Come Valutare una Batteria: La Guida Definitiva alle Metriche delle Prestazioni degli Ioni di Litio

Le batterie agli ioni di litio vengono utilizzate sempre più frequentemente grazie alle loro eccellenti prestazioni. La valutazione delle prestazioni di una batteria richiede una considerazione completa da più dimensioni; di seguito sono indicati gli indicatori più essenziali:

(1) Capacità. La capacità è una delle caratteristiche fondamentali di una batteria. Rappresenta la quantità di elettricità che una batteria può scaricare. La capacità della batteria indica la quantità di elettricità ottenibile dalla batteria in determinate condizioni di carica e scarica (sistema di carica e scarica, corrente di carica e scarica, tensione di fine carica e fine scarica, temperatura ambiente). È l'integrale della corrente nel tempo ed è generalmente espressa in ampere-ora - Non lo so. o milliampere-ora (mAh). mAh è comunemente usato per le batterie dei telefoni cellulari e Ah, sì. è comunemente usato per le batterie dei veicoli elettrici. Indica direttamente quanta elettricità una batteria può immagazzinare e influisce direttamente sulla corrente massima operativa della batteria e sul tempo di funzionamento.

(2) Densità energetica. Si riferisce alla quantità di energia che una batteria può immagazzinare per unità di massa o di volume. Generalmente espressa come densità energetica massica ( watt-ora per chilogrammo , Wh/kg) o densità energetica volumica ( watt-ora per litro , Wh/L) . Un'elevata densità energetica significa che una batteria può immagazzinare più energia allo stesso peso o volume.

(3) Caratteristiche di scarica e resistenza interna. Le caratteristiche di scarica della batteria si riferiscono alla stabilità della tensione operativa, all'altezza del livello di tensione e alle prestazioni di scarica ad alta corrente della batteria sotto un determinato regime di scarica. Indicano la capacità della batteria di sopportare il carico. La resistenza interna della batteria include la resistenza interna ohmica e la resistenza elettrochimica. Durante la scarica con corrente elevata, l'impatto della resistenza interna sulle caratteristiche di scarica è particolarmente evidente.

(4) Caratteristiche termiche e intervallo di temperatura operativa. L'ambiente di lavoro e le condizioni di utilizzo degli apparecchi elettrici richiedono che la batteria abbia prestazioni adeguate all'interno di un intervallo di temperatura specifico. L'intervallo di temperatura operativa attuale delle batterie al litio è generalmente compreso tra -30 ~ +55 ℃.

Prestazioni ad alta temperatura: le alte temperature accelerano tipicamente le reazioni chimiche e possono aumentare la potenza a breve termine, ma possono accelerare notevolmente l'invecchiamento, ridurre la durata e aumentare i rischi di sicurezza (runaway termico).

Prestazioni a bassa temperatura: a basse temperature, la conducibilità dell'elettrolita diminuisce e la cinetica delle reazioni rallenta, causando un brusco aumento della resistenza interna e una significativa riduzione della capacità e della potenza disponibili (ad esempio, lo spegnimento dei telefoni cellulari in ambienti freddi ed il ridotto autonomia dei veicoli elettrici).

(5) Prestazioni di conservazione. Dopo un periodo di stoccaggio, le prestazioni della batteria possono variare a causa di determinati fattori, causando auto scarica della batteria, perdite di elettrolita, cortocircuiti, ecc.

6) Prestazioni del ciclo. La durata del ciclo indica il numero di cicli che una batteria secondaria può effettuare dopo essere stata caricata e scaricata seguendo un programma specifico, fino a quando le sue prestazioni non si riducono a un certo livello (generalmente l'80% della capacità ). Essa influisce principalmente sulla durata e sulla vita operativa della batteria. Maggiore è la durata del ciclo, più resistente sarà la batteria, minore sarà la frequenza delle sostituzioni e più basso il costo complessivo di possesso. Durante l'utilizzo della batteria, cariche e scariche profonde, cariche e scariche ad alta intensità, alte /temperature basse, sovraccariche e scariche eccessive, e altri fattori possono ridurre significativamente la durata del ciclo della batteria.

(7) Prestazioni di carica e scarica. Questo descrive principalmente il rapporto tra la corrente di carica e scarica della batteria e la sua capacità. 1c rappresenta la corrente necessaria per scaricare una batteria completamente carica in un'ora (corrente (A) = capacità - Non lo so. ). La sua importanza sta nel misurare la capacità della batteria di sopportare cariche e scariche con correnti elevate. Ad esempio, una 5AH batteria:

0,5c scarica = 2,5A corrente di scarica.

scarica 2C = 10A corrente di scarica.

0,5c ricarica = 2,5A corrente di carica.

Le capacità di carica e scarica ad alta velocità sono alla base della realizzazione della ricarica rapida e del soddisfacimento delle esigenze di alta potenza, ma la carica e la scarica ad alta velocità riducono generalmente la capacità effettivamente disponibile e influenzano la durata.

(8) Efficienza. Efficienza Coulombica : Il rapporto tra la carica rilasciata durante la scarica ( Ah, sì. ) e la carica immessa durante la carica ( Ah, sì. ). Questo indica la perdita di carica dovuta a reazioni secondarie (come la formazione di gas) durante il processo di carica e scarica, con un valore ideale del 100% . Efficienza Energetica : Il rapporto dell'energia rilasciata durante la scarica ( WH ) rispetto all'energia immessa durante la carica ( WH ). Questo parametro combina l'efficienza coulombica e l'efficienza di tensione (la differenza tra tensione di carica e di scarica dovuta alla resistenza interna), con un valore ideale del 100% .

Più alta è l'efficienza, minore è l'energia sprecata, più economica è la ricarica e minore è il calore generato.

(9) Sicurezza. Questo si riferisce principalmente alle prestazioni di sicurezza della batteria in condizioni normali di utilizzo e in condizioni di abuso. Le condizioni di abuso includono principalmente sovraccarica, scarica eccessiva, cortocircuito, caduta, riscaldamento, perforazione, compressione, impatto, vibrazione, immersione in acqua marina, bassa pressione, alta temperatura, ecc. La qualità delle prestazioni contro l'abuso è la condizione principale che determina se la batteria può essere utilizzata su larga scala. Le batterie con insufficiente sicurezza non saranno accettate dal mercato.

Nella valutazione e confronto delle batterie, è importante notare che questi indicatori vengono misurati in condizioni specifiche di prova (temperatura, velocità di carica/scarica, tensione finale, stato di invecchiamento, ecc.). Analizzare i valori degli indicatori senza considerare queste condizioni di prova è privo di significato. Nelle applicazioni reali, le prestazioni complessive di una batteria sono spesso il risultato di un compromesso tra questi indicatori.