ปัจจุบันแบตเตอรี่ลิเธียมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้นในอุปกรณ์ดิจิทัลต่างๆ เช่น โน้ตบุ๊ก กล้องดิจิทัล และกล้องวิดีโอดิจิทัล นอกจากนี้ แบตเตอรี่ลิเธียมยังได้รับความนิยมอย่างกว้างขวางในรถยนต์ สถานีฐานเคลื่อนที่ และสถานีเก็บพลังงาน ในกรณีนี้ การใช้แบตเตอรี่ไม่ได้ปรากฏให้เห็นเพียงอย่างเดียวในโทรศัพท์มือถืออีกต่อไป แต่ปรากฏให้เห็นในรูปแบบชุดแบตเตอรี่แบบอนุกรมหรือขนานมากขึ้น
ความจุและอายุการใช้งานของชุดแบตเตอรี่ไม่ได้ขึ้นอยู่กับแบตเตอรี่แต่ละก้อนเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับความสม่ำเสมอระหว่างแบตเตอรี่แต่ละก้อนอีกด้วย ความสม่ำเสมอที่ไม่ดีจะลดประสิทธิภาพของชุดแบตเตอรี่ลงอย่างมาก ความสม่ำเสมอของการคายประจุเองเป็นส่วนสำคัญของปัจจัยที่มีอิทธิพล แบตเตอรี่ที่มีการคายประจุเองที่ไม่สม่ำเสมอจะมีค่า SOC ที่แตกต่างกันมากหลังจากช่วงระยะเวลาการจัดเก็บ ซึ่งจะส่งผลกระทบอย่างมากต่อความจุและความปลอดภัยของแบตเตอรี่
ทำไมจึงเกิดการปลดปล่อยตัวเอง?
เมื่อแบตเตอรี่เปิดอยู่ ปฏิกิริยาข้างต้นจะไม่เกิดขึ้น แต่พลังงานจะยังคงลดลง ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากการคายประจุเองของแบตเตอรี่ เหตุผลหลักในการคายประจุเอง ได้แก่:
ก. การรั่วไหลของอิเล็กตรอนภายในซึ่งเกิดจากกระบวนการนำอิเล็กตรอนของอิเล็กโทรไลต์ในพื้นที่หรือไฟฟ้าลัดวงจรภายในอื่นๆ
ข. การรั่วไหลของไฟฟ้าภายนอกเนื่องจากฉนวนของซีลหรือปะเก็นแบตเตอรี่ไม่ดี หรือความต้านทานระหว่างเปลือกตะกั่วภายนอก (ตัวนำภายนอก ความชื้น) ไม่เพียงพอ
ค. ปฏิกิริยาของอิเล็กโทรด/อิเล็กโทรไลต์ เช่น การกัดกร่อนของขั้วบวกหรือการลดลงของขั้วลบเนื่องจากอิเล็กโทรไลต์ สิ่งเจือปน
d. การสลายตัวบางส่วนของวัสดุแอคทีฟของอิเล็กโทรด
e. การเกิดปฏิกิริยาเฉื่อยของอิเล็กโทรดเนื่องจากผลิตภัณฑ์จากการสลายตัว (สารที่ไม่ละลายน้ำและก๊าซที่ดูดซับ)
f. อิเล็กโทรดสึกหรอทางกลหรือความต้านทานระหว่างอิเล็กโทรดและตัวรวบรวมกระแสไฟฟ้าเพิ่มมากขึ้น
อิทธิพลของการปลดปล่อยตัวเอง
การคายประจุเองทำให้ความจุลดลงระหว่างการจัดเก็บปัญหาทั่วไปหลายประการที่เกิดจากการปลดปล่อยตัวเองมากเกินไป:
1. รถจอดไว้นานเกินไปจนไม่สามารถสตาร์ทได้
2. ก่อนที่จะเก็บแบตเตอรี่ แรงดันไฟและสิ่งอื่นๆ จะเป็นปกติ และพบว่าแรงดันไฟอยู่ในระดับต่ำหรือเป็นศูนย์เมื่อถูกขนส่ง
3. ในช่วงฤดูร้อน หากติดตั้ง GPS ของรถยนต์ไว้บนรถ พลังงานหรือระยะเวลาการใช้งานจะไม่เพียงพออย่างเห็นได้ชัดหลังจากผ่านไประยะหนึ่ง แม้ว่าแบตเตอรี่จะบวมก็ตาม
การคายประจุเองทำให้ความแตกต่างของ SOC ระหว่างแบตเตอรี่เพิ่มขึ้นและความจุของชุดแบตเตอรี่ลดลง
เนื่องจากแบตเตอรี่มีการคายประจุเองที่ไม่สม่ำเสมอ ค่า SOC ของแบตเตอรี่ในชุดแบตเตอรี่จึงแตกต่างกันหลังการจัดเก็บ และประสิทธิภาพของแบตเตอรี่จะลดลง ลูกค้ามักจะพบปัญหาประสิทธิภาพลดลงหลังจากได้รับชุดแบตเตอรี่ที่จัดเก็บไว้เป็นระยะเวลาหนึ่ง เมื่อค่า SOC แตกต่างกันถึงประมาณ 20%ความจุของแบตเตอรี่รวมอยู่ที่ 60%~70% เท่านั้น
จะแก้ไขปัญหาความแตกต่าง SOC ขนาดใหญ่ที่เกิดจากการคายประจุเองได้อย่างไร
ง่ายๆ คือ เราเพียงแค่ต้องปรับสมดุลพลังงานแบตเตอรี่และถ่ายโอนพลังงานจากเซลล์แรงดันไฟสูงไปยังเซลล์แรงดันไฟต่ำ ปัจจุบันมีสองวิธี: การปรับสมดุลแบบพาสซีฟและแบบแอ็คทีฟ
การปรับสมดุลแบบพาสซีฟคือการเชื่อมต่อตัวต้านทานปรับสมดุลแบบขนานกับเซลล์แบตเตอรี่แต่ละเซลล์ เมื่อเซลล์ถึงแรงดันไฟเกินล่วงหน้า แบตเตอรี่ก็ยังสามารถชาร์จและชาร์จแบตเตอรี่แรงดันต่ำอื่นๆ ได้ ประสิทธิภาพของวิธีการปรับสมดุลนี้ไม่สูง และพลังงานที่สูญเสียไปจะสูญเสียไปในรูปแบบของความร้อน การปรับสมดุลจะต้องดำเนินการในโหมดการชาร์จ และกระแสปรับสมดุลโดยทั่วไปจะอยู่ที่ 30mA ถึง 100mA
อีควอไลเซอร์แบบแอ็คทีฟโดยทั่วไปจะปรับสมดุลแบตเตอรี่โดยการถ่ายโอนพลังงานและถ่ายโอนพลังงานของเซลล์ที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงไปยังเซลล์ที่มีแรงดันไฟฟ้าต่ำ วิธีการปรับสมดุลนี้มีประสิทธิภาพสูงและสามารถปรับสมดุลได้ทั้งในสถานะการชาร์จและการปล่อยประจุ กระแสปรับสมดุลนี้มากกว่ากระแสปรับสมดุลแบบพาสซีฟหลายสิบเท่า โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 1A-10A
เวลาโพสต์ : 17 มิ.ย. 2566
