1. Úvod do lítium-iónovej batérie
1.1 Stav nabitia (SOC)
Stav nabitia možno definovať ako stav dostupnej elektrickej energie v batérii, zvyčajne vyjadrený v percentách.Pretože dostupná elektrická energia sa mení v závislosti od nabíjacieho a vybíjacieho prúdu, teploty a javu starnutia, definícia stavu nabitia je tiež rozdelená na dva typy: absolútny stav nabitia (ASOC) a relatívny stav nabitia (RSOC). .
Vo všeobecnosti je rozsah relatívneho stavu nabitia 0% – 100%, pričom je to 100%, keď je batéria úplne nabitá a 0%, keď je úplne vybitá.Absolútny stav nabitia je referenčná hodnota vypočítaná podľa projektovanej hodnoty pevnej kapacity pri výrobe batérie.Absolútny stav nabitia novej plne nabitej batérie je 100 %;Aj keď je starnúca batéria úplne nabitá, pri rôznych podmienkach nabíjania a vybíjania nemôže dosiahnuť 100 %.
Nasledujúci obrázok ukazuje vzťah medzi napätím a kapacitou batérie pri rôznych rýchlostiach vybíjania.Čím vyššia je rýchlosť vybíjania, tým nižšia je kapacita batérie.Pri nízkej teplote sa zníži aj kapacita batérie.
Obrázok 1. Vzťah medzi napätím a kapacitou pri rôznych rýchlostiach vybíjania a teplotách
1.2 Maximálne nabíjacie napätie
Maximálne nabíjacie napätie súvisí s chemickým zložením a vlastnosťami batérie.Nabíjacie napätie lítiovej batérie je zvyčajne 4,2 V a 4,35 V a hodnoty napätia materiálov katódy a anódy sa budú líšiť.
1.3 Plne nabité
Keď je rozdiel medzi napätím batérie a maximálnym nabíjacím napätím menší ako 100 mV a nabíjací prúd sa zníži na C/10, batériu možno považovať za plne nabitú.Podmienky plného nabitia sa líšia v závislosti od vlastností batérie.
Obrázok nižšie zobrazuje typickú charakteristiku nabíjania lítiovej batérie.Keď sa napätie batérie rovná maximálnemu nabíjaciemu napätiu a nabíjací prúd sa zníži na C/10, batéria sa považuje za plne nabitú
Obrázok 2. Charakteristická krivka nabíjania lítiovej batérie
1.4 Minimálne vybíjacie napätie
Minimálne vybíjacie napätie môže byť definované medzným vybíjacím napätím, čo je zvyčajne napätie, keď je stav nabitia 0 %.Táto hodnota napätia nie je pevná, ale mení sa so záťažou, teplotou, stupňom starnutia alebo inými faktormi.
1.5 Úplné vybitie
Keď je napätie batérie menšie alebo rovné minimálnemu vybíjaciemu napätiu, možno to nazvať úplným vybitím.
1.6 Rýchlosť nabíjania a vybíjania (C-Rate)
Rýchlosť nabíjania a vybíjania je vyjadrením nabíjacieho a vybíjacieho prúdu vzhľadom na kapacitu batérie.Ak napríklad použijete 1C na vybitie jednu hodinu, v ideálnom prípade sa batéria úplne vybije.Rôzne rýchlosti nabíjania a vybíjania budú mať za následok rôznu využiteľnú kapacitu.Vo všeobecnosti platí, že čím vyššia je rýchlosť nabíjania a vybíjania, tým menšia je dostupná kapacita.
1.7 Životnosť cyklu
Počet cyklov sa vzťahuje na počet úplného nabitia a vybitia batérie, ktorý možno odhadnúť podľa skutočnej kapacity vybitia a projektovanej kapacity.Keď sa akumulovaná kapacita vypúšťania rovná projektovanej kapacite, počet cyklov musí byť jeden.Vo všeobecnosti platí, že po 500 cykloch nabíjania a vybíjania sa kapacita plne nabitej batérie zníži o 10%~20%.
Obrázok 3. Vzťah medzi dobou cyklu a kapacitou batérie
1.8 Samovybíjanie
Samovybíjanie všetkých batérií sa zvýši so zvyšujúcou sa teplotou.Samovybíjanie v podstate nie je výrobnou vadou, ale charakteristikou samotnej batérie.Nesprávne zaobchádzanie vo výrobnom procese však tiež spôsobí zvýšenie samovybíjania.Vo všeobecnosti sa rýchlosť samovybíjania zdvojnásobí, keď sa teplota batérie zvýši o 10 °C. Kapacita samovybíjania lítium-iónových batérií je približne 1-2% za mesiac, zatiaľ čo u rôznych batérií na báze niklu je 10- 15% mesačne.
Obrázok 4. Výkon rýchlosti samovybíjania lítiovej batérie pri rôznych teplotách
Čas odoslania: feb-07-2023