本發(fā)明涉及一種能量型鈉硫電池加速測試方法。
背景技術(shù)：
：鈉硫電池是一種大容量、長壽命的高溫二次電池。在鈉硫電池開發(fā)過程中，由于其大容量、長壽命的特點，造成評價測試周期過長。例如，作為能量型應(yīng)用的鈉硫電池一個放電和充電循環(huán)所需時間通常為一天，假設(shè)鈉硫電池的壽命為4000次放電和充電循環(huán)，一個完整的電池壽命評價測試需要的時間接近11年。再例如，鈉硫電池的設(shè)計壽命通常為10～15年，評價鈉硫電池在整個壽命周期的充放電特性需要接近10～15年。顯然，以上鈉硫電池開發(fā)過程中所需的測試不可能按照真實的情況進行，因此需要一種鈉硫電池的加速測試方法，縮短鈉硫電池的開發(fā)周期。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種能量型鈉硫電池加速測試方法，通過增大鈉硫電池的放電和充電電流，同時縮短放電和充電之間的靜置時間來加速鈉硫電池的測試，采用一次放電和充電循環(huán)可用容量與初始預(yù)留容量的比值的衰減速率來預(yù)測能量型鈉硫電池的壽命，能夠加速鈉硫電池測試，縮短鈉硫電池開發(fā)周期。實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是：一種能量型鈉硫電池加速測試方法，包括以下步驟：S1，采用n倍額定放電電流和充電電流對能量型鈉硫電池進行倍率放電和充電循環(huán)測試，放電和充電之間靜置時間為t小時，其中，1＜n≤8，0≤t≤2；S2，定義Qn為絕對容量，Q0為初始不可用容量，Qx為絕對放電深度，Q1-Q0為使用容量，Qn-Q1為初始預(yù)留容量，Qn-Qx為可用容量，1≤x≤n；n倍倍率放電和充電循環(huán)m次后，5≤m≤200，將能量型鈉硫電池以額定充電電流恒流充電至截止電壓，靜置一段時間，將能量型鈉硫電池以額定放電電流恒流放電至容量達使用容量，靜置一段時間至鈉硫電池開路電壓Uocv穩(wěn)定，將Uocv代入方程Uocv＝A*(1-Qx/Qn)+B，計算后求得能量型鈉硫電池的絕對放電深度Qx，其中，A和B為參數(shù)，A和B均與能量型鈉硫電池溫度有關(guān)；將能量型鈉硫電池的絕對放電深度Qx帶入方程LQ＝(Qn-Qx)/(Qn-Q1)*100％，計算后求得能量型鈉硫電池壽命LQ；S3，將LQ代入方程VQ＝(100％-LQ)/m，計算得到一次放電和充電循環(huán)可用容量與初始預(yù)留容量的比值的衰減速率VQ，能量型鈉硫電池預(yù)測壽命L＝100％/VQ。上述的一種能量型鈉硫電池加速測試方法，步驟S2中，n倍倍率放電和充電循環(huán)m次后，5≤m≤200，將能量型鈉硫電池以額定充電電流恒流充電至截止電壓，靜置0.5～8小時，將能量型鈉硫電池以額定放電電流恒流放電至容量達使用容量，靜置0.5～8小時至鈉硫電池開路電壓Uocv穩(wěn)定。上述的一種能量型鈉硫電池加速測試方法，步驟S2中:能量型鈉硫電池溫度為300℃時，A＝0.706,B＝1.814；能量型鈉硫電池溫度為330℃時，A＝0.694,B＝1.795；能量型鈉硫電池溫度為350℃時，A＝0.696,B＝1.791；能量型鈉硫電池溫度為400℃時，A＝0.706,B＝1.781。本發(fā)明的能量型鈉硫電池加速測試方法，對鈉硫電池單體、鈉硫電池組或者鈉硫電池模塊、鈉硫電池電站或者鈉硫電池儲能系統(tǒng)都適用，通過增大鈉硫電池的放電和充電電流，同時縮短放電和充電之間的靜置時間來加速鈉硫電池的測試，采用一次放電和充電循環(huán)可用容量與初始預(yù)留容量的比值的衰減速率來預(yù)測能量型鈉硫電池的壽命，能夠加速鈉硫電池測試，縮短鈉硫電池開發(fā)周期。附圖說明圖1為能量型鈉硫電池容量與能量型鈉硫電池開路電壓的關(guān)系圖。具體實施方式為了使本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員能更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對其具體實施方式進行詳細地說明：請參閱圖1，能量型鈉硫電池容量與能量型鈉硫電池開路電壓的關(guān)系，Qn為絕對容量，Q0為初始不可用容量，Qx為絕對放電深度，Q1-Q0為使用容量，Qn-Q1為初始預(yù)留容量，Qn-Qx為可用容量，1≤x≤n。某一型號能量型鈉硫電池參數(shù)如下：絕對容量Qn為550Ah，初始不可用容量Q0為50Ah，使用容量(Q1-Q0)為400Ah，初始預(yù)留容量(Qn-Q1)為100Ah，額定充電電流為25A，額定放電電流為50A，充電截止電壓為2.3V。一種能量型鈉硫電池加速測試方法，包括以下步驟：S1，采用4倍額定放電和充電電流對鈉硫電池進行倍率放電和充電循環(huán)測試，放電和充電之間靜置時間為0小時；S2，4倍倍率放電和充電循環(huán)50次后，將鈉硫電池以25A充電電流恒流充電至截止電壓2.3V，靜置2小時，將鈉硫電池以50A放電電流恒流放電至容量達使用容量400Ah，靜置4小時測量鈉硫電池開路電壓為1.95V，此時鈉硫電池溫度為300℃，將Uocv＝1.94，A＝0.706，B＝1.814，Qn＝550代入方程Uocv＝A*(1-Qx/Qn)+B，計算后求得鈉硫電池絕對放電深度Qx＝451.8Ah；其中，A和B為參數(shù)，與鈉硫電池溫度有關(guān)，具體A和B的參數(shù)值可參考表1，數(shù)據(jù)來源“THESODIUMSULFURBATTERY”,ISBN0-412-16490-6：鈉硫電池溫度/℃AB3000.7061.8143300.6941.7953500.6961.7914000.7061.781表1將Qx＝451.8代入方程LQ＝(Qn-Qx)/(Qn-Q1)*100％，計算后求得鈉硫電池壽命LQ＝98.2％。S3，將LQ＝98.2％代入方程VQ＝(100％-LQ)/m，計算得到一次放電和充電循環(huán)可用容量與初始預(yù)留容量的比值的衰減速率VQ＝0.036％。最后鈉硫電池預(yù)測壽命L＝100％/VQ＝100％/0.036％≈2777次。本發(fā)明的能量型鈉硫電池加速測試方法，對鈉硫電池單體、鈉硫電池組或者鈉硫電池模塊、鈉硫電池電站或者鈉硫電池儲能系統(tǒng)都適用，通過增大鈉硫電池的放電和充電電流，同時縮短放電和充電之間的靜置時間來加速鈉硫電池的測試，采用一次放電和充電循環(huán)可用容量與初始預(yù)留容量的比值的衰減速率來預(yù)測能量型鈉硫電池的壽命，能夠加速鈉硫電池測試，縮短鈉硫電池開發(fā)周期。本
技術(shù)領(lǐng)域：
中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3