Square 6s 22.2v lipo batarya hakkında ne kadar bilgi sahibisiniz?

Şekle göre sınıflandırılmış Kare 6s 22.2v lipo pil üç türe sahiptir: kare, silindirik ve ince. Kare 6s 22.2v lipo pillerin birçok türü vardır, bunlar esas olarak cep telefonları, dijital kameralar ve diğer alanlarda kullanılır; silindirik kare 6s 22.2v lipo piller şu anda 18650 (18mm×65mm), 26650 (26mm×65mm), 21700 (21mm×70mm) olmak üzere üç model içerir ve bunlar esas olarak dizüstü bilgisayarlar ve elektrikli aletler alanında kullanılır; tabaka şeklindeki kare 6s 22.2v lipo pil bilgisayarlar ve kameralar için incelme gereksinimlerini karşılayabilir. Bugün CNHL, kare 6s 22.2v lipo pil ile ilgili bilgileri detaylı olarak tanıtacaktır.

1. Kare 6s 22.2v lipo pilin bileşenleri

Kare Tipik bir kare 6s 22.2v lipo pilin ana bileşenleri bir üst kapak, bir kasa, bir pozitif plaka, bir negatif plaka, bir diyaframdan, yalıtkan parçalardan ve güvenlik bileşenlerinden oluşan bir laminasyon veya sarımdan oluşur. Bunlar arasında iki güvenlik yapısı bulunur: Çivi Güvenlik Cihazı (NSD) ve Aşırı Şarj Güvenlik Cihazı (OSD). NSD, rulo çekirdeğinin en dışına bakır folyo gibi bir metal tabaka ekler. Delinme meydana geldiğinde, delinme konumunda oluşan yerel yüksek akım, bakır folyonun geniş alanı üzerinden birim alan başına akımı hızla azaltır, bu da delinme konumundaki yerel aşırı ısınmayı önleyebilir ve termal kaçışı yavaşlatabilir.

OSD güvenlik tasarımı birçok kare 6s 22.2v lipo pilde görülebilir. Genellikle, eriyen (Sigorta) ile birlikte bir metal levha kullanılır. Eriyen pozitif akım toplayıcı üzerinde tasarlanabilir. Aşırı şarj durumunda, kare 6s 22.2v lipo pilin iç basıncı OSD'nin iç kısa devreyi tetiklemesine neden olur, bu da ani yüksek akım oluşturur ve eriyeni sigortalayarak kare 6s 22.2v lipo pilin iç akım döngüsünü keser. Kasa genellikle çelik veya alüminyum kabuktur. Pazarın enerji yoğunluğu arayışı ve üretim sürecindeki ilerlemeyle birlikte, alüminyum kabuk giderek ana akım haline gelmiştir.

2. Kare 6s 22.2v lipo pilin özellikleri

Kare 6s 22.2v lipo pilin avantajları: Kare 6s 22.2v lipo pil yüksek paketleme güvenilirliğine sahiptir; yüksek sistem enerji verimliliği; nispeten hafif ve yüksek enerji yoğunluğu; enerji yoğunluğu için önemli bir seçenektir; eğer monomer kapasitesi büyükse, sistem konfigürasyonu nispeten basittir ve monomerlerin tek tek izlenmesini mümkün kılar; basit sistemin bir diğer faydası da nispeten iyi stabilitedir.
Kare 6s 22.2v lipo pilin dezavantajları: Kare 6s 22.2v lipo pil ürün boyutuna göre özelleştirilebildiğinden piyasada binlerce modeli vardır ve çok fazla model olduğu için süreci birleştirmek zordur; üretim otomasyon seviyesi yüksek değildir ve monomerler oldukça farklıdır. Büyük ölçekli uygulamalarda, sistem ömrünün monomer ömründen çok daha düşük olması sorunu vardır. Ulusal tavsiye standardı GB/T 34013-2017 "Elektrikli araçlar için güç depolama kare 6s 22.2v lipo pil ürün spesifikasyonları ve boyutları" kare 6s 22.2v lipo pil için 8 seri boyut verir.

Pil hücresi boyutunu yönlendirmek kısa vadede özellikle belirgin bir etki yapmayabilir. Bazıları rehberlik vermenin endüstrinin gelişimini kısıtlayacağını bile düşünebilir ve ürün boyutunu değiştirmek sadece pil hücresi üretimi için kalıp ve takım sorunu değil, aynı zamanda etkisi çok büyüktür. Ancak, tavsiye standardı olarak, üreticilere yeni üretim kapasitesine hazırlık yapma ve üretim hatlarını ayarlama eğilimi verebildiği sürece, uzun vadede, seri hale getirme yönünde spesifikasyonların ve boyutların kademeli gelişimini kaçınılmaz olarak teşvik edecektir.

Hücrelerin ve modüllerin tutarlılığı, kademeli kullanımın gerçek anlamda gerçekleştirilmesinin ön koşuludur. Kare 6s 22.2v lipo pil, silindirik pile göre kapasite artırımı yapması daha kolaydır ve kapasite artırma sürecinde daha az kısıtlama vardır. Sistem içindeki hücre sayısı azdır, bu da kare 6s 22.2v lipo pilin önemli rekabet avantajlarından biri olmalıdır. Ancak, monomer hacmi arttıkça, ciddi yan şişme, ısı dağılımında zorluk ve artan düzensizlik gibi bazı sorunlar da ortaya çıkar, bu da gelişimini engeller. Aşağıda kare 6s 22.2v lipo pilin tipik sorunları ve çözümleri tanıtılmaktadır.

3. Kare 6s 22.2v lipo pilin tipik sorunları ve çözümleri

(1) Yan şişme sorunu Kare 6s 22.2v lipo pilin şarj ve deşarj sürecinde içinde belirli bir basınç vardır (deneysel veri 0.3-0.6MPa), aynı basınç altında, stres alanı ne kadar büyükse, kare 6s 22.2v lipo pilin kasa duvarının deformasyonu o kadar ciddidir. Sıvı kare 6s 22.2v lipo pilin ilk şarj ve deşarj sürecinde, elektrot malzemesi ve elektrolit katı-sıvı ara yüzeyinde reaksiyona girerek elektrot malzemesinin yüzeyini kaplayan bir pasivasyon tabakası oluşturur. Oluşan pasivasyon filmi çözücü moleküllerinin geçişini etkili şekilde engeller, ancak lityum iyonları pasivasyon tabakası üzerinden serbestçe gömülebilir ve çıkarılabilir, bu nedenle bu pasivasyon filmi katı elektrolit ara yüzeyi (Solid Electrolyte Interface, SEI) membranı olarak adlandırılır.

Kare 6s 22.2v lipo pilin şişmesinin önemli nedenleri:
① SEI filmi oluşumu sırasında gaz oluşur ve kare 6s 22.2v lipo pil içindeki hava basıncı artar. Kare 6s 22.2v lipo pilin düz yapısının basınca dayanıklılığı zayıf olduğundan kasa deforme olur;
② Şarj sırasında elektrot malzemesinin kafes parametreleri değişir, bu da elektrotun genişlemesine neden olur ve elektrot genişleme kuvveti kasaya etki ederek kare 6s 22.2v lipo pil kasasının deformasyonuna yol açar;
③ Yüksek sıcaklıkta depolandığında, az miktarda elektro-hidroliz ayrışması ve sıcaklık etkisi nedeniyle gaz basıncının artması kare 6s 22.2v lipo pil kasasının deformasyonuna neden olur. Yukarıdaki üç nedenden elektrotun genişlemesinden kaynaklanan kasa genişlemesi en önemlisidir.

Kare 6s 22.2v lipo pilin şişme sorunu yaygındır, özellikle büyük kapasiteli kare 6s 22.2v lipo pilde daha ciddidir. Kare 6s 22.2v lipo pilin şişmesi iç direnci ve yerel elektroliz sıvısı tükenmesini veya hatta kasa çatlamasını artırır, bu da kare 6s 22.2v lipo pilin güvenlik performansını ve döngü ömrünü ciddi şekilde etkiler.
Çözüm:
① Küçük yapılar kullanarak kasa dayanıklılığını artırmak;
② Düzeni optimize etmek. Yukarıdaki iki yöntemle kare 6s 22.2v lipo pilin şişme sorunu etkili şekilde çözülebilir. Kasa dayanıklılığını artırmak, orijinal düz kasa yapısını güçlendirilmiş yapıya dönüştürmek ve kasa güçlendirme yapısı tasarımının etkisini kasanın içinden basınç uygulayarak test etmektir. Farklı sabitleme yöntemlerine (uzunluk yönünde sabit ve genişlik yönünde sabit) göre test yapıldığında, güçlendirme yapısının etkisi net şekilde gözlemlenebilir. Genişlik sabitlenmiş durumda örnek alınırsa, 0.3MPa basınç altında güçlendirme yapısına sahip kasanın deformasyonu 3.2mm iken, güçlendirme yapısı olmayan kasanın deformasyonu 4.1mm'ye ulaşır ve deformasyon miktarı %20'den fazla azalır. Modüldeki hücrelerin düzeni farklıdır ve kalınlık yönündeki deformasyon da farklıdır. Düzeni optimize etme çözümü, mümkün olan en küçük deformasyona sahip düzeni karşılaştırmak ve seçmektir.

(2) Büyük kare 6s 22.2v lipo pilin ısı dağılım performansı kötüleşir. Monomer hacmi arttıkça, kare 6s 22.2v lipo pil içindeki ısıtma kısmından kasaya olan mesafe giderek artar ve iletken ortam ve ara yüzeyler ısıyı dağıtmakta giderek zorlaşır, monomer üzerindeki ısı dağılımının düzensizliği giderek belirginleşir. Tsinghua Üniversitesi Fizik Bölümü'nden Wu Weixiong ve diğerleri bir çalışma yapmıştır. Deneyde 3.2V/12Ah kare 6s 22.2v lipo pil kullanılmış ve kare 6s 22.2v lipo pil şarj ve deşarj ekipmanı Xinwei CT-3001W-50V120-ANTF'dir. Süreç boyunca ortam sıcaklığı 31°C, ısı dağılım yöntemi hava soğutma olup, kare 6s 22.2v lipo pilin sıcaklık değişimi bir sıcaklık ölçüm cihazı ile kaydedilmiştir.

Deney adımları şöyledir:
1) Sabit akımla şarj, kare 6s 22.2v lipo pili 12A akımla şarj ederek şarj kesme voltajı 3.65V olana kadar.
2) Raflama, şarjdan 1 saat sonra kare 6s 22.2v lipo pilin stabil hale gelmesi için.
3) Sabit akımla deşarj, farklı oranlarda 2V deşarj kesme voltajına kadar deşarj. Deşarj oranları sırasıyla 1C, 2C, 3C, 4C, 5C ve 6C olarak ayarlanmıştır.

Farklı deşarj oranlarında, kare 6s 22.2v lipo pil yüzey sıcaklığı değişir. Oran arttıkça sıcaklık da giderek yükselir. Her deşarj oranına karşılık gelen kare 6s 22.2v lipo pilin maksimum yüzey sıcaklıkları sırasıyla 38.1°C, 48.3°C, 56.7°C, 64.4°C, 72.2°C ve 76.9°C'dir. 3C oranında deşarjda maksimum sıcaklık 50℃'yi aşmıştır ve 6C'de sıcaklık 76.9℃'ye ulaşmış ve 50℃'yi aşma süresi 470 saniye olup, bu tüm deşarj sürecinin üçte ikisini oluşturur, bu da kare 6s 22.2v lipo pilin güvenli ve sürekli çalışması için çok elverişsizdir.

Faz değişim malzemesi belirli bir sıcaklık aralığında fiziksel durumunu değiştirme yeteneğine sahiptir. Bu nedenle, faz değişim malzemesi ısı transfer ortamı olarak kullanılır ve tek hücrenin yüzeyine yapıştırılırsa, ısı dağılım etkisi büyük ölçüde iyileştirilebilir. Ayrıca, termal iletken malzemenin su soğutma ile birleştirilmesi planları da vardır, böylece su soğutma sistemi termal iletken malzeme tarafından emilen ısıyı sistem dışına aktarabilir.
Kare 6s 22.2v lipo pil sisteminin termal kaçışı önlemesi için ideal olan, her hücrenin parametrelerini (temel sıcaklık, voltaj ve akım vb.) doğrudan algılayabilmektir. İyi işlevlere sahip yeni sensörlerin ortaya çıkması, termal kaçışa karşı uyarı vermeyi ve müdahale etmeyi mümkün kılacaktır.

Ayrıca bakabilirsiniz:Kare 6s 22.2v lipo pil hakkında ne kadar bilgi sahibisiniz?