Hvordan vurdere en batteri: Den ultimate guiden til Li-ion ytelsesmål

Lithiumionbatterier brukes stadig mer på grunn av deres fremragende ytelse. Vurdering av batteriytelse krever en helhetsvurdering fra flere dimensjoner, følgende er de mest sentrale indikatorene:

(1) Kapasitet. Kapasitet er en av batteriets grunnleggende egenskaper. Den representerer mengden elektrisitet et batteri kan levere. Batterikapasitet refererer til mengden elektrisitet som kan hentes fra batteriet under visse ladnings- og utladningsforhold (ladnings- og utladningssystem, ladnings- og utladningsstrøm, ladnings- og utladningsspenning og omgivelsestemperatur). Det er integralet av strømmen over tid og uttrykkes vanligvis i ampere-timer (Ah) eller milliampere-timer (mAh). mAh brukes vanligvis for mobiltelefonbatterier og Åh, det er... brukes vanligvis for elbilbatterier. Det viser direkte hvor mye elektrisitet et batteri kan lagre og påvirker direkte batteriets maksimale driftsstrøm og driftstid.

(2) Energitetthet. Dette refererer til mengden energi som en batteri kan lagre per masseenhet eller volumenhet. Det uttrykkes vanligvis som masseenergitetthet ( watt-timer per kilogram , Wh/kg) eller volumenergitetthet ( watt-timer per liter , Wh/l) . En høy energitetthet betyr at et batteri kan lagre mer energi ved samme vekt eller volum.

(3) Utladesegenskaper og indre motstand. Batteriets utladesegenskaper refererer til stabiliteten til driftspenningen, høyden på spenningsplattformen og høystrømsutladeevnen til batteriet under et gitt utladessystem. Det indikerer batteriets evne til å bære last. Batteriets indre motstand inkluderer ohmsk indre motstand og elektrokjemisk motstand. Når man utlader med høy strøm, er effekten av den indre motstanden på utladesegenskapene spesielt opplagt.

(4) Temperatursegenskaper og driftstemperaturområde. Arbeidsmiljøet og bruksforholdene til elektrisk utstyr krever at batteriet har god ytelse innenfor et bestemt temperaturområde. Det nåværende operasjonstemperaturområdet for litiumbatterier er generelt mellom -30 ~ +55 ℃.

Høytemperaturytelse: Høye temperaturer akselererer vanligvis kjemiske reaksjoner og kan øke effekten på kort sikt, men de kan også kraftig akselerere aldring, forkorte levetiden og øke sikkerhetsrisikoene (termisk ubalanse).

Lavtemperaturytelse: Ved lave temperaturer minker elektrolyttledningsevnen og reaksjonskinetikken blir saktere, noe som fører til en kraftig økning i indre motstand og en betydelig reduksjon i tilgjengelig kapasitet og effekt (slik som mobiltelefoner som slår seg av ute i kulda og elektriske kjøretøy som har redusert rekkevidde).

(5) Lagringsegenskaper. Etter en lagringsperiode kan batteriets ytelse endres på grunn av visse faktorer, noe som fører til selvutlading, elektrolyttlekkasje, kortslutning i batteriet osv.

6) Syklusytelse. Sykkeliv refererer til antall sykler et sekundærbatteri kan gjennomgå etter å ha blitt ladd og utladet i henhold til en bestemt plan til ytelsen forringes til et visst nivå (vanligvis 80 % av kapasiteten ). Det påvirker hovedsakelig batteriets holdbarhet og levetid. Jo lengre sykkeliv, jo mer holdbart batteri, mindre hyppige utskiftninger og lavere totale eierskapskostnad. Under bruk av batteri kan dyplading og -utlading, hurtiglading og -utlading, høy /lav temperatur, overladning og overutlading og andre faktorer betydelig forkorte batteriets sykkeliv.

(7) Lade- og utladningshastighetsytelse. Dette beskriver hovedsakelig forholdet mellom batteriets lade- og utladningsstrøm og dets kapasitet. 1C representerer den nåværende strømmen som kreves for å lade ut en fulladet batteri i løpet av én time (strøm (A) = kapasitet (Ah) ). Dens betydning er å måle batteriets evne til å tåle høy strøm under opplading og utlading. For eksempel, en 5AH batteri:

0.5C utlading = 2,5A utladningsstrøm.

2C-utlading = 10A utladningsstrøm.

0.5C lading = 2,5A ladestrøm.

Høy ladefart og utladningsevne er grunnlaget for å oppnå rask opplading og møte høye effektbehov, men høy ladefart og utlading reduserer vanligvis den faktiske tilgjengelige kapasiteten og påvirker levetiden.

(8) Effektivitet. Coulomb-effektivitet : Forholdet mellom ladningen som blir frigitt under utladning ( Åh, det er... ) og ladningen som tilføres under oppladning ( Åh, det er... ). Dette viser ladningstap som skyldes sidereaksjoner (som gassutvikling) under oppladnings- og utladningsprosessen, med en ideell verdi på 100% . Energi-effektivitet : Forholdet mellom energien som blir frigitt under utladning ( WH ) og energien som tilføres under oppladning ( WH ). Dette kombinerer coulombisk effektivitet og spennings-effektivitet (forskjellen i oppladnings- og utladningsspenning som skyldes indre motstand), med en ideell verdi på 100% .

Jo høyere effektivitet, desto mindre energi går tapt, desto mer økonomisk er oppladningen, og desto mindre varme genereres.

(9) Sikkerhetsytelse. Dette gjelder hovedsakelig batteriets sikkerhetsytelse under normal bruk og misbruk. Misbruksforhold inkluderer hovedsakelig overopplading, overdreven utlading, kortslutning, fall, oppvarming, gjennorstansing, kompresjon, støt, vibrasjon, innlegging i sjøvann, lavt trykk, høy temperatur osv. Kvaliteten på motstandsdyktighet mot misbruk er den viktigste forutsetningen for om batteriet kan brukes bredt. Batterier med utilstrekkelig sikkerhet vil ikke bli akseptert av markedet.

Når man evaluerer og sammenligner batterier, er det viktig å merke seg at disse indikatorene måles under spesifikke testforhold (temperatur, lade/utladningshastighet, sluttspenning, aldringsstatus osv.). Å analysere indikatorverdier uten å ta hensyn til disse testforholdene er meningsløst. I praksis er et batteris totale ytelse ofte resultatet av en avveining mellom disse indikatorene.