Miten arvioida akkua: Kattava opas li-ionin suorituskykymittoihin

Litiumparistojen käyttöä lisätään yhä enemmän niiden erinomaisen suorituskyvyn vuoksi. Pariston suorituskyvyn arviointi edellyttää monenlaisten tekijöiden kattavaa tarkastelua, joista seuraavat ovat keskeisimpiä:

(1) Kapasiteetti. Kapasiteetti on yksi pariston perusominaisuuksista. Se kuvaa pariston purkautuvan sähkömäärän määrää. Pariston kapasiteetilla tarkoitetaan sähkömäärää, joka paristosta voidaan saada tietyissä lataus- ja purkautumisolosuhteissa (lataus- ja purkautumisjärjestelmä, lataus- ja purkautumisvirta, lataus- ja purkautumiskatkaisujännite ja ympäristön lämpötila). Se on virran aikaintegraali ja sitä ilmaistaan yleensä ampeeritunteina - Mitä sinä teet? tai milliampeeritunteina (mAh). mAh on yleisesti käytössä puhelinken paristoissa ja - Mitä sinä teet? sitä käytetään yleisesti sähköautojen paristoissa. Se heijastaa suoraan, kuinka paljon sähköä paristo voi varastoida ja vaikuttaa suoraan pariston maksimikäyttövirtaan ja käyttöaikaan.

(2) Energia- tiheys. Tällä tarkoitetaan akun energiatiheyttä eli kuinka paljon energiaa akku voi varastoida paino- tai tilavuusyksikköä kohti. Sitä ilmaistaan yleensä painoenergiatiheytenä ( vatuntunnit kilogrammaa kohti , Wh/kg) tai tilavuusenergiatiheytenä ( vatuntunnit litraa kohti , Wh/l) . Korkea energiatiheys tarkoittaa, että akku voi varastoida enemmän energiaa samassa painossa tai tilavuudessa.

(3) Purkauksen ominaisuudet ja sisäinen vastus. Akun purkamisominaisuudet viittaavat käyttöjännitteen stabiilisuuteen, jännitetasaplatfoman korkeuteen ja suurivirtaisiin purkamisominaisuuksiin tietyssä purkamisjärjestelmässä. Se kuvaa akun kykyä kantaa kuormaa. Akun sisäinen vastus sisältää ohminen sisäisen vastuksen ja elektrokemiallisen vastuksen. Kun purkamista suoritetaan suurella virralla, sisäisen vastuksen vaikutus purkamisominaisuuksiin on erityisen selvää.

(4) Lämpötilaominaisuudet ja käyttölämpötila-alue. Sähkövarustojen työskentelyolosuhteet ja käyttöolosuhteet edellyttävät, että akulla on hyvä suorituskyky tietyllä lämpötila-alueella. Litiumakkujen nykyinen käyttölämpötila-alue on yleensä välillä -30 ~ +55 ℃.

Korkean lämpötilan suorituskyky: Korkeat lämpötilat nopeuttavat yleensä kemiallisia reaktioita ja voivat lisätä tehoa lyhyellä aikavälillä, mutta ne voivat vakavasti kiihdyttää vanhenemista, lyhentää käyttöikää ja lisätä turvallisuusriskien (lämpöläpimurto) todennäköisyyttä.

Alhaisen lämpötilan suorituskyky: Alhaisissa lämpötiloissa elektrolyytin johtavuus heikkenee ja reaktiodynamiikka hidastuu, mikä johtaa sisäisen vastuksen jyrkkään nousuun ja käytettävissä olevan kapasiteetin ja tehon merkittävään laskuun (esimerkiksi puhelinten sammumiseen kylmässä ulkona ja sähköautojen vähentynyt kantama).

(5) Säilytysominaisuudet. Säilytyksen jälkeen akun suorituskyky voi muuttua tiettyjen tekijöiden vuoksi, mikä johtaa akun itsepurkautumiseen, elektrolyytin vuotoon, akun oikosulkuun jne.

6) Kiertosuorituskyky. Kierroselämä tarkoittaa kiertojen lukumäärää, jonka sekundaariakku voi käydä läpi varattuna ja purettuna tietyllä aikataululla, kunnes sen suorituskyky heikkenee tiettyyn tasoon (yleensä 80 % kapasiteetista ). Se vaikuttaa ensisijaisesti akun kestävyyteen ja käyttöikään. Mitä pidempi kierrosikä, sitä kestävämpi akku, sitä harvemmin sen vaihtamista tarvitaan ja sitä alhaisempi on omistuskustannus. Akun käytön aikana syvä varaus ja purku, korkea varaus- ja purkuvirta, korkea /alhainen lämpötila, ylikuormitus ja ylilataus sekä muut tekijät voivat merkittävästi lyhentää akun kierrosikää.

(7) Lataus- ja purkunopeuden suorituskyky. Se kuvaa pääasiassa akun lataus- ja purkuvirran suhdetta sen kapasiteettiin. 1C edellyttää täysin varattua akkua purkavaksi yhdessä tunnissa virta (A) = kapasiteetti - Mitä sinä teet? ). Sen merkitys on mitata akun kykyä kestää suurivirtaista latausta ja purkamista. Esimerkiksi, 5AH akku:

0,5c purku = 2,5 A purkavirta.

2C-purkaus = 10 A purkavirta.

0,5c lataus = 2,5 A latausvirta.

Korkeanopeuksinen lataus- ja purkukyky ovat perusta nopealle lataukselle ja suurten tehojen tarpeiden täyttämiseksi, mutta korkeanopeuksinen lataus ja purkaus vähentävät yleensä käytettävissä olevaa kapasiteettia ja vaikuttavat elinikään.

(8) Hyötysuhde. Varauksellinen hyötysuhde : Latauksen aikana vapautuvan varauksen suhde ( - Mitä sinä teet? ) latauksen aikana syötettyyn varaukseen ( - Mitä sinä teet? ). Tämä kuvastaa varauksen häviötä sivureaktioiden (kuten kaasun muodostuksen) vuoksi latauksen ja purkauksen prosessissa, ja ideaalinen arvo on 100% . Energiatehokkuus : Suhde purkauksen aikana vapautuvaan energiaan ( WH ) ja latauksen aikana syötettyyn energiaan ( WH ). Se yhdistää Coulombin hyötysuhteen ja jännitteen hyötysuhteen (jännitteen erot latauksen ja purkauksen välillä sisäisen vastuksen vuoksi), ja ideaalinen arvo on 100% .

Mitä korkeampi hyötysuhde on, sitä vähemmän energiaa hukataan, sitä taloudellisempaa lataus on ja sitä vähemmän lämpöä tuotetaan.

(9) Turvallisuusominaisuudet. Tämä viittaa ensisijaisesti akun turvallisuusominaisuuksiin normaalin käytön ja väärinkäytön olosuhteissa. Väärinkäytön olosuhteisiin kuuluvat pääasiassa ylilataus, ylivirtaaminen, oikosulku, pudottaminen, lämmittäminen, läpiaiseminen, puristaminen, isku, tärinä, suolaveden upottaminen, matalapaine, korkea lämpötila jne. Väärinkäytön kestävyyden laatu on ensisijainen ehto siinä, voidaanko akkua käyttää laajasti vai ei. Turvattomat akut eivät ole markkinoiden hyväksymiä.

Akun arviointi- ja vertailussa on tärkeää huomata, että nämä indikaattorit mitataan tietyissä testiolosuhteissa (lämpötila, lataus-/purkautumisnopeus, lopputransuunta, ikääntymisstatus jne.). Indikaattorien arvojen analysointi ilman näiden testiolosuhteiden huomioimista on merkityksetöntä. Todellisissa sovelluksissa akun kokonaisuutta kuvaa usein kompromissi näiden indikaattoreiden välillä.