Anzahl Durchsuchen:0 Autor:Site Editor veröffentlichen Zeit: 2024-04-18 Herkunft:Powered
In diesem Artikel werden acht wichtige Parameter kurz vorgestellt, die häufig in Lithiumbatterien für neue Energie verwendet werden.
Dies ist ein Parameter, der allen am meisten Sorgen bereitet. Batteriekapazität ist einer der wichtigen Leistungsindikatoren zur Messung der Batterieleistung.Sie gibt die von der Batterie unter bestimmten Bedingungen (Entladerate, Temperatur, Abschlussspannung usw.) abgegebene Strommenge an, also die Kapazität der Batterie, üblicherweise in Amperestunden (abgekürzt, in A·H bedeutet 1A· h=3600C).Wenn es sich beispielsweise um eine 48-V-200-Ah-Batterie handelt, bedeutet dies, dass die Batterie 48 V x 200 Ah = 9,6 kWh, also 9,6 Kilowattstunden Strom, speichern kann.Die Batteriekapazität wird je nach Bedingungen in tatsächliche Kapazität, theoretische Kapazität und Nennkapazität unterteilt.
Die tatsächliche Kapazität bezieht sich auf die Strommenge, die die Batterie unter einem bestimmten Entladeregime (bestimmte Temperatur, bestimmte Stromdichte und Abschlussspannung) liefern kann.Die tatsächliche Kapazität entspricht im Allgemeinen nicht der Nennkapazität und steht in direktem Zusammenhang mit Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Lade- und Entladerate usw. Unter normalen Umständen ist die tatsächliche Kapazität kleiner als die Nennkapazität, manchmal sogar viel kleiner als die Nennkapazität ;Die theoretische Kapazität bezieht sich auf die Strommenge, die von allen an der Batteriereaktion beteiligten aktiven Materialien abgegeben wird.Das heißt, die Kapazität unter idealsten Bedingungen;
Nennleistung bezieht sich auf die auf dem Typenschild angegebene Leistung des Motors oder Elektrogeräts, die unter Nennarbeitsbedingungen über einen langen Zeitraum weiterarbeiten kann.Normalerweise bezieht es sich auf die Scheinleistung des Transformators, die Wirkleistung des Motors und die Scheinleistung oder Blindleistung der Phasenmodulationsausrüstung.Die Einheiten sind VA, kVA, MVA;In der Anwendung haben die geometrische Größe, die Abschlussspannung, die Temperatur und die Entladerate der Platte usw. einen Einfluss auf die Batteriekapazität.Wenn Sie beispielsweise im nördlichen Winter Ihr Mobiltelefon im Freien verwenden, sinkt die Akkukapazität rapide.
Die Energiedichte, Batterieenergiedichte, ist das Verhältnis der aufladbaren Energie zur Masse bzw. zum Volumen des Energiespeichermediums für einen gegebenen elektrochemischen Energiespeicher.Ersteres wird als „Massenenergiedichte“ und Letzteres als „Volumenenergiedichte“ bezeichnet.Die Einheiten sind Watt·Stunde/kg, Wh/kg bzw. Watt·Stunde/Liter Wh/L.Die Leistung ist hier das Integral aus der oben genannten Kapazität (Ah) und Betriebsspannung (V).In der Anwendung ist der Indikator der Energiedichte aufschlussreicher als die Kapazität.
Basierend auf dem aktuellen Stand Lithium-Ionen-Batterietechnologie, Die erreichbare Energiedichte beträgt etwa 100–200 Wh/kg, was immer noch relativ niedrig ist und in vielen Situationen zu einem Engpass bei der Anwendung von Lithium-Ionen-Batterien geworden ist.Dieses Problem tritt auch im Bereich der Elektrofahrzeuge auf.Wenn Volumen und Gewicht streng begrenzt sind, bestimmt die Energiedichte der Batterie die maximale Einzelfahrreichweite des Elektrofahrzeugs, weshalb der einzigartige Begriff „Reichweitenangst“ entstand..Soll die Einzelreichweite von Elektrofahrzeugen 500 Kilometer erreichen (ähnlich wie bei herkömmlichen Kraftstofffahrzeugen), muss die Energiedichte der Batteriezellen mehr als 300 Wh/kg erreichen.
Die Verbesserung der Energiedichte von Lithium-Ionen-Batterien ist ein langsamer Prozess, der weit unter dem Mooreschen Gesetz der integrierten Schaltkreisindustrie liegt.Dies hat zu einer Scherenlücke zwischen der Leistungsverbesserung elektronischer Produkte und der Verbesserung der Batterieenergiedichte geführt, die mit der Zeit immer größer wird.expandieren.
Die Lade-Entlade-Rate ist ein Maß für die Ladegeschwindigkeit. Diese Anzeige beeinflusst den Dauerstrom und den Spitzenstrom des Lithium-Ionen-Akkus im Betrieb.Seine Einheit ist im Allgemeinen C (Abkürzung für C-Rate), z. B. 1/10C, 1/5C, 1C, 5C, 10C usw. Beispielsweise beträgt die Nennkapazität einer Batterie 20 Ah und ihre Nennladung und -entladung Die Rate beträgt 0,5 °C. Dies bedeutet, dass die Batterie wiederholt mit einem Strom von 20 Ah * 0,5 ° C = 10 A geladen und entladen werden kann, bis zur Lade- oder Entlade-Abschaltspannung..Wenn die maximale Entladerate 10 °C bei 10 Sekunden und die maximale Laderate 5 °C bei 10 Sekunden beträgt, kann die Batterie 10 Sekunden lang mit einem Strom von 200 A entladen und 10 Sekunden lang mit einem Strom von 100 A geladen werden.
Je detaillierter der Lade- und Entladeratenindex definiert ist, desto größer ist die Orientierungsaussage für den Einsatz.Insbesondere Lithium-Ionen-Batterien, die als Energiequellen für Elektrofahrzeuge verwendet werden, müssen Dauer- und Pulsfrequenzindikatoren unter verschiedenen Temperaturbedingungen spezifizieren, um sicherzustellen, dass Lithium-Ionen-Batterien in einem angemessenen Bereich verwendet werden.
Die Spannung der Lithium-Ionen-Batterie umfasst Leerlaufspannung, Arbeitsspannung, Ladeabschaltspannung, Entladeabschaltspannung und andere Parameter.
Die Leerlaufspannung bedeutet, dass die Potentialdifferenz zwischen den positiven und negativen Elektroden der Batterie ohne externe Last oder Stromversorgung gemessen wird.Dies ist die Leerlaufspannung der Batterie.
Die Arbeitsspannung ist die gemessene Potentialdifferenz zwischen der positiven und negativen Elektrode, wenn die Batterie an eine externe Last oder Stromversorgung angeschlossen ist.Wenn die Batterie betriebsbereit ist und Strom durch sie fließt.Der Betriebsspannung hängt mit der Schaltungszusammensetzung und dem Betriebsstatus der Ausrüstung zusammen und ist ein sich ändernder Wert.Im Allgemeinen ist aufgrund des Innenwiderstands der Batterie die Betriebsspannung im Entladezustand niedriger als die Leerlaufspannung und die Betriebsspannung im Ladezustand höher als die Leerlaufspannung.
Die Lade-/Entlade-Abschaltspannung bezieht sich auf die höchste und niedrigste Betriebsspannung, die die Batterie erreichen darf.Das Überschreiten dieses Grenzwerts führt zu irreversiblen Schäden an der Batterie, was zu einer Verringerung der Batterieleistung und in schweren Fällen sogar zu Bränden, Explosionen und anderen Sicherheitsunfällen führen kann.
Die Entladetiefe bezieht sich auf den Prozentsatz der Batterieentladung im Verhältnis zur Nennkapazität der Batterie.Die Entladetiefe von Batterien mit flachem Zyklus sollte 25 % nicht überschreiten, während Batterien mit tiefem Zyklus 80 % der Ladung entladen können.Die Entladung der Batterie beginnt bei der oberen Grenzspannung und endet bei der unteren Grenzspannung.Definieren Sie die gesamte abgegebene Leistung als 100 %.Der Batteriestandard 80 % DOD bedeutet, dass 80 % der Leistung entladen werden.Beispielsweise beträgt der anfängliche SOC 100 % und ich höre auf, wenn er 20 % erreicht.Das sind 80 % des Verteidigungsministeriums.
Die Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien nimmt mit der Nutzung und Lagerung allmählich ab und die Leistung wird deutlicher.Nehmen wir immer noch Smartphones als Beispiel: Nach längerer Nutzung eines Mobiltelefons spürt man deutlich, dass der Akku des Mobiltelefons „nicht langlebig“ ist.Zunächst kann es sein, dass es nur einmal am Tag aufgeladen wird, später kann es jedoch erforderlich sein, es zweimal am Tag aufzuladen.Das bedeutet, dass die Akkulaufzeit ständig abnimmt.Manifestation.
Der Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien ist in zwei Parameter unterteilt: Zykluslebensdauer und Kalenderlebensdauer.Die Zyklenlebensdauer wird im Allgemeinen in Zeiteinheiten ausgedrückt, die angibt, wie oft eine Batterie geladen und entladen werden kann.Natürlich gibt es hier Bedingungen.Im Allgemeinen werden bei idealer Temperatur und Luftfeuchtigkeit Tiefenladungen und -entladungen (80 % DOD) mit dem Nennlade- und Entladestrom durchgeführt und der Zyklus berechnet, der auftritt, wenn die Batteriekapazität auf 20 % der Nennkapazität abfällt.Frequenz.Die Definition des Kalenderlebens ist komplizierter.Die Batterie kann nicht immer geladen und entladen, gelagert und gelagert werden, noch kann sie sich immer in idealen Umgebungsbedingungen befinden.Es wird verschiedenen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen ausgesetzt sein und auch die Lade- und Entladeraten ändern sich ständig, sodass die Lebensdauer in Wirklichkeit Simulationen und Tests erfordert.Einfach ausgedrückt ist die Kalenderlebensdauer die Zeitspanne, in der die Batterie unter bestimmten Nutzungsbedingungen und Umgebungsbedingungen das Ende ihrer Lebensdauer erreicht (z. B. Kapazitätsabfall auf 20 %).Die Kalenderlebensdauer ist eng mit spezifischen Nutzungsanforderungen verbunden, und in der Regel müssen bestimmte Nutzungsbedingungen, Umgebungsbedingungen, Lagerintervalle usw. festgelegt werden. Die Kalenderlebensdauer ist praktischer als die Zykluslebensdauer, da die Berechnung der Kalenderlebensdauer jedoch sehr kompliziert und zeitaufwändig ist zu lang, Batteriehersteller geben in der Regel nur Daten zur Zyklenlebensdauer an.Wenn Sie Kalenderlebensdaten benötigen, müssen Sie in der Regel extra bezahlen und lange warten.
Der Innenwiderstand einer Lithium-Ionen-Batterie bezieht sich auf den Widerstand gegen den Strom, der durch das Innere der Batterie fließt, wenn die Batterie arbeitet.Es umfasst den ohmschen Innenwiderstand und den Polarisationsinnenwiderstand.Der Polarisationsinnenwiderstand umfasst auch den elektrochemischen Polarisationsinnenwiderstand und die Konzentrationsdifferenzelektrode.Reduzieren Sie den inneren Widerstand.
Der ohmsche Innenwiderstand besteht aus Elektrodenmaterialien, Elektrolyten, Membranwiderstand und Kontaktwiderstand verschiedener Teile.Der interne Polarisationswiderstand bezieht sich auf den Widerstand, der durch die Polarisation während elektrochemischer Reaktionen verursacht wird, einschließlich des Widerstands, der durch elektrochemische Polpolarisation und Konzentrationspolarisation verursacht wird.
Die Einheit des Innenwiderstands ist im Allgemeinen Milliohm (mΩ).Batterien mit großem Innenwiderstand verbrauchen viel interne Energie und erzeugen beim Laden und Entladen starke Wärme, was zu einer beschleunigten Alterung und einer Verkürzung der Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien führt und außerdem eine hohe Rate begrenzt.Lade- und Entladeanwendungen.Je kleiner also der Innenwiderstand ist, desto besser sind Lebensdauer und Leistungsfähigkeit des Lithium-Ionen-Akkus.
Selbstentladung ist ein Phänomen, bei dem ein Akku an Leistung verliert, wenn er längere Zeit nicht genutzt wird.Beim Einsetzen des Akkus verringert sich seine Kapazität ständig.Die Rate der Kapazitätsabnahme wird als Selbstentladungsrate bezeichnet und üblicherweise als Prozentsatz ausgedrückt: %/Monat.Selbstentladung ist etwas, das wir nicht sehen wollen.Ein vollständig geladener Akku wird nach einigen Monaten Lagerung deutlich weniger Leistung haben, daher hoffen wir, dass die Selbstentladungsrate von Lithium-Ionen-Akkus möglichst gering ist.Hier bedarf es besonderer Aufmerksamkeit.Sobald die Selbstentladung eines Lithium-Ionen-Akkus Wenn es zu einer Tiefentladung des Akkus kommt, sind die Auswirkungen in der Regel irreversibel.Selbst wenn der Akku aufgeladen wird, geht die verfügbare Kapazität des Akkus stark verloren und seine Lebensdauer verringert sich rapide.Wenn ein Lithium-Ionen-Akku längere Zeit nicht verwendet wird, muss der Akku daher regelmäßig aufgeladen werden, um eine Tiefentladung durch Selbstentladung zu vermeiden, die seine Leistung stark beeinträchtigt.
Aufgrund der Eigenschaften der internen chemischen Materialien von Lithium-Ionen-Batterien haben Lithium-Ionen-Batterien einen angemessenen Betriebstemperaturbereich (übliche Daten liegen zwischen -20 °C und 60 °C).Bei Verwendung außerhalb des angemessenen Bereichs wird die Leistung des Lithium-Ionen-Akkus beeinträchtigt.eine größere Wirkung erzielen.
Lithium-Ionen-Batterien aus unterschiedlichen Materialien haben unterschiedliche Betriebstemperaturbereiche.Einige weisen eine gute Leistung bei hohen Temperaturen auf, während andere sich an Bedingungen bei niedrigen Temperaturen anpassen können.Die Arbeitsspannung, die Kapazität, die Lade- und Entladerate und andere Parameter von Lithium-Ionen-Batterien ändern sich bei Temperaturänderungen sehr stark.Langfristiger Einsatz bei hohen oder niedrigen Temperaturen beschleunigt ebenfalls die Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien.Daher können Bemühungen zur Schaffung eines geeigneten Betriebstemperaturbereichs die Leistung von Lithium-Ionen-Batterien maximieren.Neben der Betriebstemperaturgrenze ist auch die Lagertemperatur von Lithium-Ionen-Batterien streng begrenzt.Eine langfristige Lagerung bei hohen oder niedrigen Temperaturen hat einen irreversiblen Einfluss auf die Batterieleistung.
