Page 80 - 《应用声学》2021年第6期

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0.25 度梯度，从而减轻了极化现象。应用负脉冲去极化
௄Рݻฉኄ̄฾តགᄊౝӑႃԍϙ
దРݻฉኄ̄฾តགᄊౝӑႃԍϙ 需要确定负脉冲的幅值及宽度等参数，且不同电池
0.20
所需要的负脉冲幅值及宽度参数并不相同。因此兰
ౝӑႃԍϙ/V 0.15 姆波去极化相较于强制消除去极化有着操作简单

易实现的优势。
0.10

0.05 4 结论

0.00 本文利用兰姆波装置在锂离子电池上成功实
80 V 100 V 120 V
1 MHz 现了电池极化电压的优化。该方法简单、高效、易
图 10 激发频率 1 MHz 时的各激发电压下的极化 于安装。通过实验数据的采集与分析，发现兰姆波
电压值及无兰姆波时的极化电压值 的激发电压、激发频率影响电池极化电压变化特性。
Fig. 10 Polarization voltage values at excitation 结果表明当激发电压一定时，电池的极化电压随着
frequencies of 1 MHz and without Lamb wave 兰姆波激发频率的改变而变化，当兰姆波的激发频
率位于压电陶瓷与电池的共振频率区间内时，电池
ԩϙག(1)
40
ԩϙག(2) 极化电压取得最大优化幅值；在激发频率保持不变
ԩϙག(3)
ԩϙག(4) 时，锂电池极化电压优化幅值随激发电压的增大而
30
增大。通过实验数据可知，当兰姆波的激发频率越
ᄈѬඋ 20 接近共振频率，激发电压较大，电池的极化电压优化
幅值也就越大。
10
通过实验所得出的特性关系为锂离子电池极
化电压的优化提供了充分的条件。实验中，尽管只
0
80 V 100 V 120 V 使用了 LIR1220 钴酸锂离子电池这一代表性电池，
1 MHz
探究了电池极化电压优化特性，但是利用兰姆波优
图 11 激发频率为 1 MHz 时的各激发电压下的极
化极化电压的方法，可以被应用到其他锂电池上，为
化电压优化百分比
实现锂电池极化电压的优化提供了技术支持。
Fig. 11 Optimized percentage of polarization volt-
age at each excitation frequency at 1 MHz excita-
tion frequency
参 考 文 献
3.3 兰姆波去极化与传统去极化对比
极化在充电过程中无法避免，且对电池的充电 [1] 余海洋. 锂离子电池极化电压的优化分析 [J]. 电子器件,
时间及循环寿命产生负面影响。一般而言缓解极 2019, 42(2): 108–111.
Yu Haiyang. Optimization analysis of polarization volt-
化效应一般有两种方式，下面分别介绍这两种去极 age of lithium-ion battery[J]. Chinese Journal of Electron
化方式并分别与本文所提出的兰姆波去极化进行 Devices, 2019, 42(2): 108–111.
比较： [2] Liu K, Li K, Ma H, et al. Multi-objective optimizati-
on of charging patterns for lithium-ion battery manag-
(1) 自然消除，在充电过程中停止充电，欧姆极 ement[J]. Energy Conversion and Manag-Ement, 2018,
化立即降为零，浓差极化与电化学极化也得到一定 159: 151–162.
程度的缓解。该方法需要在充电过程中加入搁置， [3] 何亮明, 杜翀. 基于压降补偿的锂离子电池恒流充电方法 [J].
电源技术, 2015, 39(6): 1155–1157.
这样就延长了电池的充电时间，降低了充电效率。
He Liangming, Du Chong. A new constant current charg-
因此兰姆波去极化相较于自然消除去极化有着缩 ing method for Li ion battery based on voltage drop
短充电时间、提高充电效率的优势。 compensation[J]. Chinese Journal of Power Sources, 2015,
39(6): 1155–1157.
(2) 强制消除，对电池进行短时间的负脉冲，使
[4] 潘盛辉, 丁修乘, 郭毅锋. 锂离子动力电池脉冲快速充电实验
得金属离子朝着反方向运动，缓解了电解液内的浓 研究 [J]. 电源技术, 2016, 40(6): 1172–1175.