כיום, סוללות ליתיום נמצאות בשימוש נרחב יותר ויותר במכשירים דיגיטליים שונים כגון מחשבים ניידים, מצלמות דיגיטליות ומצלמות וידאו דיגיטליות. בנוסף, יש להן גם פוטנציאל רחב במכוניות, תחנות בסיס ניידות ותחנות כוח לאגירת אנרגיה. במקרה זה, השימוש בסוללות כבר לא מופיע לבדן כמו בטלפונים ניידים, אלא יותר בצורה של חבילות סוללות טוריות או מקבילות.
הקיבולת ואורך החיים של חבילת הסוללות אינם קשורים רק לכל סוללה בנפרד, אלא גם לעקביות בין כל סוללה. עקביות ירודה תפגע מאוד בביצועי חבילת הסוללות. עקביות הפריקה העצמית היא חלק חשוב מגורמי ההשפעה. סוללה עם פריקה עצמית לא עקבית תהיה בעלת הבדל גדול ב-SOC לאחר תקופת אחסון, דבר שישפיע רבות על הקיבולת והבטיחות שלה.
מדוע מתרחשת פריקה עצמית?
כאשר הסוללה פתוחה, התגובה הנ"ל אינה מתרחשת, אך ההספק עדיין יפחת, דבר שנגרם בעיקר מפריקה עצמית של הסוללה. הסיבות העיקריות לפריקה עצמית הן:
א. דליפת אלקטרונים פנימית הנגרמת על ידי הולכת אלקטרונים מקומית של האלקטרוליט או קצרים פנימיים אחרים.
ב. דליפה חשמלית חיצונית עקב בידוד לקוי של אטמי הסוללה או התנגדות לא מספקת בין מעטפות מוליכים חיצוניים (מוליכים חיצוניים, לחות).
ג. תגובות אלקטרודה/אלקטרוליט, כגון קורוזיה של האנודה או חיזור של הקתודה עקב אלקטרוליט וזיהומים.
ד. פירוק חלקי של החומר הפעיל של האלקטרודה.
ה. פסיבציה של אלקטרודות עקב תוצרי פירוק (חומרים בלתי מסיסים וגזים ספוחים).
ו. האלקטרודה נשחקה מכנית או שההתנגדות בין האלקטרודה לקולט הזרם גדלה.
השפעת פריקה עצמית
פריקה עצמית מובילה לירידה בקיבולת במהלך האחסון.מספר בעיות אופייניות הנגרמות כתוצאה מפריקה עצמית מוגזמת:
1. המכונית חונה זמן רב מדי ולא ניתן להתניע אותה;
2. לפני אחסון הסוללה, המתח ודברים אחרים תקינים, ונמצא שהמתח נמוך או אפילו אפס בעת משלוחה;
3. בקיץ, אם ה-GPS של הרכב ממוקם על המכונית, צריכת החשמל או זמן השימוש יהיו ללא ספק לא מספקים לאחר תקופה מסוימת, אפילו עם בליטת הסוללה.
פריקה עצמית מובילה להפרשי SOC מוגברים בין סוללות ולהפחתת קיבולת חבילת הסוללה
עקב הפריקה העצמית הלא עקבית של הסוללה, ה-SOC של הסוללה בחבילת הסוללות יהיה שונה לאחר האחסון, וביצועי הסוללה יפחתו. לקוחות עלולים לעיתים קרובות להיתקל בבעיה של ירידה בביצועים לאחר קבלת חבילת סוללות שאוחסנה למשך זמן מה. כאשר הפרש ה-SOC מגיע לכ-20%, קיבולת הסוללה המשולבת היא רק 60% ~ 70%.
כיצד לפתור את בעיית הפרשי SOC גדולים הנגרמים מפריקה עצמית?
בפשטות, עלינו רק לאזן את עוצמת הסוללה ולהעביר את האנרגיה של תא המתח הגבוה לתא המתח הנמוך. כיום ישנן שתי דרכים: איזון פסיבי ואיזון אקטיבי.
שוויון פסיבי הוא חיבור נגד איזון במקביל לכל תא סוללה. כאשר תא מגיע למתח יתר מראש, עדיין ניתן לטעון את הסוללה ולטעון סוללות אחרות במתח נמוך. יעילות שיטת שוויון זו אינה גבוהה, והאנרגיה שאובדת הולכת לאיבוד בצורת חום. השוויון חייב להתבצע במצב טעינה, וזרם השוויון הוא בדרך כלל 30mA עד 100mA.
אקולייזר אקטיביבדרך כלל מאזנת את הסוללה על ידי העברת אנרגיה ומעבירה את האנרגיה של התאים עם מתח גבוה לתאים מסוימים עם מתח נמוך. לשיטת שוויון זו יעילות גבוהה וניתן להשוות אותה גם במצבי טעינה וגם במצבי פריקה. זרם השוויון שלה גדול עשרות מונים מזרם השוויון הפסיבי, בדרך כלל בין 1A-10A.
זמן פרסום: 17 ביוני 2023
