ปัจจุบันแบตเตอรี่ลิเธียมถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายมากขึ้นในอุปกรณ์ดิจิทัลหลากหลายประเภท เช่น โน้ตบุ๊ก กล้องดิจิทัล และกล้องวิดีโอดิจิทัล นอกจากนี้ แบตเตอรี่ลิเธียมยังมีแนวโน้มการใช้งานอย่างกว้างขวางในรถยนต์ สถานีฐานเคลื่อนที่ และสถานีกักเก็บพลังงาน ในกรณีนี้ การใช้แบตเตอรี่ไม่ได้ปรากฏอยู่เพียงในโทรศัพท์มือถืออีกต่อไป แต่ปรากฏในรูปแบบของชุดแบตเตอรี่แบบอนุกรมหรือแบบขนานมากขึ้น
ความจุและอายุการใช้งานของชุดแบตเตอรี่ไม่ได้ขึ้นอยู่กับแบตเตอรี่แต่ละก้อนเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับความสม่ำเสมอของแบตเตอรี่แต่ละก้อนด้วย ความสม่ำเสมอที่ไม่ดีจะลดประสิทธิภาพของชุดแบตเตอรี่ลงอย่างมาก ความสม่ำเสมอของการคายประจุเองเป็นปัจจัยสำคัญที่มีอิทธิพล แบตเตอรี่ที่มีการคายประจุเองที่ไม่สม่ำเสมอจะมีค่า SOC ที่แตกต่างกันอย่างมากหลังจากการเก็บรักษาเป็นระยะเวลาหนึ่ง ซึ่งจะส่งผลกระทบอย่างมากต่อความจุและความปลอดภัยของแบตเตอรี่
ทำไมจึงเกิดการปลดปล่อยตัวเอง?
เมื่อแบตเตอรี่เปิดอยู่ ปฏิกิริยาดังกล่าวจะไม่เกิดขึ้น แต่พลังงานจะยังคงลดลง ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากการคายประจุเองของแบตเตอรี่ สาเหตุหลักของการคายประจุเองมีดังนี้:
ก. การรั่วไหลของอิเล็กตรอนภายในที่เกิดจากการนำอิเล็กตรอนของอิเล็กโทรไลต์ในพื้นที่หรือไฟฟ้าลัดวงจรภายในอื่นๆ
ข. การรั่วไหลของไฟฟ้าภายนอกเนื่องจากฉนวนของซีลหรือปะเก็นแบตเตอรี่ไม่ดี หรือความต้านทานระหว่างเปลือกตะกั่วภายนอก (ตัวนำภายนอก ความชื้น) ไม่เพียงพอ
ค. ปฏิกิริยาระหว่างอิเล็กโทรด/อิเล็กโทรไลต์ เช่น การกัดกร่อนของขั้วบวกหรือการลดลงของขั้วลบเนื่องจากอิเล็กโทรไลต์ สิ่งเจือปน
d. การสลายตัวบางส่วนของวัสดุที่ใช้งานอิเล็กโทรด
e. การทำให้อิเล็กโทรดเกิดการเฉื่อยเนื่องจากผลิตภัณฑ์จากการสลายตัว (สารที่ไม่ละลายน้ำและก๊าซที่ดูดซับ)
f. อิเล็กโทรดสึกหรอทางกลไกหรือความต้านทานระหว่างอิเล็กโทรดและตัวรวบรวมกระแสไฟฟ้าเพิ่มมากขึ้น
อิทธิพลของการปลดปล่อยตัวเอง
การคายประจุเองทำให้ความจุลดลงในระหว่างการจัดเก็บปัญหาทั่วไปหลายประการที่เกิดจากการระบายออกมากเกินไป:
1. รถจอดไว้นานเกินไปจนไม่สามารถสตาร์ทได้
2. ก่อนที่จะเก็บแบตเตอรี่ แรงดันไฟและสิ่งอื่นๆ จะเป็นปกติ และพบว่าแรงดันไฟอยู่ในระดับต่ำหรือเป็นศูนย์เมื่อนำไปขนส่ง
3. ในช่วงฤดูร้อน หากติดตั้ง GPS ไว้ในรถ พลังงานหรือระยะเวลาการใช้งานจะไม่เพียงพออย่างเห็นได้ชัดหลังจากผ่านไประยะหนึ่ง แม้ว่าแบตเตอรี่จะบวมก็ตาม
การคายประจุเองทำให้ความแตกต่างของ SOC ระหว่างแบตเตอรี่เพิ่มขึ้นและความจุของชุดแบตเตอรี่ลดลง
เนื่องจากแบตเตอรี่มีการคายประจุเองที่ไม่สม่ำเสมอ ค่า SOC ของแบตเตอรี่ในชุดแบตเตอรี่จึงแตกต่างกันหลังการจัดเก็บ และประสิทธิภาพของแบตเตอรี่จะลดลง ลูกค้ามักพบปัญหาประสิทธิภาพลดลงหลังจากได้รับแบตเตอรี่ที่จัดเก็บไว้เป็นระยะเวลาหนึ่ง เมื่อค่า SOC แตกต่างกันถึงประมาณ 20%ความจุของแบตเตอรี่รวมอยู่ที่เพียง 60%~70% เท่านั้น
จะแก้ไขปัญหาความแตกต่างของ SOC ขนาดใหญ่ที่เกิดจากการคายประจุเองได้อย่างไร
ง่ายๆ คือ เราเพียงแค่ต้องปรับสมดุลพลังงานแบตเตอรี่และถ่ายโอนพลังงานจากเซลล์แรงดันสูงไปยังเซลล์แรงดันต่ำ ปัจจุบันมีสองวิธี: การปรับสมดุลแบบพาสซีฟและแบบแอ็กทีฟ
การปรับสมดุลแบบพาสซีฟคือการต่อตัวต้านทานปรับสมดุลแบบขนานเข้ากับเซลล์แบตเตอรี่แต่ละเซลล์ เมื่อเซลล์ใดเซลล์หนึ่งมีแรงดันไฟฟ้าเกินล่วงหน้า แบตเตอรี่ก็ยังสามารถชาร์จและชาร์จแบตเตอรี่แรงดันต่ำอื่นๆ ได้ ประสิทธิภาพของการปรับสมดุลนี้ไม่ได้สูงนัก และพลังงานที่สูญเสียไปจะสูญเสียไปในรูปของความร้อน การปรับสมดุลต้องดำเนินการในโหมดการชาร์จ และกระแสปรับสมดุลโดยทั่วไปจะอยู่ที่ 30mA ถึง 100mA
อีควอไลเซอร์แบบแอคทีฟโดยทั่วไปจะปรับสมดุลแบตเตอรี่โดยการถ่ายโอนพลังงาน และถ่ายโอนพลังงานจากเซลล์ที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงไปยังเซลล์ที่มีแรงดันไฟฟ้าต่ำ วิธีการปรับสมดุลนี้มีประสิทธิภาพสูงและสามารถปรับสมดุลได้ทั้งในสถานะการชาร์จและดิสชาร์จ กระแสปรับสมดุลนี้สูงกว่ากระแสปรับสมดุลแบบพาสซีฟหลายสิบเท่า โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 1A-10A
เวลาโพสต์: 17 มิ.ย. 2566
