មគ្គុទ្ទេសក៍ដ៏ទូលំទូលាយសម្រាប់ការវិភាគខ្សែកោងនៃការឆក់ថ្ម Lithium-Ion

ការធ្វើតេស្តដំណើរការដែលប្រើជាទូទៅបំផុតនៃថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុង--យុទ្ធសាស្ត្រវិភាគខ្សែកោងការហូរចេញ

នៅពេលដែលថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុងបញ្ចេញ វ៉ុលដំណើរការរបស់វាតែងតែផ្លាស់ប្តូរជានិច្ចជាមួយនឹងការបន្តនៃពេលវេលា។ វ៉ុលដំណើរការរបស់ថ្មត្រូវបានប្រើជាការកំណត់ ពេលវេលាបញ្ចេញ ឬសមត្ថភាព ឬស្ថានភាពនៃការសាកថ្ម (SOC) ឬជម្រៅបញ្ចេញ (DOD) ជា abscissa ហើយខ្សែកោងដែលទាញត្រូវបានគេហៅថា ខ្សែកោងបញ្ចេញ។ ដើម្បីយល់ពីលក្ខណៈខ្សែកោងនៃថ្ម យើងត្រូវយល់អំពីវ៉ុលរបស់ថ្មជាគោលការណ៍។

[វ៉ុលថ្ម]

សម្រាប់ប្រតិកម្មអេឡិចត្រូតដើម្បីបង្កើតថ្មត្រូវតែបំពេញលក្ខខណ្ឌដូចខាងក្រោម: ដំណើរការនៃការបាត់បង់អេឡិចត្រុងនៅក្នុងប្រតិកម្មគីមី (ពោលគឺដំណើរការអុកស៊ីតកម្ម) និងដំណើរការនៃការទទួលបានអេឡិចត្រុង (ពោលគឺដំណើរការប្រតិកម្មកាត់បន្ថយ) ត្រូវតែត្រូវបានបំបែកនៅក្នុងផ្នែកពីរផ្សេងគ្នា, ដែលខុសពីប្រតិកម្ម redox ទូទៅ; ប្រតិកម្ម redox នៃសារធាតុសកម្មនៃអេឡិចត្រូតពីរត្រូវតែត្រូវបានបញ្ជូនដោយសៀគ្វីខាងក្រៅដែលខុសពីប្រតិកម្មមីក្រូថ្មនៅក្នុងដំណើរការច្រេះដែក។ វ៉ុលរបស់ថ្មគឺជាភាពខុសគ្នាដ៏មានសក្តានុពលរវាងអេឡិចត្រូតវិជ្ជមាន និងអេឡិចត្រូតអវិជ្ជមាន។ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រសំខាន់ជាក់លាក់រួមមានវ៉ុលសៀគ្វីបើកចំហ វ៉ុលដំណើរការ បន្ទុក និងវ៉ុលកាត់ផ្តាច់។ល។

[សក្តានុពលអេឡិចត្រូតនៃសម្ភារៈថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុង]

សក្ដានុពលអេឡិចត្រូតសំដៅលើការពន្លិចវត្ថុរឹងនៅក្នុងសូលុយស្យុងអេឡិចត្រូលីត ដែលបង្ហាញពីឥទ្ធិពលអគ្គិសនី ពោលគឺភាពខុសគ្នាសក្តានុពលរវាងផ្ទៃលោហៈ និងដំណោះស្រាយ។ ភាពខុសគ្នានៃសក្តានុពលនេះត្រូវបានគេហៅថាសក្តានុពលនៃលោហៈនៅក្នុងដំណោះស្រាយឬសក្តានុពលនៃអេឡិចត្រូត។ សរុបមក សក្តានុពលអេឡិចត្រូត គឺជាទំនោរសម្រាប់អ៊ីយ៉ុង ឬអាតូម ដើម្បីទទួលបានអេឡិចត្រុង។

ដូច្នេះសម្រាប់វត្ថុធាតុអេឡិចត្រូតវិជ្ជមាន ឬអេឡិចត្រូតអវិជ្ជមាន នៅពេលដាក់ក្នុងអេឡិចត្រូតជាមួយអំបិលលីចូម សក្តានុពលអេឡិចត្រូតរបស់វាត្រូវបានបញ្ជាក់ជា៖

ដែលφ c គឺជាសក្តានុពលអេឡិចត្រូតនៃសារធាតុនេះ។ សក្តានុពលអេឡិចត្រូតអ៊ីដ្រូសែនស្តង់ដារត្រូវបានកំណត់ជា 0.0V ។

[វ៉ុលសៀគ្វីបើកចំហនៃថ្ម]

កម្លាំងអេឡិចត្រុងនៃថ្មគឺជាតម្លៃទ្រឹស្តីដែលគណនាតាមប្រតិកម្មរបស់ថ្មដោយប្រើវិធីសាស្ត្រទែរម៉ូឌីណាមិក ពោលគឺភាពខុសគ្នារវាងសក្តានុពលអេឡិចត្រូតលំនឹងរបស់ថ្ម និងអេឡិចត្រូតវិជ្ជមាន និងអវិជ្ជមាននៅពេលសៀគ្វីដាច់គឺជាតម្លៃអតិបរមា។ ថាថ្មអាចផ្តល់វ៉ុល។ ជាការពិត អេឡិចត្រូតវិជ្ជមាន និងអវិជ្ជមាន មិនចាំបាច់នៅក្នុងស្ថានភាពលំនឹងទែរម៉ូឌីណាមិកនៅក្នុងអេឡិចត្រូលីតនោះទេ ពោលគឺសក្តានុពលអេឡិចត្រូតដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយអេឡិចត្រូតវិជ្ជមាន និងអវិជ្ជមាននៃថ្មនៅក្នុងដំណោះស្រាយអេឡិចត្រូលីត ជាធម្មតាមិនមែនជាសក្តានុពលអេឡិចត្រូតលំនឹងទេ ដូច្នេះ វ៉ុលសៀគ្វីបើកចំហនៃថ្មជាទូទៅតូចជាងកម្លាំងអេឡិចត្រូម៉ូទ័ររបស់វា។ សម្រាប់ប្រតិកម្មអេឡិចត្រូត៖

ដោយពិចារណាលើស្ថានភាពមិនស្តង់ដារនៃសមាសធាតុប្រតិកម្ម និងសកម្មភាព (ឬកំហាប់) នៃសមាសធាតុសកម្មតាមពេលវេលា វ៉ុលសៀគ្វីបើកចំហពិតប្រាកដរបស់កោសិកាត្រូវបានកែប្រែដោយសមីការថាមពល៖

ដែល R ជាថេរឧស្ម័ន T គឺជាសីតុណ្ហភាពប្រតិកម្ម ហើយ a គឺជាសកម្មភាព ឬកំហាប់សមាសធាតុ។ វ៉ុលសៀគ្វីបើកចំហរបស់ថ្មអាស្រ័យលើលក្ខណៈសម្បត្តិនៃសម្ភារៈអេឡិចត្រូតវិជ្ជមាន និងអវិជ្ជមាន អេឡិចត្រូលីត និងលក្ខខណ្ឌសីតុណ្ហភាព ហើយមិនអាស្រ័យលើធរណីមាត្រ និងទំហំនៃថ្ម។ ការរៀបចំសម្ភារៈអេឡិចត្រូតលីចូមអ៊ីយ៉ុងទៅក្នុងបង្គោល ហើយបន្ទះដែកលីចូមដែលបានផ្គុំចូលទៅក្នុងថ្មពាក់កណ្តាលប៊ូតុង អាចវាស់ស្ទង់សម្ភារៈអេឡិចត្រូតនៅក្នុងស្ថានភាព SOC ផ្សេងគ្នានៃវ៉ុលបើកចំហ ខ្សែកោងវ៉ុលបើកចំហគឺជាបន្ទុកសម្ភារៈអេឡិចត្រូត ប្រតិកម្មរដ្ឋ ការផ្ទុកថ្ម ការធ្លាក់ចុះតង់ស្យុងបើកចំហ ប៉ុន្តែ មិនធំខ្លាំងទេ ប្រសិនបើវ៉ុលបើកលឿនពេក ឬអំព្លីទីត គឺជាបាតុភូតមិនប្រក្រតី។ ការផ្លាស់ប្តូរស្ថានភាពផ្ទៃនៃសារធាតុសកម្ម bipolar និងការឆក់ដោយខ្លួនឯងនៃថ្មគឺជាហេតុផលចម្បងសម្រាប់ការថយចុះនៃវ៉ុលសៀគ្វីបើកចំហនៅក្នុងការផ្ទុករួមទាំងការផ្លាស់ប្តូរនៃស្រទាប់របាំងនៃតារាងសម្ភារៈអេឡិចត្រូតវិជ្ជមាននិងអវិជ្ជមាន; ការផ្លាស់ប្តូរសក្តានុពលដែលបង្កឡើងដោយអស្ថិរភាពនៃទែរម៉ូឌីណាមិកនៃអេឡិចត្រូត ការរលាយ និងទឹកភ្លៀងនៃភាពមិនបរិសុទ្ធបរទេសនៃលោហៈ និងសៀគ្វីខ្លីខ្នាតតូចដែលបណ្តាលមកពី diaphragm រវាងអេឡិចត្រូតវិជ្ជមាន និងអវិជ្ជមាន។ នៅពេលដែលថ្មលីចូមអ៊ីយ៉ុងកាន់តែចាស់ការផ្លាស់ប្តូរតម្លៃ K (ការធ្លាក់ចុះតង់ស្យុង) គឺជាដំណើរការបង្កើតនិងស្ថេរភាពនៃខ្សែភាពយន្ត SEI នៅលើផ្ទៃនៃសម្ភារៈអេឡិចត្រូត។ ប្រសិនបើការធ្លាក់ចុះតង់ស្យុងធំពេក មានសៀគ្វីខ្លីខ្នាតតូចនៅខាងក្នុង ហើយថ្មត្រូវបានវិនិច្ឆ័យថាមិនមានគុណភាព។

[ថ្មប៉ូឡារីស]

នៅពេលដែលចរន្តឆ្លងកាត់អេឡិចត្រូត បាតុភូតដែលអេឡិចត្រូតងាកចេញពីសក្ដានុពលអេឡិចត្រូតលំនឹង ត្រូវបានគេហៅថាប៉ូឡារីសៀ ហើយប៉ូឡារីសៀសហ្សឺរបង្កើតសក្តានុពលលើស។ យោងទៅតាមមូលហេតុនៃការបង្កើតប៉ូលប៉ូឡាសៀអាចបែងចែកទៅជា polarization ohmic, polarization កំហាប់ និង electrochemical polarization ។ រូបភព។ 2 គឺជាខ្សែកោងនៃការឆក់ធម្មតានៃថ្ម និងឥទ្ធិពលនៃប៉ូលឡាសៀផ្សេងៗលើវ៉ុល។

 រូបភាពទី 1. ខ្សែកោងទឹករំអិលធម្មតា និងបន្ទាត់រាងប៉ូល។

(1) Ohmic polarization: បណ្តាលមកពីភាពធន់នៃផ្នែកនីមួយៗនៃថ្ម សម្ពាធធ្លាក់ចុះក្រោមច្បាប់ ohm ចរន្តថយចុះ ប៉ូល័រថយចុះភ្លាមៗ ហើយចរន្តបាត់ភ្លាមៗបន្ទាប់ពីវាឈប់។

(2) electrochemical polarization: polarization គឺបណ្តាលមកពីប្រតិកម្ម electrochemical យឺតនៅលើផ្ទៃអេឡិចត្រូត។ វាថយចុះយ៉ាងខ្លាំងក្នុងកម្រិតមីក្រូវិនាទី ដោយសារចរន្តកាន់តែតូច។

(3) ការប្រមូលផ្តុំប៉ូឡូញៈ ដោយសារការពន្យារនៃដំណើរការសាយភាយអ៊ីយ៉ុងនៅក្នុងសូលុយស្យុង ភាពខុសគ្នានៃកំហាប់រវាងផ្ទៃនៃអេឡិចត្រូត និងតួសូលុយស្យុងត្រូវបានប៉ូលានៅក្រោមចរន្តជាក់លាក់មួយ។ បន្ទាត់រាងប៉ូលនេះថយចុះ ឬបាត់នៅពេលចរន្តអគ្គិសនីថយចុះនៅម៉ាក្រូស្កូបវិនាទី (ពីពីរបីវិនាទីទៅរាប់សិបវិនាទី)។

ភាពធន់ខាងក្នុងរបស់ថ្មកើនឡើងជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃចរន្តបញ្ចេញរបស់ថ្ម ដែលជាចម្បងដោយសារតែចរន្តបញ្ចេញដ៏ធំបង្កើននិន្នាការប៉ូលនៃថ្ម ហើយចរន្តបញ្ចេញកាន់តែធំ និន្នាការប៉ូលកាន់តែច្បាស់ដូចបានបង្ហាញ។ នៅក្នុងរូបភាពទី 2. យោងទៅតាមច្បាប់របស់ Ohm: V=E0-IRT ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃភាពធន់ទ្រាំសរុបខាងក្នុង RT ពេលវេលាដែលត្រូវការសម្រាប់វ៉ុលថ្មដើម្បីឈានដល់វ៉ុលកាត់ផ្តាច់ចរន្តត្រូវបានកាត់បន្ថយដែលត្រូវគ្នា ដូច្នេះសមត្ថភាពបញ្ចេញក៏ត្រូវបានកាត់បន្ថយផងដែរ។ កាត់បន្ថយ។

រូបភាពទី 2. ឥទ្ធិពលនៃដង់ស៊ីតេបច្ចុប្បន្ននៅលើបន្ទាត់រាងប៉ូល។

ថ្មលីចូមអ៊ីយ៉ុង គឺជាប្រភេទថ្មកំហាប់លីចូមអ៊ីយ៉ុង។ ដំណើរ​ការ​សាក​និង​បញ្ចេញ​ថ្ម​លីចូម​អ៊ីយ៉ុង​គឺ​ជា​ដំណើរ​ការ​នៃ​ការ​បង្កប់​និង​ការ​ដក​ចេញ​នៃ​អ៊ីយ៉ុង​លីចូម​ក្នុង​អេឡិចត្រូត​វិជ្ជមាន​និង​អវិជ្ជមាន។ កត្តាដែលជះឥទ្ធិពលដល់ប៉ូឡូរីសនៃថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុង រួមមានៈ

(1) ឥទ្ធិពលនៃអេឡិចត្រូលីត៖ ចរន្តអគ្គិសនីទាបគឺជាហេតុផលចម្បងសម្រាប់ប៉ូឡារីសនៃថ្មលីចូមអ៊ីយ៉ុង។ នៅក្នុងជួរសីតុណ្ហភាពទូទៅ ចរន្តនៃអេឡិចត្រូលីតដែលប្រើសម្រាប់អាគុយលីចូម-អ៊ីយ៉ុង ជាទូទៅមានត្រឹមតែ 0.01 ~ 0.1S/cm ដែលស្មើនឹងមួយភាគរយនៃដំណោះស្រាយ aqueous ។ ដូច្នេះនៅពេលដែលអាគុយលីចូម-អ៊ីយ៉ុងបញ្ចេញនៅចរន្តខ្ពស់ វាយឺតពេលក្នុងការបន្ថែម Li + ពីអេឡិចត្រូលីត ហើយបាតុភូតប៉ូលនឹងកើតឡើង។ ការធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវចរន្តនៃអេឡិចត្រូលីតគឺជាកត្តាគន្លឹះក្នុងការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវសមត្ថភាពបញ្ចេញចរន្តខ្ពស់នៃអាគុយលីចូមអ៊ីយ៉ុង។

(2) ឥទ្ធិពលនៃវត្ថុធាតុវិជ្ជមាន និងអវិជ្ជមាន៖ បណ្តាញដែលវែងជាងនៃវត្ថុធាតុវិជ្ជមាន និងអវិជ្ជមាន ភាគល្អិតលីចូមអ៊ីយ៉ុងធំដែលសាយភាយទៅលើផ្ទៃ ដែលមិនអំណោយផលដល់ការហូរចេញក្នុងអត្រាធំ។

(3) ភ្នាក់ងារ conductor: ខ្លឹមសារនៃ conductive agent គឺជាកត្តាសំខាន់ដែលប៉ះពាល់ដល់ដំណើរការបញ្ចេញទឹកនៃសមាមាត្រខ្ពស់។ ប្រសិនបើខ្លឹមសារនៃសារធាតុ conductive ក្នុងរូបមន្ត cathode មិនគ្រប់គ្រាន់ អេឡិចត្រុងមិនអាចផ្ទេរបានក្នុងពេលដែលចរន្តធំត្រូវបានរំសាយចេញ ហើយភាពធន់ខាងក្នុងប៉ូលលីសកើនឡើងយ៉ាងឆាប់រហ័ស ដូច្នេះវ៉ុលថ្មត្រូវបានកាត់បន្ថយយ៉ាងលឿនទៅវ៉ុលកាត់ផ្តាច់ចរន្ត។ .

(4) ឥទ្ធិពលនៃការរចនាបង្គោល៖ កម្រាស់បង្គោល៖ ក្នុងករណីមានការបញ្ចេញចរន្តធំ ល្បឿនប្រតិកម្មនៃសារធាតុសកម្មគឺលឿនណាស់ ដែលតម្រូវឱ្យអ៊ីយ៉ុងលីចូមត្រូវបានបញ្ចូល និងផ្ដាច់ក្នុងសម្ភារៈយ៉ាងឆាប់រហ័ស។ ប្រសិនបើបន្ទះបង្គោលក្រាស់ ហើយផ្លូវនៃការសាយភាយអ៊ីយ៉ុងលីចូមកើនឡើង ទិសដៅនៃកម្រាស់បង្គោលនឹងបង្កើតជម្រាលកំហាប់អ៊ីយ៉ុងលីចូមធំ។

ដង់ស៊ីតេបង្រួម៖ ដង់ស៊ីតេបង្រួមនៃសន្លឹកបង្គោលកាន់តែធំ រន្ធញើសកាន់តែតូច ហើយផ្លូវនៃចលនាអ៊ីយ៉ុងលីចូមក្នុងទិសដៅកម្រាស់សន្លឹកបង្គោលគឺវែងជាង។ លើសពីនេះទៀត ប្រសិនបើដង់ស៊ីតេបង្រួមធំពេក ផ្ទៃទំនាក់ទំនងរវាងសម្ភារៈ និងអេឡិចត្រូលីតថយចុះ កន្លែងប្រតិកម្មអេឡិចត្រូតត្រូវបានកាត់បន្ថយ ហើយភាពធន់ខាងក្នុងនៃថ្មក៏នឹងកើនឡើងផងដែរ។

(5) ឥទ្ធិពលនៃភ្នាស SEI: ការបង្កើតភ្នាស SEI បង្កើនភាពធន់នៃចំណុចប្រទាក់អេឡិចត្រូត/អេឡិចត្រូលីត ដែលបណ្តាលឱ្យមានវ៉ុល hysteresis ឬបន្ទាត់រាងប៉ូល។

[វ៉ុលប្រតិបត្តិការរបស់ថ្ម]

វ៉ុលប្រតិបត្តិការដែលត្រូវបានគេស្គាល់ផងដែរថាជាវ៉ុលចុងសំដៅទៅលើភាពខុសគ្នាសក្តានុពលរវាងអេឡិចត្រូតវិជ្ជមាននិងអវិជ្ជមាននៃថ្មនៅពេលដែលចរន្តហូរនៅក្នុងសៀគ្វីក្នុងស្ថានភាពការងារ។ នៅក្នុងស្ថានភាពដំណើរការនៃការបញ្ចេញថ្ម នៅពេលដែលចរន្តហូរកាត់ថ្ម ភាពធន់ដែលបណ្តាលមកពីការតស៊ូខាងក្នុងគួរតែត្រូវបានយកឈ្នះ ដែលនឹងបណ្តាលឱ្យមានការធ្លាក់ចុះសម្ពាធ ohmic និង electrode polarization ដូច្នេះវ៉ុលធ្វើការគឺតែងតែទាបជាងវ៉ុលសៀគ្វីបើកចំហ។ ហើយនៅពេលសាកថ្ម វ៉ុលចុងគឺតែងតែខ្ពស់ជាងវ៉ុលបើកសៀគ្វី។ នោះគឺជាលទ្ធផលនៃប៉ូឡូញធ្វើឱ្យវ៉ុលចុងនៃការបញ្ចេញថ្មទាបជាងសក្តានុពលអេឡិចត្រូម៉ូទ័ររបស់ថ្មដែលខ្ពស់ជាងសក្តានុពលអេឡិចត្រូម៉ូទ័រនៃថ្មដែលកំពុងសាក។

ដោយសារតែអត្ថិភាពនៃបាតុភូតប៉ូឡូញ, វ៉ុលភ្លាមៗនិងវ៉ុលពិតប្រាកដនៅក្នុងដំណើរការនៃបន្ទុកនិងការឆក់។ នៅពេលសាកថ្ម វ៉ុលភ្លាមៗគឺខ្ពស់ជាងវ៉ុលពិតបន្តិច ប៉ូល័របាត់ ហើយតង់ស្យុងធ្លាក់ចុះនៅពេលដែលវ៉ុលភ្លាមៗ និងវ៉ុលពិតប្រាកដថយចុះបន្ទាប់ពីការឆក់។

ដើម្បីសង្ខេបការពិពណ៌នាខាងលើ កន្សោមគឺ៖

E +, E- -តំណាងឱ្យសក្តានុពលនៃអេឡិចត្រូតវិជ្ជមាន និងអវិជ្ជមានរៀងគ្នា E + 0 និង E- -0 តំណាងឱ្យសក្តានុពលអេឡិចត្រូតលំនឹងនៃអេឡិចត្រូតវិជ្ជមាន និងអវិជ្ជមាន រៀងគ្នា VR តំណាងឱ្យវ៉ុលប៉ូឡារីយ៉ូត ohmic និង η + , η - -តំណាងឱ្យសក្តានុពលលើសនៃអេឡិចត្រូតវិជ្ជមាន និងអវិជ្ជមានរៀងគ្នា។

[គោលការណ៍ជាមូលដ្ឋាននៃការធ្វើតេស្តបង្ហូរ]

បន្ទាប់ពីការយល់ដឹងជាមូលដ្ឋានអំពីវ៉ុលរបស់ថ្ម យើងចាប់ផ្តើមវិភាគខ្សែកោងនៃការឆក់នៃថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុង។ ខ្សែកោងការហូរចេញជាមូលដ្ឋានឆ្លុះបញ្ចាំងពីស្ថានភាពនៃអេឡិចត្រូតដែលជា superposition នៃការផ្លាស់ប្តូររដ្ឋនៃអេឡិចត្រូតវិជ្ជមាននិងអវិជ្ជមាន។

ខ្សែកោងវ៉ុលនៃថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុងពេញដំណើរការបញ្ចេញអាចបែងចែកជាបីដំណាក់កាល

1) នៅដំណាក់កាលដំបូងនៃថ្ម វ៉ុលធ្លាក់ចុះយ៉ាងឆាប់រហ័ស ហើយអត្រាបញ្ចេញកាន់តែច្រើន វ៉ុលធ្លាក់ចុះកាន់តែលឿន។

2) វ៉ុលថ្មចូលទៅក្នុងដំណាក់កាលផ្លាស់ប្តូរយឺតដែលត្រូវបានគេហៅថាតំបន់វេទិកានៃថ្ម។ អត្រាបញ្ចេញចោលកាន់តែតូច

រយៈពេលនៃតំបន់វេទិកាកាន់តែយូរ វ៉ុលវេទិកាកាន់តែខ្ពស់ ការធ្លាក់ចុះតង់ស្យុងកាន់តែយឺត។

3) នៅពេលដែលថាមពលថ្មជិតរួចរាល់ វ៉ុលផ្ទុករបស់ថ្មចាប់ផ្តើមធ្លាក់ចុះយ៉ាងខ្លាំង រហូតដល់វ៉ុលឈប់ដំណើរការ។

ក្នុងអំឡុងពេលធ្វើតេស្ត មានវិធីពីរយ៉ាងក្នុងការប្រមូលទិន្នន័យ

(1) ប្រមូលទិន្នន័យនៃចរន្តវ៉ុលនិងពេលវេលាយោងទៅតាមចន្លោះពេលកំណត់ Δ t;

(2) ប្រមូលទិន្នន័យបច្ចុប្បន្ន វ៉ុល និងពេលវេលាដោយយោងទៅតាមភាពខុសគ្នានៃការផ្លាស់ប្តូរវ៉ុលកំណត់ Δ V. ភាពត្រឹមត្រូវនៃការបញ្ចូលថ្ម និងការបញ្ចោញឧបករណ៍រួមមានភាពត្រឹមត្រូវបច្ចុប្បន្ន ភាពត្រឹមត្រូវនៃវ៉ុល និងពេលវេលាជាក់លាក់។ តារាងទី 2 បង្ហាញពីប៉ារ៉ាម៉ែត្របរិក្ខារនៃម៉ាស៊ីនសាកថ្ម និងបញ្ចេញថាមពលជាក់លាក់ ដែល % FS តំណាងឱ្យភាគរយនៃជួរពេញ ហើយ 0.05% RD សំដៅទៅលើកំហុសដែលបានវាស់វែងក្នុងចន្លោះ 0.05% នៃការអាន។ ឧបករណ៍សាកនិងបញ្ចេញចោលជាទូទៅប្រើប្រភពចរន្តថេររបស់ CNC ជំនួសឱ្យការធន់ទ្រាំនឹងបន្ទុកសម្រាប់បន្ទុក ដូច្នេះវ៉ុលលទ្ធផលរបស់ថ្មមិនមានអ្វីដែលត្រូវធ្វើជាមួយភាពធន់ទ្រាំស៊េរីឬភាពធន់ទ្រាំប៉ារ៉ាស៊ីតនៅក្នុងសៀគ្វីទេប៉ុន្តែទាក់ទងតែវ៉ុល E និងភាពធន់ទ្រាំខាងក្នុងប៉ុណ្ណោះ។ r និងចរន្តសៀគ្វី I នៃប្រភពវ៉ុលដ៏ល្អដែលស្មើនឹងថ្ម។ ប្រសិនបើភាពធន់ត្រូវបានប្រើសម្រាប់បន្ទុកកំណត់វ៉ុលនៃប្រភពវ៉ុលដ៏ល្អនៃថ្មដែលស្មើនឹង E ភាពធន់ខាងក្នុងគឺ r ហើយភាពធន់ទ្រាំនឹងបន្ទុកគឺ R ។ វាស់វ៉ុលនៅចុងទាំងពីរនៃធន់ទ្រាំនឹងបន្ទុកជាមួយវ៉ុល។ ម៉ែត្រដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពខាងលើក្នុងរូបភាពទី 6. ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយនៅក្នុងការអនុវត្តមានភាពធន់នឹងការនាំមុខនិងធន់ទ្រាំនឹងការប៉ះ (ធន់ទ្រាំប៉ារ៉ាស៊ីតឯកសណ្ឋាន) នៅក្នុងសៀគ្វី។ ដ្យាក្រាមសៀគ្វីសមមូលដែលបង្ហាញក្នុងរូបភព។ 3 ត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភាពខាងក្រោមនៃរូបភព។ 3. នៅក្នុងការអនុវត្តជាក់ស្តែងភាពធន់នឹងប៉ារ៉ាស៊ីតត្រូវបានណែនាំដោយជៀសមិនរួចដូច្នេះភាពធន់នៃបន្ទុកសរុបក្លាយទៅជាធំប៉ុន្តែវ៉ុលដែលបានវាស់គឺជាវ៉ុលនៅចុងទាំងពីរនៃភាពធន់ទ្រាំបន្ទុក R ដូច្នេះកំហុសត្រូវបានណែនាំ។

 រូបភាពទី 3 ដ្យាក្រាមប្លុកគោលការណ៍ និងដ្យាក្រាមសៀគ្វីសមមូលជាក់ស្តែងនៃវិធីសាស្ត្របញ្ចេញភាពធន់

នៅពេលដែលប្រភពចរន្តថេរជាមួយ I1 បច្ចុប្បន្នត្រូវបានប្រើជាបន្ទុក ដ្យាក្រាមគ្រោងការណ៍ និងដ្យាក្រាមសៀគ្វីសមមូលពិតប្រាកដត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាព 7. E, I1 គឺជាតម្លៃថេរ ហើយ r គឺថេរសម្រាប់ពេលជាក់លាក់មួយ។

ពីរូបមន្តខាងលើយើងអាចឃើញថាវ៉ុលទាំងពីរនៃ A និង B គឺថេរ ពោលគឺវ៉ុលលទ្ធផលរបស់ថ្មមិនទាក់ទងទៅនឹងទំហំនៃធន់ទ្រាំស៊េរីនៅក្នុងរង្វិលជុំទេ ហើយជាការពិតណាស់វាមិនមានអ្វីត្រូវធ្វើទេ។ ជាមួយនឹងភាពធន់នឹងប៉ារ៉ាស៊ីត។ លើសពីនេះ របៀបវាស់បួនស្ថានីយអាចសម្រេចបាននូវការវាស់វែងត្រឹមត្រូវបន្ថែមទៀតនៃវ៉ុលលទ្ធផលរបស់ថ្ម។

រូបភាពទី 4 ដ្យាក្រាមប្លុកសមមូល និងដ្យាក្រាមសៀគ្វីសមមូលជាក់ស្តែងនៃបន្ទុកប្រភពបច្ចុប្បន្នថេរ

ប្រភពស្របគ្នាគឺជាឧបករណ៍ផ្គត់ផ្គង់ថាមពលដែលអាចផ្តល់ចរន្តថេរដល់បន្ទុក។ វានៅតែអាចរក្សាចរន្តទិន្នផលបានថេរ នៅពេលដែលការផ្គត់ផ្គង់ថាមពលខាងក្រៅប្រែប្រួល និងលក្ខណៈ impedance ផ្លាស់ប្តូរ។

[របៀប​សាកល្បង​បញ្ចេញ​ទឹក​]

ឧបករណ៍ធ្វើតេស្តសាកថ្ម និងបញ្ចេញទឹក ជាទូទៅប្រើឧបករណ៍ semiconductor ជាធាតុលំហូរ។ តាមរយៈការកែតម្រូវសញ្ញាបញ្ជារបស់ឧបករណ៍ semiconductor វាអាចក្លែងធ្វើបន្ទុកនៃលក្ខណៈផ្សេងៗគ្នាដូចជា ចរន្តថេរ សម្ពាធថេរ និងការតស៊ូថេរជាដើម។ របៀបសាកល្បងការបញ្ចេញថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុង ភាគច្រើនរួមមានការឆក់ចរន្តថេរ ការឆក់ធន់ទ្រាំថេរ ការឆក់ថាមពលថេរ។ល។ នៅក្នុងរបៀបនៃការបញ្ចោញនីមួយៗ ការឆក់បន្ត និងចរន្តចន្លោះពេលក៏អាចបែងចែកបានផងដែរ ដែលយោងទៅតាមរយៈពេល។ ការហូរទឹករំអិលតាមចន្លោះពេលអាចបែងចែកទៅជា ការហូរចេញជាបណ្តោះអាសន្ន និងការបញ្ចេញជីពចរ។ កំឡុងពេលសាកល្បងការបញ្ចោញថ្ម ថ្មនឹងរំសាយទៅតាមទម្រង់ដែលបានកំណត់ ហើយឈប់រំសាយបន្ទាប់ពីឈានដល់លក្ខខណ្ឌដែលបានកំណត់។ លក្ខខណ្ឌនៃការកាត់ផ្តាច់ចរន្តអគ្គិសនីរួមមាន ការកំណត់ការកាត់ផ្តាច់វ៉ុល ការកំណត់ពេលវេលាកាត់ផ្តាច់ ការកំណត់សមត្ថភាពកាត់ផ្តាច់ ការកំណត់ការកាត់ផ្តាច់កម្រិតវ៉ុលអវិជ្ជមាន។ល។ គឺ ការផ្លាស់ប្តូរនៃខ្សែកោងការហូរចេញក៏ត្រូវបានប៉ះពាល់ដោយប្រព័ន្ធបញ្ចេញចោលផងដែរ រួមមានៈ ចរន្តបញ្ចេញ សីតុណ្ហភាពបញ្ចេញ វ៉ុលបញ្ចប់ការឆក់។ ការហូរចេញជាបណ្តោះអាសន្ន ឬបន្ត។ ចរន្តបញ្ចេញកាន់តែធំ វ៉ុលប្រតិបត្តិការធ្លាក់ចុះកាន់តែលឿន។ ជាមួយនឹងសីតុណ្ហភាពបញ្ចេញ ខ្សែកោងនៃការបញ្ចេញទឹករំអិលផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងទន់ភ្លន់។

(1​) ការ​បញ្ចេញ​ចរន្ត​ថេរ​

នៅពេលដែលការឆក់ចរន្តថេរ តម្លៃបច្ចុប្បន្នត្រូវបានកំណត់ ហើយបន្ទាប់មកតម្លៃបច្ចុប្បន្នត្រូវបានឈានដល់ដោយការកែតម្រូវប្រភពចរន្តថេរ CNC ដូច្នេះដើម្បីដឹងពីការឆក់ចរន្តថេរនៃថ្ម។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ ការផ្លាស់ប្តូរវ៉ុលចុងនៃថ្មត្រូវបានប្រមូលដើម្បីរកមើលលក្ខណៈនៃការឆក់របស់ថ្ម។ ការឆក់ចរន្តថេរគឺជាការហូរចេញនៃចរន្តឆក់ដូចគ្នា ប៉ុន្តែវ៉ុលថ្មនៅតែបន្តធ្លាក់ចុះ ដូច្នេះថាមពលនៅតែបន្តធ្លាក់ចុះ។ រូបភាពទី 5 គឺជាវ៉ុលនិងខ្សែកោងបច្ចុប្បន្ននៃការឆក់ចរន្តថេរនៃថ្មលីចូមអ៊ីយ៉ុង។ ដោយសារតែការឆក់ចរន្តថេរអ័ក្សពេលវេលាត្រូវបានបម្លែងយ៉ាងងាយស្រួលទៅជាសមត្ថភាព (ផលិតផលនៃចរន្តនិងពេលវេលា) អ័ក្ស។ រូបភាពទី 5 បង្ហាញពីខ្សែកោងវ៉ុល - សមត្ថភាពនៅពេលបញ្ចេញចរន្តថេរ។ ការបញ្ចោញចរន្តថេរគឺជាវិធីសាស្ត្រឆក់ដែលប្រើជាទូទៅបំផុតនៅក្នុងការធ្វើតេស្តថ្មលីចូមអ៊ីយ៉ុង។

រូបភាពទី 5 ការបញ្ចូលចរន្តវ៉ុលថេរ និងខ្សែកោងបញ្ចេញចរន្តថេរក្នុងអត្រាមេគុណផ្សេងគ្នា

(2​) ការ​បញ្ចេញ​ថាមពល​ថេរ​

នៅពេលផ្តាច់ថាមពលថេរ តម្លៃថាមពលថេរ P ត្រូវបានកំណត់ជាមុន ហើយវ៉ុលលទ្ធផល U នៃថ្មត្រូវបានប្រមូល។ នៅក្នុងដំណើរការនៃការបញ្ចេញទឹក P តម្រូវឱ្យថេរ ប៉ុន្តែ U កំពុងផ្លាស់ប្តូរជានិច្ច ដូច្នេះចាំបាច់ត្រូវកែតម្រូវចរន្ត I នៃប្រភពចរន្តថេររបស់ CNC តាមរូបមន្ត I = P / U ដើម្បីសម្រេចបាននូវគោលបំណងនៃការបញ្ចេញថាមពលថេរ។ . រក្សាថាមពលបញ្ចេញមិនផ្លាស់ប្តូរ ពីព្រោះវ៉ុលរបស់ថ្មបន្តធ្លាក់ចុះកំឡុងពេលដំណើរការបញ្ចេញ ដូច្នេះចរន្តក្នុងចរន្តអគ្គិសនីបន្តកើនឡើង។ ដោយសារតែការឆក់ថាមពលថេរអ័ក្សកូអរដោនេពេលវេលាត្រូវបានបម្លែងយ៉ាងងាយស្រួលទៅជាថាមពល (ផលិតផលនៃថាមពលនិងពេលវេលា) អ័ក្សកូអរដោនេ។

រូបភាពទី 6 ការបញ្ចូលថាមពលថេរ និងការបញ្ចោញខ្សែកោងក្នុងអត្រាទ្វេដងផ្សេងគ្នា

ការប្រៀបធៀបរវាងការឆក់ចរន្តថេរ និងការឆក់ថាមពលថេរ

រូបភាពទី 7: (ក) ដ្យាក្រាមសមត្ថភាពបន្ទុក និងការបញ្ចេញតាមសមាមាត្រផ្សេងគ្នា; (ខ) ខ្សែកោងនៃការសាក និងការបញ្ចេញ

 រូបភាពទី 7 បង្ហាញពីលទ្ធផលនៃការសាកថ្មសមាមាត្រផ្សេងគ្នា និងការធ្វើតេស្តបញ្ចេញក្នុងរបៀបពីរនៃ ថ្មផូផូលីតដែក. នេះបើយោងតាមខ្សែកោងសមត្ថភាពនៅក្នុងរូបភព។ 7 (a) ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃបន្ទុក និងចរន្តបញ្ចេញនៅក្នុងរបៀបចរន្តថេរ សមត្ថភាពសាក និងការបញ្ចេញថាមពលពិតរបស់ថ្មមានការថយចុះបន្តិចម្តងៗ ប៉ុន្តែជួរផ្លាស់ប្តូរគឺតូច។ សមត្ថភាព​សាក​និង​ការ​បញ្ចេញ​ថាមពល​ពិត​ប្រាកដ​របស់​ថ្ម​ថយចុះ​ជា​បណ្តើរៗ​ជាមួយ​នឹង​ការ​បង្កើន​ថាមពល ហើយ​មេគុណ​កាន់​តែ​ធំ​នោះ ការ​ខូច​សមត្ថភាព​កាន់​តែ​លឿន។ សមត្ថភាពបញ្ចេញអត្រា 1 ម៉ោងគឺទាបជាងរបៀបលំហូរថេរ។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ នៅពេលដែលអត្រានៃការសាកថ្មមានកម្រិតទាបជាងអត្រា 5 ម៉ោង សមត្ថភាពថ្មគឺខ្ពស់ជាងនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌថាមពលថេរ ខណៈដែលសមត្ថភាពថ្មខ្ពស់ជាងអត្រា 5 ម៉ោងគឺខ្ពស់ជាងនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌបច្ចុប្បន្នថេរ។

ពីរូបភាពទី 7 (ខ) បង្ហាញពីខ្សែកោងសមត្ថភាព-វ៉ុល ក្រោមលក្ខខណ្ឌនៃសមាមាត្រទាប ថ្មលីចូមដែក ផូស្វ័រ ខ្សែកោងរបៀបពីររបៀប សមត្ថភាព-វ៉ុល ហើយការផ្លាស់ប្តូរវេទិកាវ៉ុល និងបន្ទុកមិនធំទេ ប៉ុន្តែក្រោមលក្ខខណ្ឌនៃសមាមាត្រខ្ពស់ របៀបវ៉ុលថេរបច្ចុប្បន្ន - វ៉ុលថេរនៃពេលវេលាវ៉ុលថេរយូរជាងយ៉ាងខ្លាំងហើយវេទិកាវ៉ុលសាកបានកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំងវេទិកាវ៉ុលបញ្ចេញត្រូវបានកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំង។

(3​) ការ​បញ្ចេញ​ភាព​ធន់​ទ្រាំ​មិន​ឈប់​ឈរ​

នៅពេលដែលការបញ្ចោញធន់ទ្រាំថេរ តម្លៃ Resistance R ត្រូវបានកំណត់ដំបូងដើម្បីប្រមូលវ៉ុលលទ្ធផលនៃថ្ម U. កំឡុងពេលដំណើរការបញ្ចេញ R តម្រូវឱ្យថេរ ប៉ុន្តែ U កំពុងផ្លាស់ប្តូរជានិច្ច ដូច្នេះតម្លៃ I បច្ចុប្បន្ននៃចរន្តថេរ CNC ប្រភពគួរតែត្រូវបានកែតម្រូវឥតឈប់ឈរយោងទៅតាមរូបមន្ត I = U / R ដើម្បីសម្រេចបាននូវគោលបំណងនៃការឆក់ធន់ទ្រាំថេរ។ វ៉ុលរបស់ថ្មតែងតែថយចុះនៅក្នុងដំណើរការបញ្ចេញ ហើយភាពធន់គឺដូចគ្នា ដូច្នេះចរន្តឆក់ I ក៏ជាដំណើរការថយចុះដែរ។

(4) ការហូរទឹករំអិលឥតឈប់ឈរ ការហូរទឹករំអិល និងជីពចរ

ថ្មត្រូវបានរំសាយចេញក្នុងចរន្តថេរ ថាមពលថេរ និងធន់ទ្រាំថេរ ខណៈពេលដែលប្រើមុខងារកំណត់ពេលវេលា ដើម្បីដឹងពីការគ្រប់គ្រងនៃការបញ្ចេញទឹករំអិលបន្ត ការឆក់ឥតឈប់ឈរ និងការឆក់ជីពចរ។ រូបភាពទី 11 បង្ហាញពីខ្សែកោងបច្ចុប្បន្ន និងខ្សែកោងវ៉ុលនៃការធ្វើតេស្តជីពចរ/ការឆក់ធម្មតា។

រូបភាពទី 8 ខ្សែកោងបច្ចុប្បន្ន និងខ្សែកោងវ៉ុលសម្រាប់ការធ្វើតេស្តបន្ទុកជីពចរធម្មតា។

[ព័ត៌មានរួមបញ្ចូលក្នុងខ្សែកោងការហូរចេញ]

ខ្សែកោងបញ្ចេញ សំដៅលើខ្សែកោងនៃតង់ស្យុង ចរន្ត សមត្ថភាព និងការផ្លាស់ប្តូរផ្សេងទៀតនៃថ្មតាមពេលវេលាកំឡុងពេលដំណើរការបញ្ចេញ។ ព័ត៌មានដែលមាននៅក្នុងខ្សែកោងបន្ទុក និងការបញ្ចេញគឺសម្បូរបែបណាស់ រួមទាំងសមត្ថភាព ថាមពល វ៉ុលការងារ និងវេទិកាវ៉ុល ទំនាក់ទំនងរវាងសក្តានុពលអេឡិចត្រូត និងស្ថានភាពនៃការចោទប្រកាន់។ល។ ការវិវត្តនៃចរន្តនិងវ៉ុល។ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រជាច្រើនអាចទទួលបានពីទិន្នន័យមូលដ្ឋានទាំងនេះ។ ខាងក្រោមនេះរៀបរាប់លម្អិតអំពីប៉ារ៉ាម៉ែត្រដែលអាចទទួលបានដោយខ្សែកោងបញ្ចេញ។

(1) វ៉ុល

នៅក្នុងការធ្វើតេស្តបញ្ចេញថ្មលីចូមអ៊ីយ៉ុង ប៉ារ៉ាម៉ែត្រវ៉ុលភាគច្រើនរួមមានវេទិកាវ៉ុល វ៉ុលមធ្យម វ៉ុលមធ្យម វ៉ុលកាត់។ល។ វ៉ុលវេទិកាគឺជាតម្លៃវ៉ុលដែលត្រូវគ្នានៅពេលការផ្លាស់ប្តូរវ៉ុលអប្បបរមា ហើយការផ្លាស់ប្តូរសមត្ថភាពមានទំហំធំ។ ដែលអាចទទួលបានពីតម្លៃកំពូលនៃ dQ / dV ។ វ៉ុលមធ្យមគឺជាតម្លៃវ៉ុលដែលត្រូវគ្នានៃពាក់កណ្តាលនៃសមត្ថភាពថ្ម។ សម្រាប់វត្ថុធាតុកាន់តែច្បាស់នៅលើវេទិកា ដូចជា លីចូមដែក ផូស្វាត និងលីចូមទីតាន វ៉ុលមធ្យមគឺជាវ៉ុលវេទិកា។ វ៉ុលជាមធ្យមគឺជាតំបន់ដែលមានប្រសិទ្ធភាពនៃខ្សែកោងសមត្ថភាពវ៉ុល (ពោលគឺថាមពលបញ្ចេញថ្ម) បែងចែកដោយរូបមន្តគណនាសមត្ថភាពគឺ u = U (t) * I (t) dt / I (t) dt ។ វ៉ុលកាត់គឺសំដៅទៅលើវ៉ុលអប្បបរមាដែលអនុញ្ញាតនៅពេលថ្មអស់។ ប្រសិនបើតង់ស្យុងទាបជាងវ៉ុលកាត់ផ្តាច់ នោះវ៉ុលនៅចុងទាំងពីរនៃថ្មនឹងធ្លាក់ចុះយ៉ាងឆាប់រហ័ស បង្កើតបានជាការបញ្ចេញទឹករំអិលលើស។ ការហូរលើសអាចបណ្តាលឱ្យខូចខាតដល់សារធាតុសកម្មរបស់អេឡិចត្រូត បាត់បង់សមត្ថភាពប្រតិកម្ម និងធ្វើឱ្យអាយុកាលថ្មខ្លី។ ដូចដែលបានពិពណ៌នានៅក្នុងផ្នែកទី XNUMX វ៉ុលនៃថ្មគឺទាក់ទងទៅនឹងស្ថានភាពបន្ទុកនៃសម្ភារៈ cathode និងសក្តានុពលអេឡិចត្រូត។

(2) សមត្ថភាព និងសមត្ថភាពជាក់លាក់

សមត្ថភាពថ្ម សំដៅលើបរិមាណអគ្គិសនីដែលបញ្ចេញដោយថ្មក្រោមប្រព័ន្ធបញ្ចេញជាក់លាក់មួយ (ក្រោមចរន្តបញ្ចេញជាក់លាក់ I, សីតុណ្ហភាពបញ្ចេញ T, វ៉ុលកាត់ផ្តាច់ V) ដែលបង្ហាញពីសមត្ថភាពរបស់ថ្មក្នុងការរក្សាទុកថាមពលក្នុង Ah ឬ C .សមត្ថភាពត្រូវបានប៉ះពាល់ដោយធាតុជាច្រើនដូចជា ចរន្តបញ្ចេញ សីតុណ្ហភាពបញ្ចេញ។ល។ ទំហំសមត្ថភាពត្រូវបានកំណត់ដោយបរិមាណនៃសារធាតុសកម្មនៅក្នុងអេឡិចត្រូតវិជ្ជមាន និងអវិជ្ជមាន។

សមត្ថភាពទ្រឹស្តី៖ សមត្ថភាពដែលផ្តល់ដោយសារធាតុសកម្មក្នុងប្រតិកម្ម។

សមត្ថភាពជាក់ស្តែង៖ សមត្ថភាពជាក់ស្តែងដែលបញ្ចេញក្រោមប្រព័ន្ធបញ្ចេញទឹកជាក់លាក់មួយ។

សមត្ថភាពដែលបានវាយតម្លៃ៖ សំដៅលើចំនួនថាមពលអប្បបរមាដែលត្រូវបានធានាដោយថ្មក្រោមលក្ខខណ្ឌនៃការឆក់ដែលបានរចនាឡើង។

នៅក្នុងការធ្វើតេស្តការបញ្ចេញសមត្ថភាពត្រូវបានគណនាដោយការរួមបញ្ចូលចរន្តតាមពេលវេលាពោលគឺ C = I (t) dt ចរន្តថេរក្នុង t ការឆក់ថេរ C = I (t) dt = I t; ធន់ទ្រាំនឹងការឆក់ R, C = I (t) dt = (1 / R) * U (t) dt (1 / R) * ចេញ (u គឺជាវ៉ុលបញ្ចេញជាមធ្យម, t គឺជាពេលវេលាបញ្ចេញ) ។

សមត្ថភាពជាក់លាក់៖ ដើម្បីប្រៀបធៀបថ្មផ្សេងៗគ្នា គំនិតនៃសមត្ថភាពជាក់លាក់ត្រូវបានណែនាំ។ សមត្ថភាពជាក់លាក់សំដៅលើសមត្ថភាពដែលផ្តល់ដោយសារធាតុសកម្មនៃម៉ាស់ឯកតា ឬអេឡិចត្រូតបរិមាណឯកតា ដែលត្រូវបានគេហៅថា សមត្ថភាពជាក់លាក់ម៉ាស់ ឬសមត្ថភាពជាក់លាក់នៃបរិមាណ។ វិធីសាស្ត្រគណនាធម្មតាគឺ៖ សមត្ថភាពជាក់លាក់ = សមត្ថភាពបញ្ចេញថ្មដំបូង / (ម៉ាស់សារធាតុសកម្ម * អត្រាប្រើប្រាស់សារធាតុសកម្ម)

កត្តាដែលប៉ះពាល់ដល់សមត្ថភាពថ្ម៖

ក. ចរន្តបញ្ចេញរបស់ថ្ម៖ ចរន្តកាន់តែធំ សមត្ថភាពទិន្នផលថយចុះ។

ខ. សីតុណ្ហភាពបញ្ចេញថ្ម៖ នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពថយចុះ សមត្ថភាពបញ្ចេញថយចុះ។

គ. វ៉ុលកាត់ផ្តាច់នៃថ្ម៖ ពេលវេលាបញ្ចេញដែលកំណត់ដោយសម្ភារៈអេឡិចត្រូត និងដែនកំណត់នៃប្រតិកម្មអេឡិចត្រូតខ្លួនវាជាទូទៅគឺ 3.0V ឬ 2.75V ។

ឃ. ពេលវេលាសាក និងបញ្ចេញថ្ម៖ បន្ទាប់ពីការសាកថ្មច្រើនដង និងការហូរចេញនៃថ្ម ដោយសារតែការបរាជ័យនៃសម្ភារៈអេឡិចត្រូត ថ្មនឹងអាចកាត់បន្ថយសមត្ថភាពបញ្ចេញរបស់ថ្ម។

អ៊ី លក្ខខណ្ឌនៃការសាកថ្ម៖ អត្រាសាក សីតុណ្ហភាព វ៉ុលកាត់ ប៉ះពាល់ដល់សមត្ថភាពរបស់ថ្ម ដូច្នេះកំណត់សមត្ថភាពបញ្ចេញ។

 វិធីសាស្រ្តកំណត់សមត្ថភាពថ្ម៖

ឧស្សាហកម្មផ្សេងៗគ្នាមានស្តង់ដារសាកល្បងខុសៗគ្នាទៅតាមលក្ខខណ្ឌការងារ។ សម្រាប់ថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុងសម្រាប់ផលិតផល 3C យោងតាមស្តង់ដារជាតិ GB/T18287-2000 លក្ខណៈបច្ចេកទេសទូទៅសម្រាប់ថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុងសម្រាប់ទូរសព្ទចល័ត វិធីសាស្ត្រធ្វើតេស្តសមត្ថភាពថ្មមានកម្រិតដូចខាងក្រោម៖ ក) សាកថ្ម៖ សាកថ្ម 0.2C5A; ខ) ការហូរចេញ: 0.2C5A បញ្ចេញ; គ) វដ្តចំនួនប្រាំ ដែលក្នុងនោះមួយមានលក្ខណៈសម្បត្តិគ្រប់គ្រាន់។

សម្រាប់ឧស្សាហកម្មរថយន្តអគ្គិសនី យោងតាមស្តង់ដារជាតិ GB/T 31486-2015 តម្រូវការការអនុវត្តអគ្គិសនី និងវិធីសាស្ត្រសាកល្បងសម្រាប់ថាមពលថ្មសម្រាប់រថយន្តអគ្គិសនី សមត្ថភាពវាយតម្លៃរបស់ថ្មសំដៅទៅលើសមត្ថភាព (Ah) ដែលបញ្ចេញដោយថ្មនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់។ ជាមួយនឹងការឆក់ចរន្ត 1I1 (A) ដើម្បីឈានដល់វ៉ុលបញ្ចប់ដែលក្នុងនោះ I1 គឺជាចរន្តបញ្ចេញអត្រា 1 ម៉ោង ដែលតម្លៃរបស់វាស្មើនឹង C1 (A) ។ វិធីសាស្ត្រសាកល្បងគឺ៖

ក) នៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ សូមបញ្ឈប់វ៉ុលថេរនៅពេលសាកថ្មជាមួយនឹងចរន្តថេរទៅវ៉ុលនៃការបញ្ចប់ការសាកដែលបានបញ្ជាក់ដោយសហគ្រាស ហើយបញ្ឈប់ការសាកថ្មនៅពេលដែលចរន្តបញ្ចប់ការសាកធ្លាក់ចុះដល់ 0.05I1 (A) ហើយសង្កត់រយៈពេល 1 ម៉ោងបន្ទាប់ពី ការសាកថ្ម។

ខ) នៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ ថ្មត្រូវបានរំសាយចេញជាមួយចរន្ត 1I1 (A) រហូតដល់ការឆក់ឈានដល់វ៉ុលបញ្ចប់ការឆក់ដែលបានបញ្ជាក់នៅក្នុងលក្ខខណ្ឌបច្ចេកទេសរបស់សហគ្រាស។

គ) សមត្ថភាពបញ្ចេញទឹកដែលបានវាស់ (វាស់ដោយ Ah) គណនាថាមពលបញ្ចេញជាក់លាក់ (វាស់ដោយ Wh / kg);

3 ឃ) ធ្វើជំហានម្តងទៀត a) -) គ) 5 ដង។ នៅពេលដែលភាពខុសគ្នាខ្លាំងនៃការធ្វើតេស្ត 3 ជាប់គ្នាគឺតិចជាង 3% នៃសមត្ថភាពដែលបានវាយតម្លៃ ការធ្វើតេស្តអាចត្រូវបានបញ្ចប់ជាមុន ហើយលទ្ធផលនៃការធ្វើតេស្ត 3 ចុងក្រោយអាចជាមធ្យម។

(3) រដ្ឋបន្ទុក, SOC

SOC (State of Charge) គឺជាស្ថានភាពនៃការសាកថ្ម ដែលតំណាងឱ្យសមាមាត្រនៃសមត្ថភាពថ្មដែលនៅសល់ ទៅនឹងស្ថានភាពសាកពេញរបស់វា បន្ទាប់ពីរយៈពេលមួយ ឬរយៈពេលយូរនៅក្រោមអត្រានៃការឆក់ជាក់លាក់មួយ។ វិធីសាស្រ្តនៃ "វ៉ុលសៀគ្វីបើកចំហ + ការរួមបញ្ចូលម៉ោងម៉ោង" ប្រើវិធីសាស្ត្រវ៉ុលសៀគ្វីបើកចំហដើម្បីប៉ាន់ប្រមាណសមត្ថភាពបន្ទុករដ្ឋដំបូងរបស់ថ្មហើយបន្ទាប់មកប្រើវិធីសាស្ត្ររួមបញ្ចូលម៉ោងដើម្បីទទួលបានថាមពលដែលប្រើប្រាស់ដោយអេ។ - វិធីសាស្រ្តរួមបញ្ចូលពេលវេលា។ ថាមពលដែលប្រើប្រាស់គឺជាផលិតផលនៃចរន្តបញ្ចេញ និងពេលវេលាបញ្ចេញ ហើយថាមពលដែលនៅសល់គឺស្មើនឹងភាពខុសគ្នារវាងថាមពលដំបូង និងថាមពលដែលប្រើប្រាស់។ ការប៉ាន់ស្មានគណិតវិទ្យា SOC រវាងវ៉ុលសៀគ្វីបើកចំហ និងអាំងតេក្រាលមួយម៉ោងគឺ៖

ដែល CN គឺជាសមត្ថភាពវាយតម្លៃ; η គឺជាប្រសិទ្ធភាពនៃការបញ្ចោញបន្ទុក; T គឺជាសីតុណ្ហភាពនៃការប្រើប្រាស់ថ្ម; ខ្ញុំគឺជាចរន្តថ្ម; t គឺជាពេលវេលាបញ្ចេញថ្ម។

DOD (Depth of Discharge) គឺជាជំរៅនៃការបញ្ចោញ ដែលជារង្វាស់នៃកម្រិតនៃការហូរទឹករំអិល ដែលជាភាគរយនៃសមត្ថភាពបញ្ចេញ ដល់សមត្ថភាពបញ្ចេញសរុប។ ជម្រៅនៃការឆក់មានទំនាក់ទំនងយ៉ាងខ្លាំងជាមួយនឹងអាយុកាលរបស់ថ្ម៖ ជម្រៅនៃការឆក់កាន់តែជ្រៅ អាយុកាលកាន់តែខ្លី។ ទំនាក់ទំនងត្រូវបានគណនាសម្រាប់ SOC = 100% -DOD

4) ថាមពលនិងថាមពលជាក់លាក់

ថាមពលអគ្គិសនីដែលថ្មអាចបញ្ចេញដោយធ្វើការងារខាងក្រៅក្រោមលក្ខខណ្ឌជាក់លាក់ត្រូវបានគេហៅថាថាមពលនៃថ្ម ហើយឯកតាត្រូវបានបញ្ជាក់ជាទូទៅក្នុង wh ។ នៅក្នុងខ្សែកោងបញ្ចេញថាមពលត្រូវបានគណនាដូចខាងក្រោម: W = U (t) * I (t) dt ។ នៅការឆក់ចរន្តថេរ W = I * U (t) dt = It * u (u គឺជាវ៉ុលបញ្ចេញជាមធ្យម t គឺជាពេលវេលាបញ្ចេញ)

ក. ថាមពលទ្រឹស្តី

ដំណើរការនៃការបញ្ចេញថ្មគឺស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាពលំនឹង ហើយវ៉ុលបញ្ចេញរក្សាតម្លៃនៃកម្លាំងអេឡិចត្រូម៉ូទ័រ (E) ហើយអត្រានៃការប្រើប្រាស់សារធាតុសកម្មគឺ 100% ។ នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌនេះ ថាមពលទិន្នផលរបស់ថ្មគឺជាថាមពលទ្រឹស្តី ពោលគឺការងារអតិបរិមាដែលធ្វើដោយថ្មបញ្ច្រាសក្រោមសីតុណ្ហភាព និងសម្ពាធថេរ។

ខ. ថាមពលជាក់ស្តែង

ថាមពលទិន្នផលជាក់ស្តែងនៃការឆក់ថ្មត្រូវបានគេហៅថាថាមពលជាក់ស្តែង បទប្បញ្ញត្តិឧស្សាហកម្មរថយន្តអគ្គិសនី ("GB/T 31486-2015 Power Battery Electrical Requirements and Test Methods for Electrical Vehicles") ថ្មនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ជាមួយ 1I1 (A ) ការបញ្ចេញចរន្តដើម្បីឈានដល់ថាមពល (Wh) ដែលបញ្ចេញដោយវ៉ុលបញ្ចប់ ហៅថាថាមពលដែលបានវាយតម្លៃ។

គ. ថាមពលជាក់លាក់

ថាមពលដែលផ្តល់ដោយថ្មក្នុងមួយឯកតាម៉ាស់ និងបរិមាណក្នុងមួយឯកតាត្រូវបានគេហៅថា ថាមពលជាក់លាក់ម៉ាស់ ឬថាមពលជាក់លាក់នៃបរិមាណ ហៅផងដែរថាដង់ស៊ីតេថាមពល។ ក្នុងឯកតានៃ wh / kg ឬ wh / L ។

[ទម្រង់មូលដ្ឋាននៃខ្សែកោងការហូរចេញ]

ទម្រង់ជាមូលដ្ឋានបំផុតនៃខ្សែកោងបញ្ចេញគឺវ៉ុលពេលវេលា និងខ្សែកោងពេលវេលាបច្ចុប្បន្ន។ តាមរយៈការផ្លាស់ប្តូរនៃការគណនាអ័ក្សពេលវេលា ខ្សែកោងបញ្ចេញធម្មតាក៏មានខ្សែកោងវ៉ុល - សមត្ថភាព (សមត្ថភាពជាក់លាក់) ខ្សែកោងវ៉ុល - ថាមពល (ថាមពលជាក់លាក់) ខ្សែកោងវ៉ុល - SOC ជាដើម។

(1) ពេលវេលាវ៉ុល និងខ្សែកោងពេលវេលាបច្ចុប្បន្ន

រូបភាពទី 9 ខ្សែកោងពេលវេលាវ៉ុលនិងពេលបច្ចុប្បន្ន

(2) ខ្សែកោងវ៉ុល

រូបភាពទី 10 ខ្សែកោងវ៉ុល

(3) ខ្សែកោងវ៉ុល-ថាមពល

រូបភាពទី 11. ខ្សែកោងវ៉ុល - ថាមពល

[ឯកសារ​យោង​]

• Wang Chao, et al ។ ការប្រៀបធៀបលក្ខណៈនៃបន្ទុក និងការបញ្ចេញនៃចរន្តថេរ និងថាមពលថេរនៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកថាមពលអគ្គីសនីគីមី [J] ។ វិទ្យាសាស្រ្ត និងបច្ចេកវិទ្យាស្តុកថាមពល។ 2017(06) : 1313-1320។
• Eom KS, Joshi T, Bordes A, et al. ការរចនានៃថ្មកោសិកាពេញ Li-ion ដោយប្រើ nano silicon និង nano multi-layer graphene composite anode[J]
• Guo Jipeng, et al ។ ការប្រៀបធៀបលក្ខណៈនៃការធ្វើតេស្តចរន្តថេរ និងថាមពលថេរនៃថ្មលីចូមដែកផូស្វាត [J].storage battery.2017(03): 109-115
• Marinaro M, Yoon D, Gabrielli G, et al. ដំណើរការខ្ពស់ 1.2 Ah Si-alloy/Graphite|LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2 គំរូដើម ថ្ម Li -ion[J].Journal of Power Sources.2017, 357(បន្ថែម C): 188-197។