バッテリーの充電と放電のプロセス中、充電と放電の深さが変化すると、電圧も常に変化します。容量を水平座標として使用し、電圧を垂直座標として使用すると、単純な充放電曲線が得られます。この曲線には、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。この充放電に関わる時間、容量、SOC、電圧などの電池セルのパラメータを座標として描いた曲線を充放電曲線と呼びます。ここでは、一般的な充電曲線と放電曲線をいくつか示します。
時間-電流/電圧曲線
●定電流
定電流充放電では電流が一定であり、同時に電池端子電圧の変化も収集されるため、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、放電電力も減少し続けます。サンプル曲線を次の図に示します。
●定電流・定電圧（充電）
定電流充電と比較して、定電流定電圧充電には充電終了時に定電圧プロセスがあります。充電終了時、電圧は目標値に達すると一定となり、電流は徐々に減少します。基準電流に達すると定電流定電圧充電が終了します。プラトー期間を抜けた後に電池電圧が大きく変動するため、定電流充電を続けると電池は理想的な満充電状態に到達できません。したがって、バッテリーができるだけ高い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。サンプル曲線を次の図に示します。
●定電力
充電および放電プロセス全体は一定の電力で動作します。 P=UIによれば、定電力充電中は電圧が徐々に増加し、電流が徐々に減少し、定電力放電中は電圧が徐々に減少し、電流が徐々に増加します。 LFP バッテリーの従来の充放電終止電圧 3.65-2.5V によれば、放電終止電流は充電終止電流のほぼ 1.5 倍に達することがあります。曲線の例を下の図に示します。
●連続、断続、パルス
定電流または定電力では、タイミング機能を使用して連続、断続、パルスの充放電制御を実現します。これらの特殊な充電および放電方式は、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。サンプル曲線を次の図に示します。
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、充電状態、その他の情報を反映し、縦軸にはバッテリーの電圧プラットフォーム、変曲点、分極などの情報が含まれます。下の図は、さまざまな温度でのリン酸鉄リチウム電池の放電曲線です。
レートカーブ
電流密度は電気化学反応の速度に影響を与えるため、バッテリーの性能パラメーターが変化します。異なる容量のバッテリーを比較する場合、同じ電流は適用できないため、レートを使用して相対電流を決定します。たとえば、{{0}}.1C は、3Ah 18650 バッテリーの場合は 0.3A、280Ah 角形バッテリーの場合は 28A です。レートで表される具体的な電流値は、簡単に言うとレート×電池容量です。
バッテリーの容量をマークするときは、速度が異なると容量が異なるため、充電電流と放電電流を考慮する必要があります。たとえば、バッテリーの容量をさまざまなレートで校正するには、充放電サイクルレートで段階的に変化するように設定し、放電容量を縦軸に充電回数をとったレート曲線を描くことができます。横軸は放電時間である。
dQ/dV カーブ
dQ/dV 曲線の名前は、その y 軸変数、つまり単位電圧間隔あたりの体積の変化率です。 dQ/dV 曲線の横軸は一般に SOC、容量、または電圧であり、容量の変化率の変化を反映します。変化率が大きい箇所は曲線上の特徴的なピークとして表示され、一般に電気化学反応過程に対応します。
dQ/dV 曲線は、バッテリーの電圧プラットフォームがどこにあるか、電気化学反応がいつ発生するか、バッテリーの経年劣化やその他の状態の変化によって反応プロセスがどのように変化するかを知ることができます。一般に、化学反応は速いため、曲線上のデータ ポイントにはより高い精度が必要です。したがって、出力 dQ/dV 曲線には生データの収集に関する特定の要件があり、そうでない場合は明らかなピークを持つ曲線を作成することは不可能です。充放電テストを行う場合、電圧間隔ΔV=10〜50mVを設定してデータを収集するか、時間間隔Δt=10-50msを設定して、等しい電圧差で生データをスクリーニングできます。
次の図は、さまざまなサイクル数での dQ/dV 曲線を示しています。
サイクルカーブ
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。カレンダー寿命は自然放置した状態で電池の容量がある程度低下するまでの時間、サイクル寿命は電池の容量がある程度低下するまでの連続充放電回数です。サイクル寿命は、バッテリー寿命性能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回の充放電データの蓄積です。異なる単一の充電データと放電データを抽出して、分析のさまざまな側面に対応する複数の曲線を作成できます。最も単純なサイクル寿命曲線は、次の図に示すように、X 軸にサイクル数、Y 軸に放電容量または容量維持率をとったものです。サイクルが進むにつれて、バッテリー容量は低下し続けます。充放電システムはバッテリー容量の低下に大きな影響を与えます。
以下の図に示すように、異なる時点での充電と放電の容量-電圧曲線を比較することもできます。サイクルが進むと充放電開始電圧が変化し、電池の直流内部抵抗が変化し、充放電容量が徐々に低下します。
上記の 2 種類に加えて、横軸にサイクル数、縦軸にバッテリーサイクルの減衰に影響を受けるパラメーターをもつ曲線が他にも多数あり、バッテリーのサイクル寿命に影響を与える要因を分析する役割を果たします。セルとサイクル寿命を予測します。以下の図に示すように、クーロン効率レベルの影響を受けるバッテリーのサイクル寿命の理論値を反映しています。 CE はクーロン効率、Ck は容量維持率、k はサイクル数です。
TOB NEW ENERGY は、バッテリーテスター電池の研究と製造用
