Расчет плотности заряда батареи и сравнение

Батареи могут быть одноразовыми или перезаряжаемыми, но обычно они одноразовые. Аккумуляторы обычно используются для питания электромобилей, портативных электронных устройств и другого оборудования. Батареи содержат один или несколько гальванических элементов, которые преобразуют химическую энергию в электрическую. Химическая энергия обычно поступает либо от топливного элемента, либо от электрохимического элемента (иногда называемого вольтовым столбом).

Батареи бывают разных размеров и форм в зависимости от применения батареи. Некоторые батареи предназначены для быстрой замены, в то время как другие служат дольше и предназначены для приложений, в которых они будут оставаться на месте в течение длительного периода времени, таких как электромобили или портативная электроника, такая как ноутбуки и мобильные телефоны.

Во многих современных батареях также используется литий-ионная химия, которая стала доминирующей из-за ее высокой плотности энергии, низкого саморазряда и хорошего срока службы по сравнению с другими химиями.

Плотность батареи — это количество энергии, которое может быть сохранено в батарее. Чем выше плотность мощности батареи, тем большее количество энергии может храниться в батарее.

Плотность заряда батареи увеличивается со временем, поскольку батарея со временем теряет заряд. Батарея с высокой плотностью будет удерживать больше энергии, чем батарея с низкой плотностью, но она также прослужит дольше, прежде чем потеряет заряд.

Чем выше удельная мощность, тем мощнее устройство. Удельная мощность измеряется в ватт-часах на килограмм (Втч/кг). Например, типичная литий-ионная батарея имеет удельную мощность около 1500 Втч/кг.

Емкость аккумулятора — это количество электричества, которое он может хранить при полной зарядке. Емкость аккумулятора зависит от размера, формы и материала, из которого он изготовлен. Аккумуляторы обычно оцениваются в кВтч/кг, мАч/г или миллиампер-часах на грамм (мАч/г).

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

Расчет плотности заряда батареи

Плотность батареи — это мера доступного заряда батареи. Более высокая плотность мощности батареи означает, что больше энергии может храниться в батарее того же размера, поэтому батареи с более высокой плотностью мощности полезны для приложений, требующих высокой мощности, таких как электромобили.

Формула для расчета удельной мощности батареи:

Плотность мощности = плотность энергии x напряжение

Где:

Плотность энергии — это количество энергии, которое может храниться на единицу объема или массы батареи, обычно измеряемое в ватт-часах на литр (Втч/л) или ватт-часах на килограмм (Втч/кг).

Напряжение — это разность потенциалов между двумя клеммами батареи, обычно измеряемая в вольтах (В).

Чтобы рассчитать плотность мощности батареи, необходимо знать ее плотность энергии и напряжение. Плотность энергии и напряжение батареи зависят от ее химического состава и конструкции. Различные типы аккумуляторов имеют разную плотность энергии и напряжение.

Например, плотность энергии литий-ионного аккумулятора обычно составляет от 100 до 265 Втч/кг, а его напряжение — от 3,6 до 3,7 В. Таким образом, удельная мощность литий-ионного аккумулятора может составлять от 360 до 981 В. Вт/кг.

Вот еще один пример: предположим, вам нужна емкость 500 Втч/кг (или 500 ватт-часов на килограмм) от вашего рюкзака. Для этого потребуется около 36 последовательно соединенных элементов — это 24 В/36 Вт·ч или 3,6 В/элемент, или около 3 А·ч. Если вы готовы увеличить емкость до 6 Ач при 30 Втч/фунт (или 1 кВтч на килограмм), то вы можете получить 250 Втч (6 x 3 Ач) на фунт веса — это 1 кВт.

Важно отметить, что удельная мощность батареи не совпадает с ее выходной мощностью. Выходная мощность батареи зависит от тока, который она может отдавать, который ограничен ее внутренним сопротивлением и другими факторами. Плотность мощности просто указывает, сколько энергии может храниться в данном объеме или массе батареи.

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

Плотность заряда батареи и плотность энергии

Плотность мощности батареи и плотность энергии — это два важных показателя, которые используются для характеристики производительности батарей. Плотность мощности относится к количеству энергии, которое может быть передано батареей на единицу веса или объема, а плотность энергии относится к количеству энергии, которое может быть сохранено в батарее на единицу веса или объема.

Другими словами, плотность мощности — это мера того, насколько быстро батарея может отдавать энергию, а плотность энергии — это мера того, сколько энергии батарея может хранить.

Например, батарея большой мощности может выдавать большое количество энергии за короткий промежуток времени, в то время как батарея большой мощности может хранить большое количество энергии, но доставлять ее медленнее.

Как плотность мощности, так и плотность энергии являются важными факторами при выборе батареи для конкретного применения. Аккумуляторы большой мощности часто используются в приложениях, требующих быстрой доставки энергии, таких как электромобили, в то время как аккумуляторы высокой энергии часто используются в приложениях, требующих длительного хранения энергии, таких как системы возобновляемых источников энергии.

Проще говоря, в то время как плотность мощности относится к количеству энергии, которую батарея может отдать на единицу веса или объема, плотность энергии относится к количеству энергии, которую батарея может хранить на единицу веса или объема. Обе метрики важны при выборе батареи для конкретного приложения.

Сравнение плотности заряда батареи

Вот сравнение плотности мощности различных типов батарей:

Литий-ионные батареи

Литий-ионные батареи имеют плотность мощности около 100-265 Втч/кг и 250-670 Втч/л. Они являются наиболее часто используемым типом аккумуляторов в портативной электронике и электромобилях.

Никель-кадмиевые батареи

Никель-кадмиевые аккумуляторы имеют плотность мощности около 50-80 Втч/кг и 140-300 Втч/л. Они обычно используются в электроинструментах и системах аварийного резервного копирования.

Свинцово-кислотные аккумуляторы

Свинцово-кислотные аккумуляторы имеют плотность мощности около 30-50 Втч/кг и 60-75 Втч/л. Они обычно используются в автомобилях и других транспортных средствах, а также для резервного питания в промышленных условиях.

Никель-металлогидридные батареи

Никель-металлогидридные батареи имеют удельную мощность около 60-120 Втч/кг и 140-300 Втч/л. Они обычно используются в гибридных транспортных средствах и портативной электронике.

Твердотельные батареи

Твердотельные батареи имеют потенциал для достижения гораздо более высокой плотности мощности, чем обычные батареи, по некоторым оценкам, они составляют 500-1000 Втч/кг и 1000-2000 Втч/л. Однако они все еще находятся на ранних стадиях разработки и еще не получили широкого распространения.

Стоит отметить, что удельная мощность аккумулятора — не единственный фактор, определяющий его пригодность для конкретного применения. Также необходимо учитывать другие факторы, такие как стоимость, срок службы, безопасность и воздействие на окружающую среду.