Принцип зарядки и разрядки аккумулятора

Зарядка аккумулятора предполагает пополнение его химической энергии путем подачи внешнего электрического тока. Этот процесс необходим, поскольку во время разрядки (когда батарея обеспечивает питание) химические реакции внутри батареи преобразуют накопленную химическую энергию в электрическую. Внешняя цепь, подключенная к батарее, обычно представляет собой устройство или нагрузку, потребляющую электрическую энергию, обеспечиваемую батареей.

Зарядка обычно инициируется путем подачи внешнего напряжения на клеммы аккумулятора. Напряжение заставляет ток течь через батарею, вызывая химические реакции в обратном направлении.

Зарядка обычно включает в себя регулирование напряжения и тока, подаваемого на батарею, чтобы обеспечить безопасную и эффективную зарядку. Во время зарядки внутри аккумулятора происходит обратимая химическая реакция.

Зарядку обычно разделяют на три этапа: постоянный ток (объемный заряд), постоянное напряжение и плавающий заряд. Стадия постоянного тока быстро заряжает батарею до тех пор, пока не будет достигнуто определенное напряжение. Стадия постоянного напряжения поддерживает это напряжение до тех пор, пока ток не упадет до низкого уровня, указывая на то, что аккумулятор почти полностью заряжен. Плавающий заряд поддерживает более низкое напряжение аккумулятора, чтобы компенсировать саморазряд.

На производительность зарядки и разрядки может влиять температура. Во время разрядки химические реакции, происходившие во время зарядки, меняются на противоположные. Ионы перемещаются от одного электрода к другому, генерируя электрический ток. Глубина, на которую аккумулятор разряжается за каждый цикл, может повлиять на срок его службы. Меньшие разряды обычно приводят к увеличению срока службы батареи.

Перезарядка аккумулятора может привести к перегреву и повреждению. Современные зарядные устройства для аккумуляторов часто включают в себя схемы защиты, предотвращающие перезарядку. Чрезмерная разрядка также может быть вредной, особенно для некоторых типов аккумуляторов, и может сократить общий срок службы.

3.2V 20A Низкотемпературная батарея LiFePO4 -40℃ 3C Разрядная емкость ≥70% Температура зарядки: -20~45℃ Температура разрядки: -40~+55℃ пройти тест на иглоукалывание -40℃ максимальная скорость разряда: 3C

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

Основная структура батареи

Основной принцип работы батареи заключается в химической реакции на электродах, в ходе которой электроны высвобождаются или принимаются, создавая поток электрического тока через внешнюю цепь. Базовая структура типичной батареи включает в себя несколько ключевых компонентов:

Катод

Катод — это материал, в котором происходит восстановление (присоединение электронов) во время электрохимической реакции. Обычные катодные материалы включают оксиды металлов, такие как диоксид марганца или оксид лития-кобальта. На катоде происходят реакции восстановления, поглощающие электроны. Электроны возвращаются к катоду по внешней цепи, замыкая электрическую цепь. Весь процесс обратим во время зарядки, что позволяет повторно использовать батарею.

Анод

Анод — это материал, который подвергается окислению (теряет электроны) во время электрохимической реакции. Обычные анодные материалы включают металлы или материалы, которые могут легко выделять электроны.

Коллектор

Коллекторы представляют собой проводящие материалы, которые соединяют электроды с внешней цепью, обеспечивая поток электронов между анодом и катодом. В некоторых батареях эти коллекторы могут также служить токосъемниками.

Контейнер/кейс

Контейнер или корпус содержит все компоненты батареи и обеспечивает структурную поддержку.

Низкотемпературный прочный полимерный аккумулятор для ноутбука с высокой плотностью энергии Спецификация аккумулятора: 11,1 В 7800 мАч -40 ℃ 0,2 C разрядная емкость ≥80% Пыленепроницаемый, устойчивый к падению, антикоррозийный, антиэлектромагнитный

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

Терминал

Клеммы представляют собой внешние соединения, которые позволяют подключать батарею к внешней цепи, обеспечивая протекание электрического тока. Общие химические реакции, происходящие в аккумуляторе, зависят от его типа.

Принцип зарядки аккумулятора

Принцип зарядки аккумулятора предполагает процесс пополнения электрической энергии внутри аккумуляторной батареи. Основные принципы зарядки аккумулятора немного различаются в зависимости от типа аккумулятора, но вот общий обзор:

Приложенное напряжение

Для процесса зарядки требуется напряжение выше текущего напряжения аккумулятора. Это внешнее напряжение заставляет ток течь в противоположном направлении, заставляя аккумулятор поглощать энергию.

Напряжение и ток

Зарядка предполагает подачу напряжения, превышающего текущее напряжение аккумулятора. Эта разница напряжений пропускает ток в батарею. Скорость, с которой ток течет в батарею, зависит от приложенного напряжения и внутреннего сопротивления батареи.

Этапы зарядки

Постоянный ток (CC): на начальном этапе зарядное устройство подает на батарею постоянный ток. Это максимизирует скорость зарядки.

Контроль температуры

Температура влияет на производительность и безопасность аккумулятора. Системы зарядки часто контролируют и контролируют температуру, чтобы предотвратить перегрев. Некоторые зарядные устройства регулируют зарядный ток в зависимости от температуры, чтобы обеспечить безопасную зарядку.

Умная зарядка

Некоторые современные зарядные устройства включают интеллектуальные алгоритмы зарядки, которые адаптируются к состоянию аккумулятора и соответствующим образом корректируют параметры зарядки. Интеллектуальная зарядка помогает оптимизировать срок службы аккумулятора и производительность.

Рекомбинация газов

В свинцово-кислотных аккумуляторах во время зарядки могут образовываться газы. Чтобы избежать повышения давления, в некоторых батареях предусмотрены механизмы рекомбинации этих газов обратно в электролит.

Свинцово-кислотные аккумуляторы. Свинцово-кислотные аккумуляторы, обычно используемые в автомобилях, включают преобразование диоксида свинца и губчатого свинца во время разрядки и заряда.

Принцип работы батареи

Аккумуляторы работают на основе окислительно-восстановительных реакций. Проще говоря, один материал теряет электроны (окисление), а другой материал эти электроны приобретает (восстановление).

Когда батарея используется, анод подвергается окислению, высвобождая электроны во внешнюю цепь. На катоде восстановление происходит, когда электроны снова попадают в батарею и соединяются с ионами из электролита. Химические реакции на аноде и катоде производят электрическую энергию, используемую для питания устройств.

Крайне важно использовать подходящее зарядное устройство и следовать рекомендациям производителя по зарядке аккумуляторов определенных типов. Некоторые из принципов работы аккумулятора включают в себя следующее:

Постоянный ток (CC)

На начальном этапе зарядки к аккумулятору подается постоянный ток. Это помогает быстро пополнить заряд и предотвращает перегрузку аккумулятора.

Постоянное напряжение (CV)

Когда аккумулятор достигает более высокого уровня заряда, система зарядки переключается в режим постоянного напряжения. Напряжение на клеммах аккумулятора поддерживается постоянным, а ток уменьшается.

Химические изменения

Во время зарядки внутри аккумулятора происходят химические изменения. Например, в свинцово-кислотной батарее сульфат свинца на отрицательной пластине и диоксид свинца на положительной пластине превращаются обратно в свинец и сульфат свинца соответственно.

Увольнять

Батарея продолжает производить электричество до тех пор, пока продолжаются химические реакции на аноде и катоде. Как только реагенты иссякают или химические реакции достигают равновесия, батарея считается разряженной.