Литийдің заряды мен разрядының теориясы және электр энергиясын есептеу әдісінің дизайны (1)

1. Литий-ионды батареямен таныстыру

1.1 Төлеу жағдайы (SOC)

Заряд күйін аккумулятордағы қол жетімді электр энергиясының күйі ретінде анықтауға болады, әдетте пайызбен көрсетіледі.Қол жетімді электр энергиясы зарядтау және разрядтау тогы, температура және қартаю құбылыстарына байланысты өзгеретіндіктен, заряд күйінің анықтамасы да екі түрге бөлінеді: абсолютті заряд күйі (ASOC) және салыстырмалы заряд күйі (RSOC) .

Жалпы алғанда, салыстырмалы заряд күйінің диапазоны 0% - 100%, ал батарея толығымен зарядталған кезде ол 100% және толық зарядсызданған кезде 0% болады.Зарядтың абсолютті күйі - аккумуляторды өндіру кезінде жобаланған бекітілген қуат мәніне сәйкес есептелген анықтамалық мән.Жаңа толық зарядталған аккумулятордың абсолютті заряд күйі 100% құрайды;Тіпті ескірген батарея толығымен зарядталған болса да, әртүрлі зарядтау және зарядсыздандыру жағдайында ол 100%-ға жете алмайды.

Төмендегі суретте кернеу мен батарея сыйымдылығының әртүрлі зарядсыздану жылдамдығы арасындағы байланыс көрсетілген.Зарядтау жылдамдығы неғұрлым жоғары болса, батарея сыйымдылығы соғұрлым аз болады.Температура төмен болған кезде батарея сыйымдылығы да төмендейді.

图1

图2

Сурет 1. Әртүрлі разряд жылдамдығы мен температура кезіндегі кернеу мен қуат арасындағы байланыс

1.2 Максималды зарядтау кернеуі

Максималды зарядтау кернеуі батареяның химиялық құрамы мен сипаттамаларына байланысты.Литий батареясының зарядтау кернеуі әдетте 4,2 В және 4,35 В құрайды, ал катод пен анод материалдарының кернеу мәндері әр түрлі болады.

1.3 Толық зарядталған

Батарея кернеуі мен максималды зарядтау кернеуі арасындағы айырмашылық 100 мВ-тан аз болғанда және зарядтау тогы C/10 дейін төмендегенде, батареяны толық зарядталған деп санауға болады.Толық зарядтау шарттары аккумулятордың сипаттамаларына байланысты өзгереді.

Төмендегі суретте әдеттегі литий батареясын зарядтау қисығы көрсетілген.Батарея кернеуі максималды зарядтау кернеуіне тең болғанда және зарядтау тогы C/10 дейін төмендегенде, батарея толық зарядталған болып саналады.

图3

Сурет 2. Литий батареясын зарядтау сипаттамалық қисық

1.4 Минималды разряд кернеуі

Минималды разряд кернеуін кесу разряд кернеуімен анықтауға болады, әдетте бұл заряд күйі 0% болғанда кернеу.Бұл кернеу мәні тұрақты мән емес, жүктемеге, температураға, қартаю дәрежесіне немесе басқа факторларға байланысты өзгереді.

1.5 Толық разряд

Аккумулятордың кернеуі разрядтың минималды кернеуінен аз немесе оған тең болғанда, оны толық разряд деп атауға болады.

1.6 Зарядтау және разряд жылдамдығы (C-Rate)

Зарядтау-разрядтау жылдамдығы аккумулятор сыйымдылығына қатысты зарядтау-разряд тоғының көрінісі болып табылады.Мысалы, бір сағат бойы зарядсыздандыру үшін 1С пайдалансаңыз, ең дұрысы, батарея толығымен зарядсызданады.Әртүрлі зарядтау-разряд мөлшерлемелері әртүрлі пайдалануға болатын сыйымдылыққа әкеледі.Әдетте, зарядтау-разряд жылдамдығы неғұрлым жоғары болса, қол жетімді сыйымдылық соғұрлым аз болады.

1.7 Циклдың қызмет ету мерзімі

Циклдар саны аккумулятордың толық зарядталуы мен разрядының санын білдіреді, оны нақты разрядтау және жобалық қуаттылық арқылы бағалауға болады.Жинақталған шығару қуаты жобалық қуатқа тең болған кезде циклдар саны біреу болуы керек.Әдетте, 500 зарядтау-разряд циклінен кейін толық зарядталған батареяның сыйымдылығы 10%-20%-ға төмендейді.

图4

Сурет 3. Цикл уақыттары мен батарея сыйымдылығы арасындағы байланыс

1.8 Өздігінен разряд

Барлық батареялардың өздігінен зарядсыздануы температураның жоғарылауымен артады.Өздігінен разряд - бұл өндіріс ақауы емес, аккумулятордың өзіне тән сипаттамалары.Дегенмен, өндіріс процесінде дұрыс емес өңдеу де өздігінен разрядтың артуына әкеледі.Жалпы алғанда, батарея температурасы 10 ° C жоғарылағанда өздігінен разряд жылдамдығы екі есе артады. Литий-ионды батареялардың өзін-өзі разрядтау қабілеті айына шамамен 1-2% құрайды, ал әртүрлі никель негізіндегі батареялар 10- айына 15%.

图5

Сурет 4. Әртүрлі температурадағы литий батареясының өздігінен разряд жылдамдығының өнімділігі


Жіберу уақыты: 07 ақпан 2023 ж