バッテリーの充放電曲線の見方

サイクルの安定性とユーザーの安全を確保するために、ほとんどの電池はパウチ電池や円筒形電池などの密閉システムで動作します。

そのため、電池内部の状況はブラックボックスのようなものとなり、内部の材質情報を直接得ることができず、外部試験によって推定するしかありません。それでは、どのような検査によって電気的な「心臓」についての洞察が得られるのでしょうか? バッテリー充放電試験装置 します。たとえるなら、バッテリーの充放電は水力発電所で使用される水の位置エネルギーのようなもので、放電は正極の「水」です。上流の水の量を予測し、正常に使用できるように戦略を調整することは、私たちが日常生活で注意を払うべき最も重要な作業となっており、この水の量はバッテリーのパワーとも言えます。

バッテリーの話に戻ります。バッテリーは充電と放電の過程にあり、充放電深度の変化に伴って電圧も常に変化します。容量を横軸に、電圧を縦軸にすると、次のようになります。単純な充放電曲線を取得します。これには、バッテリーの電気的性能に関する多くの手がかりが含まれています。これらの曲線は、充電と放電に関係する時間、容量、SOC、電圧、およびその他のセルパラメータに基づいて描かれており、充放電曲線とも呼ばれます。以下に、いくつかの一般的な充放電曲線を紹介します。

時間-電流/電圧曲線:

1.定電流:

定電流充放電を行うと電流は一定値となり、同時に電池の端子電圧の変化も収集され、電池の放電特性を検出するためによく使用されます。放電プロセス中、放電電流は変化せず、バッテリー電圧は低下し、放電電力も減少します。曲線の例を下の図に示します。

2.定電流・定電圧（充電）：

定電流充電と比較して、定電流定電圧充電では、充電の最後に定電圧プロセスが行われます。充電終了時、電圧が目標値に達すると一定となり、徐々に電流が減少し、終止電流に達すると定電流・定電圧充電が終了します。プラトーを抜けた後のバッテリー電圧の大きな変動のため、定電流充電を続けるとバッテリーは理想的な満充電状態に到達できないため、バッテリーが確実に満充電状態に達するように定電圧に切り替えて電流を減らす必要があります。可能な限り高い充電状態。曲線の例を下の図に示します。

3.定電力:

充電と放電のプロセス全体は一定の電力で実行されます。 P=UIより、定電力充電時には電圧が徐々に増加し電流が減少し、放電時には電圧が減少し電流が徐々に増加します。従来のLFPバッテリーの充放電終止電圧3.65～2.5Vを計算すると、放電端子電流は充電端子電流の1.5倍近くに達することがあります。曲線の例を下の図に示します。

4. 連続、断続、パルス：

電流または電力が一定の間、タイミング機能を使用して連続、間欠、パルス充放電制御を実現します。これらの特殊な充放電方式は、バッテリーの DC 内部抵抗を評価するためによく使用されます。曲線の例を下の図に示します。

容量-電圧曲線:

容量-電圧曲線の横軸はバッテリーの充放電容量と充電状態を反映し、縦軸にはバッテリーの電圧プラットフォーム、変曲点、分極およびその他の情報が含まれます。次の図は、さまざまな温度におけるリン酸鉄リチウム電池の放電曲線です。

円曲線：

バッテリーの寿命はカレンダー寿命とサイクル寿命に分けられることがわかっています。カレンダ寿命は自然放置下で電池容量がある程度減少する時間であり、サイクル寿命は電池を充放電し続けた後、ある程度充放電を行った回数です。サイクル寿命は、バッテリー寿命のパフォーマンスを測定するための重要な指標の 1 つです。リチウムイオン電池のサイクル試験データは、1回の充放電データを蓄積したものです。 バッテリーライフサイクル試験機、単一の充電と放電のさまざまなデータを抽出してさまざまな曲線を作成し、さまざまな側面で分析することができます。最も単純なサイクル寿命曲線は、下図に示すように、X 軸にサイクル数、Y 軸に放電容量または容量維持率を示します。サイクルが進むにつれて、バッテリーの容量は継続します。充放電システムはバッテリー容量の減衰に大きな影響を与えます。

充放電曲線とその構成を理解することは、電池の構造と用途を理解する上で非常に重要です。

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