Тълкуване на основните параметри на литиеви батерии

Основните параметри на литиевите батерии са основната основа за оценка на тяхната производителност, приложими сценарии и безопасна употреба. Различните параметри пряко влияят на обхвата на батерията, ефективността на зареждане/разреждане, продължителността на живота и съвместимостта на приложенията. Следното описва основните основни параметри на литиевите батерии в три основни категории: параметри на електрическата ефективност, параметри за продължителност на живота и стабилност и параметри за адаптивност към околната среда.

1. Параметри,-свързани с напрежението

Напрежението е "нивото на мощност" на литиева батерия, което пряко влияе върху съвместимостта на устройството (напр. батериите на мобилни телефони не могат да се използват в електрически превозни средства). Той включва три ключови стойности на напрежението:

2. Параметри,-свързани с капацитета
Капацитетът се отнася до „капацитета за съхранение на енергия“ на литиева батерия, който директно определя живота на батерията на устройството. Важно е да се прави разлика между „номинален капацитет“ и „действителен капацитет“

3. Скорост на зареждане/разреждане (C-скорост)

Скоростта е "скоростта на зареждане и разреждане" на литиева батерия, представена с "C". То влияе пряко на ефективността на зареждане и мощността на разреждане (като изискванията за бързо зареждане и устройства с висока-мощност).

• Определение: 1C=Ток, съответстващ на номиналния капацитет на батерията (напр. за батерия от 1000mAh, 1C ток=1000mA; за батерия от 200Ah, 1C ток=200A).

• Класификация:

• Скорост на зареждане C-: Например „1C зареждане“=напълно заредено за 1 час; „2C зареждане“=напълно заредено за 30 минути (изисква се зарядно).

• C-степен на разреждане: Например "0,5C разреждане"=напълно разредено за 2 часа (устройства с ниска-енергия, като мобилни телефони); „10C разреждане“=напълно разредено за 6 минути (устройства с висока-мощност, като дронове и електрически инструменти).

• Забележка: Високо{0}}скоростното зареждане и разреждане ще доведе до повишено генериране на топлина от батерията, скъсен живот и намален действителен капацитет (напр. действителният капацитет при разреждане при 10C може да бъде само 70% от номиналния капацитет).

4. Вътрешно съпротивление

Вътрешното съпротивление е сумата от съпротивленията на вътрешните материали (електроди, електролит, сепаратор) на литиева батерия и неговата единица е милиоми (mΩ).

• Основни въздействия:

а. Генериране на топлина: Колкото по-висок е токът, толкова повече топлина се генерира от вътрешното съпротивление (Q=I²Rt). Батериите с високо вътрешно съпротивление са склонни към прегряване по време на бързо зареждане.

b. Спад на напрежението: По време на разреждане вътрешното съпротивление води до намаляване на действителното изходно напрежение (действително напрежение=номинално напрежение - I × вътрешно съпротивление). Батериите с високо вътрешно съпротивление имат слаб товар-капацитет (напр. внезапна загуба на захранване, докато играете игри на мобилен телефон).

c. Продължителност на живота: Вътрешното съпротивление нараства с броя на циклите (стареене на материала). Когато вътрешното съпротивление превиши определен праг, батерията не може да се използва нормално.

Типични стойности: Малките литиеви батерии (мобилни телефони, слушалки) имат вътрешно съпротивление от приблизително 50-200 mΩ; големите батерии (електрически превозни средства) имат вътрешно съпротивление от приблизително 1-10 mΩ.

II. Параметри за живот и стабилност

Тези параметри определят "издръжливостта" на литиевите батерии, което пряко влияе върху разходите за използване (като цикъла на смяна на батериите за електрически превозни средства).

5. Цикъл на живота

• Дефиниция: Броят цикли, които батерията изпълнява след цикъл на пълно зареждане-разреждане (от напрежението на прекъсване на зареждането до напрежението на прекъсване на разреждането), когато капацитетът й спадне до 80% от номиналния капацитет (индустриален стандарт).

• Основни влияещи фактори:

• Скорост на зареждане/разреждане: Ниските скорости (0,2C-1C) водят до по-дълъг живот на цикъла, докато високите скорости (над 5C) водят до по-кратък живот.

• Температура: 25-40 градуса е оптималната температура за цикъл. Ниски температури (<0℃) or high temperatures (>60 градуса) ускоряват стареенето.

Дълбочина на зареждане (DOD): Плиткото зареждане и разреждане (напр. зареждане до 80% и разреждане до 20%) може значително да удължи живота (напр. тройните литиеви батерии могат да постигнат над 2000 плитки цикъла и приблизително 800-1200 пълни цикъла).

• Типични примери:

• Литиеви батерии за мобилни телефони: 500-1000 цикъла (пълно зареждане и разреждане).

• Литиево-желязо-фосфатни батерии за електрически превозни средства: 1500-3000 цикъла (пълно зареждане и разреждане).

6. Скорост-на саморазреждане

• Определение: Скоростта, с която батерията естествено губи заряд поради вътрешни химични реакции, когато не се използва, обикновено се изчислява като "процент загуба на месец".

• Основно предимство: Литиево-йонните батерии имат значително по-ниска -скорост на саморазреждане от традиционните никел-кадмиеви/никел-метални хидридни батерии (никел-металните хидридни батерии имат месечна скорост на само-саморазреждане от приблизително 20%-30%).

Типична стойност: При нормални температури (25 градуса) месечният-скорост на саморазряд на литиево-йонните батерии е приблизително 2%-5%; повишените температури на съхранение (напр. над 40 градуса) ще доведат до увеличаване на скоростта на саморазреждане.

6.1. Ефект на паметта

• Определение: Феноменът, при който батерията изглежда с намален капацитет поради зареждане, преди да е напълно разредена (често срещано при никел-кадмиевите батерии).

• Характеристики на литиево-йонната батерия: По същество няма ефект на паметта; може да се зарежда, когато е необходимо (няма нужда от пълно разреждане преди презареждане), но продължителното съхранение при пълен заряд (като например оставяне на батерия незаредена след зареждане до 100%) ще ускори стареенето.

7. Параметри за адаптивност към околната среда

Тези параметри определят "приложимите сценарии" на литиевите батерии, особено тяхната безопасност и стабилност в екстремни среди.

7.1. Работен температурен диапазон

• Определение: Температурният диапазон, в който батерията може да се зарежда и разрежда нормално. Превишаването на този диапазон ще доведе до влошаване на производителността или рискове за безопасността.

• Типичен диапазон (различни типове литиево-йонни батерии):

8. Температурен диапазон на съхранение

• Определение: Безопасният температурен диапазон за дългосрочно-съхранение на батерията, което влияе върху запазването на капацитета след съхранение.

• Препоръчителен диапазон:

• Кратко{0}}съхранение (в рамките на 1 месец): 0 градуса ~ 35 градуса, поддържане на ниво на зареждане от 30%-50%.

• Дълго{0}}срочно съхранение (повече от 3 месеца): -20 градуса ~ 25 градуса, поддържане на ниво на заряд от 30%-40% (избягвайте да съхранявате напълно заредени или напълно разредени батерии).

9. Сравнение на основните параметри на различни видове литиеви батерии

Основните литиеви батерии на пазара са разделени на три категории: трикомпонентни литиеви, литиево-железен фосфат и литиево-полимерни. Разликите в техните параметри директно определят приложимите сценарии.: