1. Introduktion til lithium-ion batteri
1.1 Charge State of Charge (SOC)
Ladningstilstand kan defineres som tilstanden af tilgængelig elektrisk energi i batteriet, normalt udtrykt som en procentdel.Fordi den tilgængelige elektriske energi varierer med opladnings- og afladningsstrømmen, temperaturen og ældningsfænomenet, er definitionen af ladningstilstand også opdelt i to typer: Absolut ladningstilstand (ASOC) og relativ ladningstilstand (RSOC) .
Generelt er området for den relative ladningstilstand 0 % – 100 %, mens det er 100 %, når batteriet er fuldt opladet, og 0 %, når det er helt afladet.Den absolutte ladetilstand er en referenceværdi, der beregnes i henhold til den beregnede faste kapacitetsværdi, når batteriet er fremstillet.Den absolutte ladetilstand for et nyt fuldt opladet batteri er 100 %;Selvom det aldrende batteri er fuldt opladet, kan det ikke nå 100 % under forskellige op- og afladningsforhold.
Følgende figur viser forholdet mellem spænding og batterikapacitet ved forskellige afladningshastigheder.Jo højere afladningshastighed, jo lavere batterikapacitet.Når temperaturen er lav, vil batterikapaciteten også falde.
Figur 1. Sammenhæng mellem spænding og kapacitet under forskellige afladningshastigheder og temperaturer
1.2 Max ladespænding
Den maksimale ladespænding er relateret til batteriets kemiske sammensætning og egenskaber.Ladespændingen for lithiumbatterier er normalt 4,2V og 4,35V, og spændingsværdierne for katode- og anodematerialer vil variere.
1.3 Fuldt opladet
Når forskellen mellem batterispændingen og den maksimale ladespænding er mindre end 100mV og ladestrømmen reduceres til C/10, kan batteriet betragtes som fuldt opladet.De fulde opladningsbetingelser varierer med batteriets egenskaber.
Nedenstående figur viser en typisk karakteristik af lithiumbatteriets opladning.Når batterispændingen er lig med den maksimale ladespænding, og ladestrømmen er reduceret til C/10, anses batteriet for at være fuldt opladet
Figur 2. Karakteristikkurve for lithiumbatteri
1.4 Minimum afladningsspænding
Den minimale afladningsspænding kan defineres af cut-off afladningsspændingen, som normalt er spændingen, når ladetilstanden er 0%.Denne spændingsværdi er ikke en fast værdi, men ændres med belastning, temperatur, ældningsgrad eller andre faktorer.
1.5 Fuld udledning
Når batterispændingen er mindre end eller lig med minimum afladningsspænding, kan det kaldes fuldstændig afladning.
1.6 Opladnings- og afladningshastighed (C-Rate)
Ladnings-afladningshastigheden er en repræsentation af lade-afladningsstrømmen i forhold til batterikapaciteten.For eksempel, hvis du bruger 1C til at aflade i en time, vil batteriet ideelt set aflades helt.Forskellige opladnings-afladningshastigheder vil resultere i forskellig brugbar kapacitet.Generelt gælder det, at jo højere opladnings-afladningshastigheden er, jo mindre er den tilgængelige kapacitet.
1.7 Cyklusliv
Antallet af cyklusser refererer til antallet af fuldstændig opladning og afladning af et batteri, som kan estimeres ved den faktiske afladningskapacitet og designkapacitet.Når den akkumulerede afladningskapacitet er lig med designkapaciteten, skal antallet af cyklusser være én.Generelt vil kapaciteten af det fuldt opladede batteri efter 500 opladnings-afladningscyklusser falde med 10%~20%.
Figur 3. Sammenhæng mellem cyklustider og batterikapacitet
1.8 Selvafladning
Selvafladningen af alle batterier vil stige med stigningen i temperaturen.Selvafladning er som udgangspunkt ikke en fabrikationsfejl, men selve batteriets egenskaber.Imidlertid vil ukorrekt behandling i fremstillingsprocessen også forårsage en stigning i selvafladning.Generelt vil selvafladningshastigheden blive fordoblet, når batteritemperaturen stiger med 10 °C. Selvafladningskapaciteten for lithium-ion-batterier er omkring 1-2% pr. måned, mens den for forskellige nikkel-baserede batterier er 10- 15 % om måneden.
Figur 4. Ydeevne for selvafladningshastighed for lithiumbatteri ved forskellige temperaturer
Indlægstid: Feb-07-2023