1. Въведение в литиево-йонната батерия
1.1 Състояние на заряд (SOC)
Състоянието на заряд може да се определи като състоянието на наличната електрическа енергия в батерията, обикновено изразено като процент.Тъй като наличната електрическа енергия варира в зависимост от тока на зареждане и разреждане, температурата и феномена на стареене, определението за състояние на заряд също е разделено на два типа: абсолютно състояние на заряд (ASOC) и относително състояние на заряд (RSOC). .
Обикновено обхватът на относителното състояние на зареждане е 0% – 100%, докато е 100%, когато батерията е напълно заредена, и 0%, когато е напълно разредена.Абсолютното състояние на зареждане е референтна стойност, изчислена според проектираната фиксирана стойност на капацитета, когато батерията е произведена.Абсолютното състояние на заряд на нова напълно заредена батерия е 100%;Дори ако стареещата батерия е напълно заредена, тя не може да достигне 100% при различни условия на зареждане и разреждане.
Следната фигура показва връзката между напрежението и капацитета на батерията при различни скорости на разреждане.Колкото по-висока е степента на разреждане, толкова по-малък е капацитетът на батерията.Когато температурата е ниска, капацитетът на батерията също ще намалее.
Фигура 1. Връзка между напрежение и капацитет при различни скорости на разреждане и температури
1.2 Максимално напрежение на зареждане
Максималното напрежение на зареждане е свързано с химическия състав и характеристиките на батерията.Зарядното напрежение на литиевата батерия обикновено е 4,2 V и 4,35 V, а стойностите на напрежението на катодните и анодните материали ще варират.
1.3 Напълно зареден
Когато разликата между напрежението на батерията и максималното напрежение на зареждане е по-малка от 100mV и токът на зареждане е намален до C/10, батерията може да се счита за напълно заредена.Условията за пълно зареждане варират в зависимост от характеристиките на батерията.
Фигурата по-долу показва характерна крива на зареждане на типична литиева батерия.Когато напрежението на батерията е равно на максималното напрежение на зареждане и токът на зареждане е намален до C/10, батерията се счита за напълно заредена
Фигура 2. Характеристична крива на зареждане на литиева батерия
1.4 Минимално разрядно напрежение
Минималното разрядно напрежение може да се определи от прекъсващото разрядно напрежение, което обикновено е напрежението, когато състоянието на заряд е 0%.Тази стойност на напрежението не е фиксирана стойност, а се променя с натоварване, температура, степен на стареене или други фактори.
1.5 Пълно разреждане
Когато напрежението на батерията е по-малко или равно на минималното разрядно напрежение, това може да се нарече пълно разреждане.
1.6 Скорост на зареждане и разреждане (C-Rate)
Скоростта на зареждане-разреждане е представяне на тока на зареждане-разреждане спрямо капацитета на батерията.Например, ако използвате 1C за разреждане за един час, в идеалния случай батерията ще се разреди напълно.Различните скорости на зареждане-разреждане ще доведат до различен използваем капацитет.Като цяло, колкото по-висока е скоростта на зареждане-разреждане, толкова по-малък е наличният капацитет.
1.7 Цикъл живот
Броят на циклите се отнася до броя на пълното зареждане и разреждане на батерията, което може да бъде оценено чрез действителния капацитет на разреждане и проектния капацитет.Когато натрупаният капацитет на изпускане е равен на проектния капацитет, броят на циклите трябва да бъде един.Обикновено след 500 цикъла на зареждане-разреждане капацитетът на напълно заредената батерия ще намалее с 10%~20%.
Фигура 3. Връзка между времената на цикъла и капацитета на батерията
1.8 Саморазреждане
Саморазреждането на всички батерии ще се увеличи с повишаването на температурата.Саморазреждането по принцип не е производствен дефект, а характеристиките на самата батерия.Въпреки това, неправилното третиране в производствения процес също ще доведе до увеличаване на саморазряда.Обикновено скоростта на саморазреждане ще се удвои, когато температурата на батерията се повиши с 10 ° C. Капацитетът на саморазреждане на литиево-йонните батерии е около 1-2% на месец, докато този на различните базирани на никел батерии е 10- 15% на месец.
Фигура 4. Производителност на скоростта на саморазреждане на литиева батерия при различни температури
Време на публикуване: 07 февруари 2023 г