1. Введение в литий-ионный аккумулятор
1.1 Состояние заряда (SOC)
Состояние заряда можно определить как состояние доступной электрической энергии в батарее, обычно выражаемое в процентах.Поскольку доступная электрическая энергия зависит от зарядного и разрядного тока, температуры и явления старения, определение состояния заряда также делится на два типа: абсолютное состояние заряда (ASOC) и относительное состояние заряда (RSOC). .
Как правило, диапазон относительного состояния заряда составляет от 0% до 100%, при этом он составляет 100%, когда батарея полностью заряжена, и 0%, когда она полностью разряжена.Абсолютное состояние заряда является эталонным значением, рассчитанным в соответствии с расчетным фиксированным значением емкости при изготовлении батареи.Абсолютный уровень заряда новой полностью заряженной батареи составляет 100%;Даже если устаревшая батарея полностью заряжена, она не может достигать 100% при различных условиях зарядки и разрядки.
На следующем рисунке показана зависимость между напряжением и емкостью батареи при различных скоростях разряда.Чем выше скорость разряда, тем ниже емкость аккумулятора.При низкой температуре емкость батареи также уменьшается.
Рисунок 1. Зависимость между напряжением и емкостью при различных скоростях разряда и температурах
1.2 Максимальное напряжение зарядки
Максимальное зарядное напряжение связано с химическим составом и характеристиками батареи.Напряжение зарядки литиевой батареи обычно составляет 4,2 В и 4,35 В, а значения напряжения материалов катода и анода могут различаться.
1.3 Полностью заряжен
Когда разница между напряжением аккумулятора и максимальным зарядным напряжением составляет менее 100 мВ, а зарядный ток снижается до С/10, аккумулятор можно считать полностью заряженным.Условия полной зарядки зависят от характеристик аккумулятора.
На рисунке ниже показана типичная кривая заряда литиевой батареи.Когда напряжение батареи равно максимальному зарядному напряжению, а зарядный ток снижается до C/10, батарея считается полностью заряженной.
Рисунок 2. Зарядная характеристика литиевой батареи
1.4 Минимальное напряжение разряда
Минимальное напряжение разряда можно определить по предельному напряжению разряда, которое обычно представляет собой напряжение, когда уровень заряда равен 0%.Это значение напряжения не является фиксированным значением, а изменяется в зависимости от нагрузки, температуры, степени старения или других факторов.
1.5 Полный разряд
Когда напряжение батареи меньше или равно минимальному напряжению разряда, это можно назвать полным разрядом.
1.6 Скорость заряда и разряда (C-Rate)
Скорость заряда-разряда представляет собой отношение тока заряда-разряда к емкости аккумулятора.Например, если использовать 1С для разрядки в течение одного часа, в идеале батарея разрядится полностью.Различные скорости заряда-разряда приведут к разной полезной емкости.Как правило, чем выше скорость заряда-разряда, тем меньше доступная емкость.
1.7 Срок службы
Количество циклов относится к количеству полных зарядов и разрядов батареи, которое можно оценить по фактической разрядной емкости и расчетной емкости.Когда накопленная пропускная способность равна расчетной, число циклов должно быть равно одному.Как правило, после 500 циклов зарядки-разрядки емкость полностью заряженной батареи уменьшается на 10–20 %.
Рисунок 3. Зависимость между временем цикла и емкостью батареи
1.8 Саморазряд
Саморазряд всех аккумуляторов увеличивается с повышением температуры.Саморазряд в основном не производственный брак, а особенности самой батареи.Однако неправильная обработка в процессе производства также приведет к увеличению саморазряда.Как правило, скорость саморазряда удваивается, когда температура батареи увеличивается на 10 ° C. Емкость саморазряда литий-ионных батарей составляет около 1-2% в месяц, а у различных батарей на основе никеля - 10-10%. 15% в месяц.
Рисунок 4. Показатели скорости саморазряда литиевой батареи при различных температурах
Время публикации: 07 февраля 2023 г.