У літій-іонному акумуляторі, консистенція клітин особливо важлива.

Почнемо пояснення з цитати про ефект відра, щоб зробити його більш зрозумілим і легшим для розуміння.

Основний зміст ефекту відра полягає в тому, що кількість води, яку може вмістити відро, не залежить від найвищого шматка, але на найкоротшому шматку деревини відра.

Припустімо, що літієва батарея — це відро з водою, тоді елемент літієвої батареї, з якого складається акумуляторна батарея, схожий на дерев’яну дошку, з якої складається відро, таким чином, елемент із найгіршою продуктивністю визначає загальну продуктивність усієї літієвої батареї.

тому, якщо літій-іонний акумулятор має низьку консистенцію елементів, продуктивність, наприклад місткість, життєвий цикл, і характеристики заряду і розряду будуть певною мірою змінені. Оскільки кількість зарядів і розрядів літієвих акумуляторів збільшується, ця погана продуктивність також збільшиться.

Як це відбувається? Яка в цьому логіка? Давайте пояснимо нижче:

Ми всі знаємо, що BMS використовується для захисту в більшості літієвих акумуляторів. BMS має захист від перезаряду та розряду одного елемента для захисту літій-іонних елементів від заряджання та розряджання в безпечному та надійному діапазоні напруг. Коли один елемент перезаряджений або надмірно розряджений, це вплине на термін служби та навіть спричинить загрозу безпеці.

Потрійна літієва батарея має граничну напругу одного розряду 2,5 В, і BMS зазвичай встановлює захист від надмірного розряду одного елемента на 2,8 В. Механізм керування захистом літієвої батареї BMS полягає в тому, що коли напруга будь-якої серії батарей у літієвій батареї досягає 2,8 В, буде включений захист від перерозряду, розрядна трубка MOS або реле буде відключено, через що вся батарея припинить розряджатися.

Візьміть трикомпонентний літієвий акумулятор 10 в серії і 1 паралельно як приклад.

Припустимо, що серед 10 шт потрійних елементів літієвої батареї, той, що має найменшу ємність, становить 2000 мАг, а інший 9 акумуляторні елементи мають ємність 2500mAh. Коли літієва батарея розряджена, в 10 клітини розряджаються одночасно, і напруга клітин зменшується в міру зменшення ємності.

Коли елемент 2000mAh з меншою ємністю розряджається, напруга елемента досягне 2,8 В, а інший 9 Елементи акумуляторної батареї все ще мають ємність 2500 мАг, а напруга вище 3,0 В. BMS визначить, коли акумуляторна батарея має ряд напруг, що досягають 2,8 В, включений захист від перерозряду, і вся батарея перестане розряджатися.

Це призводить до розрядної ємності лише 2000 мАг для всього акумулятора.

Ефект подібний до ефекту під час розрядки

Повна напруга потрійної літієвої батареї становить 4,2 В, а BMS літієвої батареї встановлює одиночний захист від перезаряду на 4,25 В. Напруга елемента батареї зростає зі збільшенням ємності.

Коли акумулятор меншої ємності 2000 мАг повністю заряджений, напруга батареї досягає 4,25 В, і інший 9 елементи заряджені не повністю, а напруга нижче 4,1 В, але коли BMS виявляє серію напруг вище 4,25 В, він запускає захист від перезаряду акумуляторної батареї, вся батарея перестає заряджатися.

Це призводить до того, що акумулятор може заряджати лише 2000 мАг, не 2500mAh.

Ось як ефект відра впливає на літієвий акумулятор, тобто елемент із найменшою ємністю визначає ємність заряду та ємність розряду всієї літієвої батареї.

Такий самий вплив поганої консистенції елементів батареї має місце на життєвому циклі батареї.

Елемент літієвої батареї з найгіршим терміном служби в батареї визначає загальну продуктивність літієвої батареї.

Консистенція літієвих акумуляторів включає напругу холостого ходу, місткість, і внутрішній опір. Більш глибоко, він також включає значення K (швидкість саморозряду), життєвий цикл, характеристики заряду та розряду, тощо.

Перед складанням літієвої батареї, клітини будуть відсортовані та зібрані. Стандартом відповідності є загальний: різниця ємності акумулятора контролюється в межах 1%; різниця напруг в межах 3 мВ; різниця внутрішнього опору в межах 2 мОм.

Що стосується значення K, життєвий цикл, і зарядно-розрядні характеристики, ці фактори узгодженості необхідно контролювати на джерелі виробників/фабрик акумуляторних елементів. Стандартизація основного масового виробництва, автоматизований контроль, тощо.