理電路(BMS)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池電流、電壓和溫度,為電池提供安全保護(hù)和電量計(jì)算,除了電芯的自放電,這些電子元器件也會(huì)對(duì)電池產(chǎn)品額外的電流消耗。

  電池管理系統(tǒng)具有精心的設(shè)計(jì),最大程度降低電流消耗,并具備不同的工作模式,在不同模式下具有不同的電流消耗,鉅大的標(biāo)準(zhǔn)智能電池通常有以下工作模式:

  正常模式:<500uA(電池充放電狀態(tài)或通信狀態(tài))

  睡眠模式:<200uA(電池?zé)o充放電電流、無(wú)通信條件下,超過(guò)20S自動(dòng)進(jìn)入)

  關(guān)機(jī)模式:<10uA(電芯電壓低于2.2V或者主機(jī)發(fā)送指令主動(dòng)進(jìn)入)

  通過(guò)以上數(shù)據(jù),可以計(jì)算出電池管理系統(tǒng)電路在靜置存儲(chǔ)一個(gè)月期間理論消耗的電池容量:0.2mA*24h*30D=144mAh。(200uA=0.2mA)

  假設(shè)電池儲(chǔ)存在最佳條件下,鋰電池組的BMS自耗電加上電芯自放電量(按1%/月)表現(xiàn)參考:

  通過(guò)上圖,我們可以得到以下結(jié)論:

  電池容量大小對(duì)于電池儲(chǔ)存保質(zhì)期有直接關(guān)系,更小容量的電池可以儲(chǔ)存的時(shí)間更短,更大容量或更多并聯(lián)的電池組,可以安全儲(chǔ)存時(shí)間更長(zhǎng);

  電池電量狀態(tài)和電池儲(chǔ)存保質(zhì)期有直接關(guān)系,長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存前,應(yīng)對(duì)電池補(bǔ)電至30%以上;

  每6個(gè)月應(yīng)對(duì)電池進(jìn)行檢查,如果容量低于30%,應(yīng)對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)電至30%以上。

  四、關(guān)機(jī)模式

  電池管理系統(tǒng)BMS具備關(guān)機(jī)模式以最大程度降低電流消耗,當(dāng)電芯電壓下降至2.2V以下,BMS將進(jìn)入關(guān)機(jī)模式,并關(guān)閉電池輸出,此時(shí)BMS自耗電將降低至約1uA,避免電池嚴(yán)重欠壓導(dǎo)致電池永久失效。該模式需要充電進(jìn)行激活。

  如果客戶需要長(zhǎng)期儲(chǔ)存或者長(zhǎng)時(shí)間海上運(yùn)輸,主機(jī)可以主動(dòng)發(fā)送指令讓電池進(jìn)入關(guān)機(jī)模式,這樣可以最大程度降低電池自耗電,延長(zhǎng)電池存儲(chǔ)時(shí)間。關(guān)機(jī)指令:2S內(nèi)連續(xù)兩次發(fā)送0x0010指令至電池地址0X16。

  五、運(yùn)輸安全

  2016年開(kāi)始,IATA/UN/DOT將電池充電狀態(tài)限制在<30%。我們必須遵循這些要求,所以我們所有的電池都以低于30%的電量狀態(tài)發(fā)貨。建議電池到手后及時(shí)補(bǔ)電,如果到手后您長(zhǎng)期不用,電池電量有可能掉為0,距離出廠時(shí)間6個(gè)月后仍不充電,電池有永久失效的風(fēng)險(xiǎn)。

  六、滿充電儲(chǔ)存

  考慮電池自耗電,為了最大儲(chǔ)存時(shí)間,部分客戶可能會(huì)將電池充滿進(jìn)行儲(chǔ)存,但鋰離子電池不應(yīng)該在100%電量下儲(chǔ)存,如果在100%充電狀態(tài)下連續(xù)存儲(chǔ),鋰離子電池將失去一定容量。這在UPS應(yīng)用和筆記本電腦中很常見(jiàn)。當(dāng)持續(xù)保持在充滿電的條件下時(shí),鋰電池將失去其原始容量的5%-10%。我們建議電池長(zhǎng)期儲(chǔ)存電量為50%左右。

  七、日歷壽命

  即使電池不充放電,因?yàn)殡娦緝?nèi)部化學(xué)物質(zhì)老化,長(zhǎng)期儲(chǔ)存也會(huì)有一定的損耗,我們的經(jīng)驗(yàn)值是5%/年。

  如果正常使用,經(jīng)驗(yàn)值是每循環(huán)100次,電池容量損耗約5%。

  八、總結(jié)

  影響鋰離子電池實(shí)際保質(zhì)期的因素還有很多。對(duì)于鋰離子電池的一般維護(hù)方法,我們建議:

  ?每4個(gè)月檢查一次庫(kù)存電池;尤其是已經(jīng)安裝在設(shè)備內(nèi)部且長(zhǎng)期不用的,電池得不到充電的情況。

  ?在低SOC條件下,鋰離子電池的儲(chǔ)存時(shí)間不得超過(guò)6個(gè)月。

  ?儲(chǔ)存溫度對(duì)電池有很大影響,將電池儲(chǔ)存在室溫或略低于室溫的溫度(理想情況下為10-20°C)。

  ?電池需要運(yùn)輸時(shí),將電量狀態(tài)保持在<30%,以符合監(jiān)管要求。

  ?我們的產(chǎn)品規(guī)定每6個(gè)月進(jìn)行容量檢查,如有需要及時(shí)充電。

  注:以上是保守的經(jīng)驗(yàn)法則,旨在提供鋰離子電池組的使用和維護(hù)指南,不代表承諾或保修。


標(biāo)簽: 電池

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