Hiện nay, pin lithium ngày càng được sử dụng rộng rãi trong nhiều thiết bị kỹ thuật số như máy tính xách tay, máy ảnh kỹ thuật số và máy quay video kỹ thuật số. Ngoài ra, chúng còn có triển vọng rộng rãi trong ô tô, trạm gốc di động và trạm phát điện lưu trữ năng lượng. Trong trường hợp này, việc sử dụng pin không còn đơn lẻ như trong điện thoại di động nữa, mà được sử dụng nhiều hơn dưới dạng bộ pin nối tiếp hoặc song song.
Dung lượng và tuổi thọ của bộ pin không chỉ liên quan đến từng viên pin riêng lẻ mà còn liên quan đến độ đồng nhất giữa các viên pin. Độ đồng nhất kém sẽ làm giảm đáng kể hiệu suất của bộ pin. Độ đồng nhất của quá trình tự xả là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất. Pin có độ đồng nhất về quá trình tự xả sẽ có sự chênh lệch lớn về SOC sau một thời gian lưu trữ, điều này sẽ ảnh hưởng đáng kể đến dung lượng và độ an toàn của pin.
Tại sao lại xảy ra hiện tượng tự phóng điện?
Khi pin mở, phản ứng trên không xảy ra, nhưng công suất vẫn giảm, chủ yếu là do pin tự xả. Nguyên nhân chính gây ra hiện tượng tự xả là:
a. Rò rỉ electron bên trong do sự dẫn điện cục bộ của chất điện phân hoặc các mạch ngắn bên trong khác.
b. Rò rỉ điện bên ngoài do lớp cách điện của gioăng hoặc phớt pin kém hoặc điện trở giữa các vỏ chì bên ngoài không đủ (dây dẫn bên ngoài, độ ẩm).
c. Phản ứng điện cực/chất điện phân, chẳng hạn như sự ăn mòn anot hoặc sự khử catot do chất điện phân, tạp chất.
d. Phân hủy một phần vật liệu hoạt động của điện cực.
e. Sự thụ động của điện cực do sản phẩm phân hủy (chất không tan và khí hấp phụ).
f. Điện cực bị mòn về mặt cơ học hoặc điện trở giữa điện cực và bộ thu dòng điện trở nên lớn hơn.
Ảnh hưởng của sự tự phóng điện
Tự xả làm giảm dung lượng trong quá trình lưu trữ.Một số vấn đề điển hình do hiện tượng tự phóng điện quá mức gây ra:
1. Xe đã đỗ quá lâu và không thể khởi động được;
2. Trước khi đưa pin vào kho, điện áp và các thông số khác đều bình thường, sau đó phát hiện điện áp thấp hoặc thậm chí bằng không khi xuất xưởng;
3. Vào mùa hè, nếu lắp GPS trên xe, sau một thời gian sử dụng, nguồn điện hoặc thời gian sử dụng sẽ rõ ràng là không đủ, ngay cả khi pin đã phồng.
Tự xả dẫn đến sự khác biệt về SOC giữa các pin tăng lên và giảm dung lượng bộ pin
Do pin không tự xả ổn định, SOC của pin trong bộ pin sẽ khác nhau sau khi lưu trữ, và hiệu suất của pin sẽ giảm. Khách hàng thường gặp vấn đề về hiệu suất giảm sau khi nhận được bộ pin đã được lưu trữ trong một thời gian. Khi chênh lệch SOC đạt khoảng 20%, dung lượng của pin kết hợp chỉ đạt 60%~70%.
Làm thế nào để giải quyết vấn đề chênh lệch SOC lớn do tự phóng điện?
Đơn giản, chúng ta chỉ cần cân bằng công suất pin và truyền năng lượng từ cell điện áp cao sang cell điện áp thấp. Hiện nay có hai phương pháp cân bằng: cân bằng thụ động và cân bằng chủ động.
Cân bằng thụ động là kết nối song song một điện trở cân bằng với mỗi cell pin. Khi một cell pin đạt đến điện áp quá mức trước đó, pin vẫn có thể được sạc và sạc cho các pin điện áp thấp khác. Hiệu suất của phương pháp cân bằng này không cao, và năng lượng bị mất đi dưới dạng nhiệt. Việc cân bằng phải được thực hiện ở chế độ sạc, và dòng điện cân bằng thường từ 30mA đến 100mA.
Bộ cân bằng chủ độngNói chung, cân bằng pin bằng cách truyền năng lượng và chuyển năng lượng từ các cell có điện áp cao sang một số cell có điện áp thấp. Phương pháp cân bằng này có hiệu suất cao và có thể cân bằng ở cả trạng thái sạc và xả. Dòng điện cân bằng của nó lớn hơn hàng chục lần so với dòng điện cân bằng thụ động, thường nằm trong khoảng 1A-10A.
Thời gian đăng: 17-06-2023
