1. Introducere în bateria litiu-ion
1.1 Starea de încărcare (SOC)
Starea de încărcare poate fi definită ca starea energiei electrice disponibile în baterie, de obicei exprimată ca procent.Deoarece energia electrică disponibilă variază în funcție de curentul de încărcare și descărcare, temperatură și fenomenul de îmbătrânire, definiția stării de încărcare este, de asemenea, împărțită în două tipuri: stare absolută de încărcare (ASOC) și stare de încărcare relativă (RSOC) .
În general, intervalul stării relative de încărcare este 0% – 100%, în timp ce este de 100% când bateria este complet încărcată și 0% când este complet descărcată.Starea absolută de încărcare este o valoare de referință calculată în funcție de valoarea de capacitate fixă proiectată atunci când bateria este fabricată.Starea absolută de încărcare a unei baterii noi complet încărcate este de 100%;Chiar dacă bateria învechită este încărcată complet, nu poate ajunge la 100% în diferite condiții de încărcare și descărcare.
Figura următoare arată relația dintre tensiune și capacitatea bateriei la diferite rate de descărcare.Cu cât rata de descărcare este mai mare, cu atât capacitatea bateriei este mai mică.Când temperatura este scăzută, capacitatea bateriei va scădea și ea.
Figura 1. Relația dintre tensiune și capacitate la diferite rate și temperaturi de descărcare
1.2 Tensiune maximă de încărcare
Tensiunea maximă de încărcare este legată de compoziția chimică și de caracteristicile bateriei.Tensiunea de încărcare a bateriei cu litiu este de obicei de 4,2 V și 4,35 V, iar valorile tensiunii materialelor catodice și anodice vor varia.
1.3 Încărcat complet
Când diferența dintre tensiunea bateriei și tensiunea maximă de încărcare este mai mică de 100 mV și curentul de încărcare este redus la C/10, bateria poate fi considerată ca fiind complet încărcată.Condițiile de încărcare completă variază în funcție de caracteristicile bateriei.
Figura de mai jos prezintă o curbă caracteristică de încărcare tipică a bateriei cu litiu.Când tensiunea bateriei este egală cu tensiunea maximă de încărcare și curentul de încărcare este redus la C/10, bateria este considerată a fi complet încărcată
Figura 2. Curba caracteristică de încărcare a bateriei cu litiu
1.4 Tensiune minimă de descărcare
Tensiunea minimă de descărcare poate fi definită de tensiunea de descărcare de întrerupere, care este de obicei tensiunea când starea de încărcare este 0%.Această valoare a tensiunii nu este o valoare fixă, ci se modifică în funcție de sarcină, temperatură, gradul de îmbătrânire sau alți factori.
1.5 Descărcare completă
Când tensiunea bateriei este mai mică sau egală cu tensiunea minimă de descărcare, se poate numi descărcare completă.
1.6 Rata de încărcare și descărcare (C-Rate)
Rata de încărcare-descărcare este o reprezentare a curentului de încărcare-descărcare relativ la capacitatea bateriei.De exemplu, dacă utilizați 1C pentru a vă descărca timp de o oră, în mod ideal, bateria se va descărca complet.Rate de încărcare-descărcare diferite vor avea ca rezultat o capacitate utilizabilă diferită.În general, cu cât rata de încărcare-descărcare este mai mare, cu atât capacitatea disponibilă este mai mică.
1.7 Ciclu de viață
Numărul de cicluri se referă la numărul de încărcare și descărcare completă a unei baterii, care poate fi estimat prin capacitatea reală de descărcare și capacitatea de proiectare.Când capacitatea de descărcare acumulată este egală cu capacitatea de proiectare, numărul de cicluri trebuie să fie unul.În general, după 500 de cicluri de încărcare-descărcare, capacitatea bateriei complet încărcate va scădea cu 10%~20%.
Figura 3. Relația dintre timpii de ciclu și capacitatea bateriei
1.8 Autodescărcare
Autodescărcarea tuturor bateriilor va crește odată cu creșterea temperaturii.Autodescărcarea nu este practic un defect de fabricație, ci caracteristicile bateriei în sine.Cu toate acestea, tratarea necorespunzătoare în procesul de fabricație va determina și creșterea autodescărcării.În general, rata de auto-descărcare va fi dublată atunci când temperatura bateriei crește cu 10 ° C. Capacitatea de auto-descărcare a bateriilor litiu-ion este de aproximativ 1-2% pe lună, în timp ce cea a diferitelor baterii pe bază de nichel este de 10- 15% pe lună.
Figura 4. Performanța ratei de auto-descărcare a bateriei cu litiu la diferite temperaturi
Ora postării: 07-feb-2023