Краткий анализ основных параметров литий-ионных аккумуляторов.

Индекс основного параметра

Литий-ионные батареи обладают такими преимуществами, как высокая плотность энергии, высокая эффективность преобразования, длительный срок службы, отсутствие эффекта памяти, отсутствие задержки заряда и разряда, низкая скорость саморазряда, широкий диапазон рабочих температур и экологичность, что делает их идеальным носителем для электроэнергия. Он широко используется в различных сферах.

В общем, когда мы используем литий-ионные аккумуляторы, мы будем обращать внимание на некоторые технические показатели, как на главный фактор при измерении производительности их работы. Итак, на какие индикаторы нужно обращать особое внимание, когда они нам нужны?

Вместимость

Это параметр, который волнует всех. Смартфоны давно популярны. Когда мы пользуемся смартфонами, больше всего беспокоит то, что батарея разряжена, ее нужно часто перезаряжать, а иногда она не может найти место для зарядки. Машина на раннем этапе работы при нормальном использовании полностью заряженная батарея может работать от 3 до 5 дней, а некоторые продукты могут работать даже более 7 дней. Однако в эпоху смартфонов время ожидания ужасно. Одна из наиболее важных причин этого заключается в том, что энергопотребление мобильных телефонов становится все больше и больше, а емкость батарей не растет пропорционально.

Единица измерения емкости обычно «мАч» (мАч) или «Ач» (Ач), и при использовании существует разница между номинальной емкостью и фактической емкостью. Номинальная емкость относится к общему количеству электричества, которое полностью заряженная литий-ионная батарея может обеспечить в лабораторных условиях (предпочтительная температура и влажность) при разряде до напряжения отключения при определенной скорости разряда (C-rate). Фактическая емкость обычно не равна номинальной емкости, которая напрямую связана с температурой, влажностью, скоростью заряда и разряда и т.п. Как правило, фактическая мощность меньше номинальной, а иногда даже меньше номинальной. Например, зимой на севере, если мобильный телефон используется на улице, емкость аккумулятора быстро упадет.

2. Плотность энергии

Плотность энергии относится к единице объема или веса батареи, количеству электричества, которое может храниться и выделяться. Существует два типа единиц измерения: Втч / кг, Втч / л, которые представляют собой соотношение энергии веса и энергии отношения объема, соответственно. Количество электричества здесь представляет собой интеграл емкости (Ач) и рабочего напряжения (В), упомянутых выше. При применении показатель плотности энергии более поучителен, чем емкость.

Основываясь на современной технологии литий-ионных аккумуляторов, уровень плотности энергии, который может быть достигнут, составляет около 100 ~ 200 Втч / кг, что все еще является относительно низким и стало узким местом для литий-ионных аккумуляторов во многих приложениях. Эта проблема также возникает в области электромобилей. В случае, когда размер и вес строго ограничены, удельная энергия батареи определяет единичный максимальный пробег электромобиля, поэтому появляется уникальный термин «беспокойство о пробеге», если электромобиль должен проехать один пробег в 500 километров. километров (сравнимо с обычным топливным транспортным средством), удельная энергия аккумуляторной батареи должна достигать 300 Втч / кг или более.

Повышение плотности энергии литий-ионных батарей - медленный процесс, намного меньший, чем закон Мура для индустрии интегральных схем, который вызывает разницу в производительности электронных продуктов и увеличение плотности энергии батарей. расширять.

3. Скорость заряда и разряда

Этот индикатор влияет на длительный ток и пиковый ток литий-ионного аккумулятора. Единицей измерения обычно является C (сокращение от C-rate), например 1 / 10C, 1 / 5C, 1C, 5C, 10C и т. Д. Приведите пример, чтобы проиллюстрировать конкретное значение индикатора скорости. Номинальная емкость аккумулятора 10 Ач. Если его номинальная скорость заряда-разряда составляет 1С, это означает, что этот тип батареи можно многократно заряжать и разряжать током 10А, напряжение отсечки для заряда или разряда. Если максимальная скорость разряда составляет 10 ° C при 10 с, а максимальная скорость заряда составляет 5 ° C при 10 с, аккумулятор можно разряжать током 100 А в течение 10 секунд и током 50 А в течение 10 секунд.

Непрерывная мощность и пиковая мощность литий-ионного аккумулятора могут быть получены путем умножения значения тока, соответствующего скорости заряда и разряда, на рабочее напряжение. Чем более детально определен индикатор скорости заряда и разряда, тем больше руководящее значение для его использования. В частности, для литий-ионных аккумуляторов, которые являются источниками питания для электромобилей, необходимо указывать индикаторы непрерывного действия и частоты пульса в различных температурных условиях, чтобы гарантировать использование литий-ионных аккумуляторов в разумных пределах.

4. Напряжение

Напряжение литий-ионного аккумулятора имеет некоторые параметры, такие как напряжение холостого хода, рабочее напряжение, напряжение отключения заряда, напряжение отключения разряда и т. Д. В этой статье они не обсуждаются отдельно, а сосредоточено на объяснении.

Напряжение холостого хода, как следует из названия, означает, что к аккумулятору не подключена внешняя нагрузка или источник питания, и измеряется разность потенциалов между положительной и отрицательной клеммами аккумулятора. Это напряжение холостого хода аккумулятора.

Рабочее напряжение - это внешняя нагрузка или питание аккумулятора, находящегося в рабочем состоянии. При протекании тока измеряется разность потенциалов между положительным и отрицательным электродами. Как правило, из-за внутреннего сопротивления батареи рабочее напряжение в состоянии разряда ниже, чем напряжение холостого хода, а рабочее напряжение во время зарядки выше, чем напряжение холостого хода.

Напряжение отключения заряда / разряда - это максимальное и минимальное рабочее напряжение, допустимое для аккумулятора. Превышение этого предела приведет к необратимому повреждению батареи, что приведет к снижению ее производительности и, в тяжелых случаях, даже к возгоранию или взрыву.

Напряжение холостого хода и рабочее напряжение батареи имеют определенное соответствие емкости батареи.

5. Ожидаемая продолжительность жизни

Срок службы литий-ионного аккумулятора будет постепенно уменьшаться по мере использования и хранения, и он будет иметь более очевидную производительность. Если взять в качестве примера смартфон, то после использования мобильного телефона в течение определенного периода времени может быть очевидно, что аккумулятор мобильного телефона «ненадежен». Его можно заряжать только один раз в день и, возможно, придется заряжать два раза в день. Это время автономной работы в убывающем варианте.

Срок службы литий-ионной батареи делится на два параметра: срок службы и календарный срок службы. Срок службы обычно выражается количеством раз, характеризующим количество циклов, которые батарея может циклически включать для зарядки и разрядки. Конечно, здесь есть условия. Как правило, при идеальной температуре и влажности глубина заряда и разряда (100% DOD или 80% DOD) выполняется с номинальным током заряда и разряда, а емкость аккумулятора снижается до 80% от номинальной емкости. Количество испытанных циклов.

Определение календарной жизни более сложное. Аккумулятор нельзя заряжать и разряжать все время. Имеет место для хранения вещей и стеллажи. Не всегда бывает в идеальных условиях окружающей среды. Он будет испытывать различные температурные и влажностные условия. Скорость заряда и разряда также иногда меняется, поэтому фактический срок службы требует моделирования и тестирования. Проще говоря, календарный срок службы - это промежуток времени, в течение которого батарея работает при определенных условиях окружающей среды и условиях окончания срока службы (например, снижение емкости до 80%) в условиях окружающей среды. Календарная жизнь тесно связана с конкретными требованиями к использованию. Обычно необходимо указать конкретные условия использования, условия окружающей среды, интервалы хранения и т. Д.

Срок службы календаря более практичен, чем срок службы цикла, но поскольку расчет календарного срока службы очень сложен и занимает слишком много времени, средний производитель батарей предоставляет данные только о сроке службы в цикле. Если вам нужно получить данные о календарной жизни, обычно приходится доплачивать и долго ждать.

6. Внутреннее сопротивление

Внутреннее сопротивление литий-ионной батареи относится к сопротивлению, с которым ток течет через внутреннюю часть батареи во время работы. Он включает внутреннее омическое сопротивление и внутреннее сопротивление поляризации. Внутреннее сопротивление поляризации включает внутреннее сопротивление электрохимической поляризации и внутреннее сопротивление разности концентраций.

Омическое внутреннее сопротивление состоит из материала электрода, электролита, сопротивления диафрагмы и контактного сопротивления каждой части. Внутреннее сопротивление поляризации относится к сопротивлению, вызванному поляризацией во время электрохимической реакции, включая сопротивление, вызванное электрохимической поляризацией и концентрационной поляризацией.

Единицей внутреннего сопротивления обычно является миллиом (мОм), а батарея с большим внутренним сопротивлением имеет большое внутреннее энергопотребление и сильное тепловыделение во время зарядки и разрядки, что вызывает ускоренное старение и сокращение срока службы литий-ионной батареи, а также ограничивает большие приложения для увеличения, зарядки и разрядки. Следовательно, чем меньше внутреннее сопротивление, тем выше срок службы и производительность литий-ионного аккумулятора.

7. Саморазряд

Когда аккумулятор ставится, его емкость уменьшается. Скорость падения емкости называется скоростью саморазряда и обычно выражается в процентах:% / месяц.

Саморазряд - это то, чего мы не хотим видеть. Полностью заряженная батарея будет иметь гораздо меньшую мощность в течение нескольких месяцев, поэтому мы надеемся, что скорость саморазряда литий-ионной батареи будет как можно ниже.

На это следует обратить особое внимание. Как только саморазряд литий-ионной батареи вызывает чрезмерную разрядку батареи, эффект обычно необратим. Даже если его перезарядить, доступная емкость аккумулятора будет сильно потеряна, и срок службы быстро сократится. Поэтому при длительном размещении неиспользуемых литий-ионных аккумуляторов необходимо помнить о периодической зарядке, чтобы избежать чрезмерной разрядки из-за саморазряда, производительность значительно ухудшается.

8. Диапазон рабочих температур.

Из-за характеристик внутренних химических материалов литий-ионных аккумуляторов литий-ионные аккумуляторы имеют приемлемый диапазон рабочих температур (обычные данные составляют от -40 ° C до 60 ° C). Если он находится за пределами разумного диапазона, он будет иметь производительность литий-ионных аккумуляторов, что окажет большее влияние.

Литий-ионные батареи из разных материалов имеют разные диапазоны рабочих температур, некоторые обладают хорошими высокотемпературными характеристиками, а некоторые могут адаптироваться к низкотемпературным условиям. Рабочее напряжение, емкость, скорость заряда и разряда и другие параметры литий-ионного аккумулятора значительно изменяются с температурой. Длительное использование высоких или низких температур также ускоряет срок службы литий-ионных батарей. Таким образом, усилия по созданию подходящего диапазона рабочих температур позволят максимально повысить производительность литий-ионных батарей.

В дополнение к ограниченной рабочей температуре, температура хранения литий-ионных аккумуляторов также строго ограничена. Длительное хранение при высоких или низких температурах необратимо сказывается на характеристиках аккумулятора.

Страница содержит содержимое машинного перевода.