현재 리튬 배터리는 노트북, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라 등 다양한 디지털 기기에 점점 더 널리 사용되고 있습니다. 뿐만 아니라 자동차, 이동통신 기지국, 에너지 저장 발전소 등에서도 활용 가능성이 매우 높습니다. 이러한 분야에서는 배터리가 휴대전화처럼 단독으로 사용되는 것이 아니라 직렬 또는 병렬 배터리 팩 형태로 사용되는 경우가 더욱 많아질 것입니다.
배터리 팩의 용량과 수명은 개별 배터리뿐만 아니라 배터리 간의 일관성에도 크게 좌우됩니다. 일관성이 떨어지면 배터리 팩 전체의 성능이 크게 저하됩니다. 특히 자가 방전의 일관성은 중요한 영향 요인 중 하나입니다. 자가 방전이 일관되지 않은 배터리는 장기간 보관 후 SOC(충전 상태)의 편차가 커져 용량과 안전성에 심각한 영향을 미칩니다.
자연 퇴원은 왜 발생하는가?
배터리가 개방된 상태라면 위와 같은 반응은 발생하지 않지만, 전력은 여전히 감소하는데, 이는 주로 배터리의 자가 방전 때문입니다. 자가 방전의 주요 원인은 다음과 같습니다.
a. 전해질의 국부적인 전자 전도 또는 기타 내부 단락으로 인한 내부 전자 누출.
b. 배터리 밀봉재 또는 개스킷의 절연 불량 또는 외부 납 덮개 사이의 저항 부족(외부 도체, 습도)으로 인한 외부 전기 누전.
c. 전극/전해질 반응, 예를 들어 전해질 및 불순물로 인한 양극 부식 또는 음극 환원.
d. 전극 활성 물질의 부분적 분해.
예: 분해 생성물(불용성 물질 및 흡착 가스)로 인한 전극의 부동태화.
f. 전극이 기계적으로 마모되었거나 전극과 전류 수집기 사이의 저항이 증가했습니다.
자가퇴원의 영향
자가 방전은 저장 중 용량 감소를 초래합니다.과도한 자가방출로 인해 발생하는 몇 가지 전형적인 문제점:
1. 차가 너무 오랫동안 주차되어 있어서 시동이 걸리지 않습니다.
2. 배터리를 보관하기 전에는 전압 등이 정상이었으나, 출하 시 전압이 낮거나 심지어 0인 것으로 확인되었습니다.
3. 여름철에 차량용 GPS를 차량에 설치하면 배터리를 부풀려도 일정 시간이 지나면 전력이나 사용 시간이 확연히 부족해집니다.
자가 방전은 배터리 간 SOC 차이를 증가시키고 배터리 팩 용량을 감소시킵니다.
배터리의 불규칙적인 자가 방전 특성으로 인해 배터리 팩을 보관한 후 배터리의 SOC(충전 상태)가 달라질 수 있으며, 이로 인해 배터리 성능이 저하됩니다. 고객은 일정 기간 보관된 배터리 팩을 수령한 후 성능 저하 문제를 종종 경험합니다. SOC 차이가 약 20%에 도달하면 성능 저하가 나타납니다.결합된 배터리의 용량은 60~70%에 불과합니다.
자가 방전으로 인해 발생하는 큰 SOC 차이 문제를 어떻게 해결할 수 있을까요?
간단히 말해, 배터리 전력을 균형 있게 맞추고 고전압 셀의 에너지를 저전압 셀로 전달하기만 하면 됩니다. 현재 수동 균형 조정과 능동 균형 조정, 이렇게 두 가지 방식이 있습니다.
수동 균등화는 각 배터리 셀에 병렬로 밸런싱 저항을 연결하는 방식입니다. 셀의 전압이 과전압에 도달하기 전에 해당 셀을 계속 충전하여 다른 저전압 배터리를 충전할 수 있습니다. 이 균등화 방식의 효율은 높지 않으며, 에너지 손실은 열로 발생합니다. 균등화는 반드시 충전 모드에서 수행해야 하며, 균등화 전류는 일반적으로 30mA에서 100mA입니다.
액티브 이퀄라이저일반적으로 균등화 방식은 에너지를 전달하여 배터리의 균형을 맞추는 방식으로, 과전압 셀의 에너지를 저전압 셀로 전달합니다. 이 방식은 효율이 높고 충전 및 방전 상태 모두에서 균등화할 수 있습니다. 균등화 전류는 일반적인 수동 균등화 전류보다 수십 배 더 크며, 일반적으로 1A~10A입니다.
게시 시간: 2023년 6월 17일
