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Test de température des cellules de batteries lithium-ion

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Test de température des cellules de batteries lithium-ion

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Les batteries lithium-ion sont largement utilisées en raison de leur énergie spécifique élevée, de leur tension de fonctionnement élevée, de leur faible taux d'autodécharge et de leur longue durée de vie. Qu'elles soient utilisées comme sources d'énergie pour les produits électroniques ou comme sources de stockage d'énergie pour les satellites, elles sont toutes confrontées à des problèmes de stockage dans la pratique. En raison de l'autodécharge pendant le stockage, les performances des batteries lithium-ion se dégradent.

Les performances de stockage des batteries sont liées à des facteurs tels que leur état de charge (SOC), la durée et la température de stockage. D'après la littérature, le stockage de la batterie à une tension de circuit ouvert de 3,8-3,9 V présente d'excellentes performances globales, mais la température de stockage étudiée est la température ambiante et la durée de stockage n'est que de 3 mois. Cet article étudie les performances des batteries lithium-ion stockées à deux états de charge et températures de stockage différents, fournissant ainsi une référence théorique pour les conditions de stockage des batteries lithium-ion.

1 Test

Déchargez la batterie d'essai à 2,75 V, puis chargez-la à différents états de charge (50 % et 80 %) et stockez-la à différentes températures. La batterie est entretenue tous les 6 mois pendant le stockage. Cinq échantillons de batteries ont été utilisés pour des expériences parallèles dans chaque condition expérimentale, et les résultats ont été moyennés. Utilisez la chambre d'essai des batteries et d'autres équipements pour tester la capacité récupérable, le taux d'autodécharge et les performances de cyclage des batteries.

2 Résultats des tests

Stocker les piles avec un état de charge de 50 % et 80 % à différentes températures pendant 18 mois.

2.1 Capacité de récupération

Les essais montrent que la capacité récupérable de la batterie à 50 % d'état de charge et à 80 % d'état de charge diminue avec l'allongement de la durée de stockage ; à la même température, la différence entre la capacité récupérable de la deuxième période de stockage et la capacité récupérable de la première période de stockage doit être inférieure à la différence entre la capacité récupérable de la première période de stockage et la capacité de la batterie avant le stockage ; La différence entre la capacité récupérable du troisième accumulateur et la capacité récupérable du deuxième accumulateur doit être inférieure à la différence entre la capacité récupérable du deuxième accumulateur et la capacité récupérable du premier accumulateur.

Cela indique que la perte de capacité irréversible de la batterie est relativement importante au cours de la phase initiale et qu'elle diminue progressivement au cours de la phase ultérieure. La batterie est stockée à 10, 0 et -10 ℃, les batteries à 50 % d'état de charge ayant une capacité récupérable de plus de 98 %, et les batteries à 80 % d'état de charge ayant une capacité récupérable de plus de 97 % ; sous le même état de charge, lorsqu'elle est stockée à 0 et -10 ℃, la capacité récupérable de la batterie est fondamentalement la même, ce qui est légèrement supérieur à celle stockée à 10 ℃. Sur la base de l'analyse ci-dessus, on peut conclure que lorsque la batterie est stockée à 0 et -10 ℃, la batterie à 50 % d'état de charge a une capacité récupérable plus élevée, les deux étant supérieures à 98 %.

2.2 Taux d'autodécharge de la batterie

La capacité d'autodécharge de la batterie diminue de manière significative dans la phase initiale et diminue dans la phase ultérieure avec la prolongation du temps de stockage. Les figures 3 et 4 montrent que le taux d'autodécharge de la batterie est élevé dans la phase initiale, mais qu'il diminue et tend à se stabiliser dans la phase ultérieure. Quel que soit l'état de charge de la batterie, le taux d'autodécharge de la batterie est inférieur à 8 % et, à mesure que le temps de stockage augmente, le taux d'autodécharge de la batterie tombe presque en dessous de 2 %, ce qui indique que le taux d'autodécharge de la batterie diminue de manière significative après 12 mois de stockage.

Dans le même état de charge, le taux d'autodécharge de la batterie stockée à 0 et -10 ℃ est inférieur à celui de la batterie stockée à 10 ℃. Cela s'explique par le fait que le taux de réaction secondaire de la batterie s'intensifie avec l'augmentation de la température et que le taux d'autodécharge augmente également avec l'augmentation de la température. Une température ambiante basse supprime la réaction latérale de la batterie, réduisant ainsi le taux d'autodécharge. Par conséquent, une température plus basse pendant le processus de stockage de la batterie est plus propice à son stockage.

La comparaison des données a permis de constater qu'à la même température, le taux d'autodécharge des batteries à 50 % d'autonomie est inférieur à celui des batteries à 80 % d'autonomie, ce qui indique que 50 % d'autonomie est plus susceptible de maintenir les performances de la batterie. En résumé, on peut constater que les batteries 50 % SOC sont plus propices au maintien des performances de la batterie dans des conditions de stockage de 0 et -10 ℃.

2.3 Performances de cyclage des batteries après stockage

Des tests de performance de cycle ont été effectués sur des batteries stockées pendant 18 mois. Le système de charge et de décharge du cycle de la batterie était le suivant : 0.charge à courant constant de 5C à 4,1V, charge à tension constante jusqu'à une chute de courant de 0,01 C, et après immobilisation, décharge de 0,5C à 2,75V.

La tendance à la dégradation de la capacité de la batterie non stockée est fondamentalement la même que celle de la batterie stockée. Après 400 cycles, les taux de rétention de la capacité de la nouvelle batterie, de la batterie à 50 % d'état de conservation et de la batterie à 80 % d'état de conservation sont respectivement de 90,1 %, 89,0 % et 86,3 %. On peut constater que la capacité de la batterie stockée a diminué par rapport à la batterie non stockée, et que le taux de rétention de la capacité de la batterie 50 % SOC est plus élevé que celui de la batterie 80 % SOC.