現在、リチウム電池はノートパソコン、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラなど、様々なデジタル機器でますます広く利用されています。さらに、自動車、モバイル基地局、エネルギー貯蔵発電所などにも幅広い用途が期待されています。これらの用途では、携帯電話のように単体での使用ではなく、直列または並列のバッテリーパックとしての使用が主流となっています。
バッテリーパックの容量と寿命は、個々のバッテリーだけでなく、各バッテリー間の安定性にも左右されます。安定性が低いと、バッテリーパックの性能が大幅に低下します。自己放電の安定性は、重要な影響要因の一つです。自己放電が不安定なバッテリーは、一定期間保管した後、SOCに大きな差が生じ、容量と安全性に大きく影響します。
自己放電はなぜ起こるのでしょうか？
バッテリーがオープン状態の場合、上記の反応は発生しませんが、電力は依然として低下します。これは主にバッテリーの自己放電によって引き起こされます。自己放電の主な原因は次のとおりです。
a. 電解質の局所的な電子伝導またはその他の内部短絡によって引き起こされる内部電子漏れ。
b. バッテリーシールまたはガスケットの絶縁不良、または外部リードシェル間の抵抗不足による外部漏電（外部導体、湿度）。
c. 電解質や不純物による陽極の腐食や陰極の還元などの電極/電解質反応。
d. 電極活物質の部分分解。
e. 分解生成物（不溶性物質および吸着ガス）による電極の不動態化。
f. 電極が機械的に摩耗するか、電極と集電体間の抵抗が大きくなります。
自己放電の影響
保管中に自己放電により容量が低下します。過度の自己放電によって引き起こされるいくつかの典型的な問題:
1. 車が長時間駐車されており、エンジンがかからない。
2. バッテリーが保管される前は電圧などが正常であるのに、出荷時に電圧が低い、またはゼロになっていることが判明した場合。
3.夏場、車載GPSを車に取り付けると、バッテリーが膨らんでも、一定時間後には電力や使用時間が明らかに不足する。
自己放電により、バッテリー間のSOC差が拡大し、バッテリーパックの容量が減少します。
バッテリーの自己放電が不均一なため、保管後のバッテリーパック内のバッテリーSOCが異なり、バッテリーの性能が低下します。お客様は、一定期間保管されたバッテリーパックを受け取った後に、性能低下の問題に遭遇することがよくあります。SOCの差が約20%に達すると、、複合バッテリーの容量は60％〜70％にすぎません。
自己放電によって生じる大きな SOC 差の問題を解決するにはどうすればよいでしょうか?
簡単に言えば、バッテリーの電力バランスを調整し、高電圧セルのエネルギーを低電圧セルに伝達するだけです。現在、パッシブバランス調整とアクティブバランス調整の2つの方法があります。
パッシブ均等化とは、各バッテリーセルに並列にバランス抵抗器を接続することです。あるセルが過電圧に達した場合でも、そのバッテリーは充電を継続でき、同時に他の低電圧バッテリーも充電できます。この均等化方式の効率は高くなく、エネルギー損失は熱として発生します。均等化は充電モードで実行する必要があり、均等化電流は通常30mA～100mAです。
アクティブイコライザー一般的には、エネルギーを転送することでバッテリーのバランスを取り、電圧が過剰なセルのエネルギーを電圧の低いセルに転送します。この均等化方式は効率が高く、充電状態と放電状態の両方で均等化が可能です。均等化電流はパッシブ均等化電流の数十倍で、通常は1A～10Aです。
投稿日時: 2023年6月17日
