بررسي آزمايشگاهي و مدل‌سازي نيمه‌تجربي زمان شارژ باتري ليتيوم-يون با هدف كنترل فرايند شارژ متناسب با جريان‌هاي گوناگون

يكي از چالش هاي اصلي در توسعه باتري هاي ليتيوم- يون به ‌ويژه در كاربردهايي مانند خودروهاي الكتريكي، زمان شارژ طولاني آن ها است و كوتاه تر كردن زمان شارژ بسته باتري يك مسئله بحراني در اين زمينه مي‌باشد. فرايند شارژ باتري ليتيوم- يون به‌وسيله يك شارژر جريان ثابت-ولتاژ ثابت صورت مي‌پذيرد. شارژ سريع ممكن است با سرعت بخشيدن به زوال باتري، عملكرد آن را تحت تأثير قرار دهد. در پژوهش حاضر مدلي براي پيش بيني دقيق زمان شارژ باتري ارايه مي شود كه بر اساس آن در نرخ جريان‌هاي (C-rate) گوناگون شارژ مي‌توان زمان شارژ باتري را برآورد نمود، به‌طوري كه ضريب تشخيص (R2) برازش‌هاي انجام‌شده بر اساس مدل براي پنج نمونه باتري ليتيوم- يون مورد بررسي بيش از 0.99 مي‌باشد. اين موضوع نشان دهنده انطباق بسيار خوب نتيجه‌هاي تجربي با پيش‌بيني‌هاي مدل پيشنهادي است. از آن جا كه مرحله ولتاژ ثابت در فرايند شارژ باتري ليتيوم-يون تا زماني ادامه مي‌يابد كه شدت جريان تا مقدار مشخصي كاهش يابد در نتيجه در صورت تشخيص ندادن كاهش شدت جريان در مرحله ولتاژ ثابت، شاهد شارژ بيش از حد باتري خواهيم بود. هم‌چنين در صورت اختلال در سامانه باتري ممكن است جريان در مرحله ولتاژ ثابت با يك روال مشخص افت نكند كه اين موضوع نيز باعث شارژ بيش ازحد باتري و در نتيجه كاهش ظرفيت آن خواهد شد. پس با در اختيار داشتن يك برآورد درست از زمان شارژ باتري مي توان هر دو مرحله شارژ (جريان ثابت و ولتاژ ثابت) را به‌وسيله زمان محدود كرد تا در هنگام شارژ سريع، زوال بيش تري بر سامانه باتري ليتيوم-يون تحميل نشود و از بروز هر گونه مشكل يا خرابي به علت شارژ بيش از حد باتري جلوگيري شود.