Hur man bedömer en batteri: Den ultimata guiden till Li-jonprestandamätningar

Lithiumjonbatterier används alltmer på grund av sin utmärkta prestanda. Utvärdering av batteriprestanda kräver en helhjärtad bedömning utifrån flera dimensioner, följande är de mest centrala indikatorerna:

(1) Kapacitet. Kapacitet är en av batteriets grundläggande egenskaper. Den representerar den mängd el som ett batteri kan avge. Batterikapacitet syftar på den mängd el som kan erhållas från batteriet under vissa laddnings- och urladdningsvillkor (laddnings- och urladdningssystem, laddnings- och urladdningsström, spänningsavstängning vid laddning och urladdning samt omgivningstemperatur). Det är integralen av strömmen över tiden och uttrycks vanligtvis i ampertimmar - Jag är inte rädd. eller milliampertimmar (mAh). mAh används ofta för mobiltelefonbatterier och - Det är inte sant. används ofta för elbilbatterier. Den visar direkt hur mycket el ett batteri kan lagra och påverkar direkt batteriets maximala driftström och drifttid.

(2) Energidensitet. Detta syftar på mängden energi som en batteri kan lagra per mass- eller volymenhet. Den uttrycks vanligtvis som massenergidensitet ( vattimperkilo , Wh/kg) eller volymenergidensitet ( vattimperliter , Wh/L) . En hög energidensitet innebär att ett batteri kan lagra mer energi vid samma vikt eller volym.

(3) Urladdningsegenskaper och inre resistans. Batteriets urladdningsegenskaper syftar på stabiliteten i driftspänningen, höjden på spänningsplattformen och batteriets högströmsurladdningsprestanda under ett visst urladdningssystem. Det visar batteriets förmåga att bära en last. Batteriets inre resistans inkluderar ohmsk inre resistans och elektrokemisk resistans. Vid urladdning med hög ström är inverkan av den inre resistansen på urladdningsegenskaperna särskilt tydlig.

(4) Temperaturkaraktäristik och arbetsområdesintervall. Arbetsmiljön och användningsförhållandena för elektrisk utrustning kräver att batteriet har god prestanda inom ett specifikt temperaturintervall. Det aktuella driftstemperaturintervallet för litiumbatterier är i allmänhet mellan -30 ~ +55 ℃.

Högtemperaturprestanda: Hög temperatur förskräder i regel kemiska reaktioner och kan öka effekten på kort sikt, men det kan också kraftigt påskynda åldrandet, förkorta livslängden och öka riskerna för säkerhetsproblem (termisk runaway).

Lågtemperaturprestanda: Vid låga temperaturer minskar elektrolytens ledningsförmåga och reaktionskinetiken saktar ner, vilket resulterar i en kraftig ökning av inre motstånd och en betydande minskning av tillgänglig kapacitet och effekt (t.ex. att mobiltelefoner stängs av utomhus i kyla och elfordon får en reducerad räckvidd).

(5) Lagringsegenskaper. Efter en lagringsperiod kan batteriets prestanda förändras på grund av vissa faktorer, vilket leder till självurladdning, elektrolytläckage, kortslutning i batteriet, etc.

6) Cyklingsprestanda. Cykeltiden syftar på antalet cykler ett sekundärt batteri kan genomgå efter att ha laddats och laddats ur enligt ett specifikt schema tills dess prestanda försämras till en viss nivå (vanligtvis 80 % av kapaciteten ). Den påverkar främst batteriets hållbarhet och livslängd. Ju längre cykeltid, desto mer slitstarkt är batteriet, desto sällan behöver det bytas ut och den totala ägandekostnaden blir lägre. Under användning av batteriet kan djupa laddnings- och urladdningscykler, snabba laddnings- och urladdningshastigheter, höga /låga temperaturer, överladdning och överurladdning samt andra faktorer betydande förkorta batteriets cykeltid.

(7) Laddnings- och urladdningshastighetsprestanda. Detta beskriver huvudsakligen förhållandet mellan batteriets laddnings- och urladdningsström och dess kapacitet. 1C representerar den aktuella strömmen som krävs för att urladda ett fulladdat batteri på en timme (ström (A) = kapacitet - Jag är inte rädd. ). Dess betydelse är att mäta batteriets förmåga att tåla högströms laddning och urladdning. Till exempel en 5 timmar batteri:

0,5c avlastning = 2,5A urladdningsström.

2C-urladdning = 10A urladdningsström.

0,5c laddning = 2,5A laddningsström.

Högrate-laddnings- och urladdningsförmåga är grunden för att uppnå snabbladdning och möta höga effektbehov, men högrate-laddning och urladdning minskar vanligtvis den faktiska tillgängliga kapaciteten och påverkar livslängden.

(8) Verkningsgrad. Kulombisk verkningsgrad : Förhållandet mellan den laddning som frigörs under urladdning ( - Det är inte sant. ) och den laddning som tillförs under laddning ( - Det är inte sant. ). Detta visar laddningsförlust på grund av sidoreaktioner (såsom gasning) under ladd- och urladdningsprocessen, med ett idealt värde på 100% . Energi-effektivitet : Förhållandet mellan den energi som frigörs under urladdning ( WH ) och den energi som tillförs under laddning ( WH ). Detta kombinerar coulombisk verkningsgrad och spänningsverkningsgrad (skillnaden i ladd- och urladdningsspänning på grund av inre resistans), med ett idealt värde på 100% .

Ju högre verkningsgrad desto mindre energi går förlorad, desto ekonomiskare är laddningen och desto mindre värme genereras.

(9) Säkerhetsprestanda. Detta avser främst batteriets säkerhetsprestanda under normal användning och påfrestande förhållanden. Påfrestande förhållanden inkluderar huvudsakligen överladdning, överurladdning, kortslutning, fall, upphettning, genomborrning, pressning, slag, vibration, nedsänkning i saltvatten, lågt tryck, hög temperatur med mera. Kvaliteten på motståndskraften mot påfrestande är den främsta förutsättningen för att batteriet ska kunna användas allmänt. Batterier med otillräcklig säkerhet kommer inte att accepteras på marknaden.

När man utvärderar och jämför batterier är det viktigt att notera att dessa indikatorer mäts under specifika testförhållanden (temperatur, laddnings-/urladdningshastighet, slutspänning, ålderningsstatus med mera). Att analysera indikatorvärden utan att ta hänsyn till dessa testförhållanden är meningslöst. I praktiska tillämpningar är ett batteris totala prestanda ofta resultatet av kompromisser mellan dessa indikatorer.