1. Úvod do lithium-iontových baterií
1.1 Stav nabití (SOC)
Stav nabití lze definovat jako stav dostupné elektrické energie v baterii, obvykle vyjádřený v procentech.Protože se dostupná elektrická energie mění s nabíjecím a vybíjecím proudem, teplotou a jevem stárnutí, je definice stavu nabití také rozdělena do dvou typů: Absolutní stav nabití (ASOC) a relativní stav nabití (RSOC). .
Obecně je rozsah relativního stavu nabití 0 % – 100 %, přičemž je to 100 %, když je baterie plně nabitá, a 0 %, když je zcela vybitá.Absolutní stav nabití je referenční hodnota vypočítaná podle navržené hodnoty pevné kapacity při výrobě baterie.Absolutní stav nabití nové plně nabité baterie je 100 %;I když je stárnoucí baterie plně nabitá, nemůže dosáhnout 100 % za různých podmínek nabíjení a vybíjení.
Následující obrázek ukazuje vztah mezi napětím a kapacitou baterie při různých rychlostech vybíjení.Čím vyšší je rychlost vybíjení, tím nižší je kapacita baterie.Při nízké teplotě se také sníží kapacita baterie.
Obrázek 1. Vztah mezi napětím a kapacitou při různých rychlostech vybíjení a teplotách
1.2 Maximální nabíjecí napětí
Maximální nabíjecí napětí souvisí s chemickým složením a vlastnostmi baterie.Nabíjecí napětí lithiové baterie je obvykle 4,2 V a 4,35 V a hodnoty napětí materiálů katody a anody se budou lišit.
1.3 Plně nabito
Pokud je rozdíl mezi napětím baterie a maximálním nabíjecím napětím menší než 100 mV a nabíjecí proud se sníží na C/10, lze baterii považovat za plně nabitou.Podmínky plného nabití se liší podle vlastností baterie.
Níže uvedený obrázek ukazuje typickou charakteristiku nabíjení lithiové baterie.Když se napětí baterie rovná maximálnímu nabíjecímu napětí a nabíjecí proud se sníží na C/10, baterie se považuje za plně nabitou
Obrázek 2. Charakteristická křivka nabíjení lithiové baterie
1.4 Minimální vybíjecí napětí
Minimální vybíjecí napětí lze definovat jako mezní vybíjecí napětí, což je obvykle napětí, kdy je stav nabití 0 %.Tato hodnota napětí není pevnou hodnotou, ale mění se se zatížením, teplotou, stupněm stárnutí nebo jinými faktory.
1.5 Úplné vybití
Když je napětí baterie menší nebo rovno minimálnímu vybíjecímu napětí, lze to nazvat úplné vybití.
1.6 Rychlost nabíjení a vybíjení (C-Rate)
Rychlost nabíjení-vybíjení je vyjádřením nabíjecího-vybíjecího proudu vzhledem ke kapacitě baterie.Pokud například používáte 1C k vybíjení po dobu jedné hodiny, v ideálním případě se baterie zcela vybije.Různé rychlosti nabíjení a vybíjení budou mít za následek různou použitelnou kapacitu.Obecně platí, že čím vyšší je rychlost nabíjení, tím menší je dostupná kapacita.
1.7 Životnost cyklu
Počet cyklů se týká počtu úplného nabití a vybití baterie, který lze odhadnout podle skutečné kapacity vybití a projektované kapacity.Když se akumulovaná kapacita vypouštění rovná projektované kapacitě, počet cyklů musí být jeden.Obecně platí, že po 500 cyklech nabití a vybití se kapacita plně nabité baterie sníží o 10%~20%.
Obrázek 3. Vztah mezi dobou cyklu a kapacitou baterie
1.8 Samovybíjení
Samovybíjení všech baterií se bude zvyšovat s rostoucí teplotou.Samovybíjení v podstatě není výrobní vadou, ale charakteristikou samotné baterie.Nesprávné ošetření ve výrobním procesu však také způsobí zvýšení samovybíjení.Obecně platí, že rychlost samovybíjení se zdvojnásobí, když se teplota baterie zvýší o 10 °C. Kapacita samovybíjení lithium-iontových baterií je asi 1–2 % za měsíc, zatímco u různých baterií na bázi niklu je 10– 15 % měsíčně.
Obrázek 4. Výkon rychlosti samovybíjení lithiové baterie při různých teplotách
Čas odeslání: únor-07-2023