Mga Batayan sa Kahusayan ng Baterya: Mga Pangunahing Parameter at Kanilang Mga Interaksyon

Kapasidad ng baterya (mAh): sukatan ng kapangyarihang elektrikal ng baterya

1. Kahulugan at Diwa

Ipinapahayag ang kapasidad ng baterya sa milliampere-oras (mAh), na siyang produkto ng kasalukuyang daloy (milliampere, mA) at oras (oras, h). Halimbawa, ang isang bateryang 1000mAh ay nangangahulugan ng:

Ang pag-discharge sa 1000mA (1A) ay tatagal ng 1 oras;

Ang pag-discharge sa 500mA ay tatagal ng 2 oras.

Tunay na kahulugan: Sinusukat ng mAh ang kabuuang halaga ng kuryente na maaaring itago ng isang baterya, nang hindi isinasaalang-alang ang boltahe, katulad ng "kapasidad ng tubig" ng isang balde.

2. Karaniwang Pagkamali: Mataas na mAh ≠ Mas Mahabang Buhay ng Baterya

Maling akala: Naniniwala na ang bateryang 5000mAh ay tiyak na hihigit sa tagal kaysa 3000mAh na baterya.

Ang totoo: Ang buhay ng baterya ay nakabatay sa enerhiya (Wh), hindi lamang sa kapasidad.

 

Density ng enerhiya (Wh/kg): ang pangunahing tagapagpahiwatig ng portabilidad

1. Kahulugan at Kahalagahan

Ang density ng enerhiya ay tumutukoy sa halaga ng enerhiya na naka-imbak sa bawat yunit ng timbang ng baterya (Wh/kg), at ito ay mahalagang parameter sa pagsukat ng "kakayahang mabawasan ng baterya ang timbang nito":

Densidad ng enerhiya batay sa dami (Wh/L): nakakaapekto sa kapal ng device (tulad ng baterya ng mobile phone);

Densidad ng enerhiya batay sa masa (Wh/kg): nagtatakda sa pagiging magaan ng kagamitan (tulad ng saklaw ng saklaw ng mga electric vehicle).

2. Paghahambing ng density ng enerhiya sa iba't ibang teknolohiya.

Uri ng Baterya	Mass Energy Density (Wh/kg)	Mga Tipikal na Aplikasyon
Lead-acid Battery	50-70	Electric vehicle starting battery
Baterya ng litso-ferro fospato	140-200	Mga power station para sa pag-iimbak ng enerhiya, mga komersyal na sasakyan
Baterya ng litso ternary	250-350	Mga sasakyang de-kuryente, mataas na antas na mga mobile phone
Solidong Baterya na Lithium	350-500(nasa pag-unlad pa)	Kasunod na henerasyon ng mga sasakyang de-kuryente at drone

3. Ang Dalawang-mukhang Espada ng Energy Density

Mga Bentahe: Kapag ang energy density ng mga baterya ng ternary lithium ay umabot na 300Wh/kg, ang saklaw ng mga sasakyang de-kuryente ay maaaring lalampasan ang 600km;

Hamon: Para sa bawat 10% na pagtaas sa energy density, ang panganib ng thermal runaway ay tumataas ng 15%, kailangan ng mas kumplikadong sistema ng kontrol sa temperatura.

 

Mga kurba ng pag-charge at pagbubuga: ang "electrocardiogram" ng pagganap ng baterya

1. Ang electrochemical code sa likod ng kurba

Ang kurba ng pagsingil at pagpapalaya ay sumasalamin sa batas ng pagbabago ng boltahe ng baterya kasama ang kuryente, na may tipikal na mga katangian:

Yugto ng Pagsingil:

Pagsingil ng Constant Current (mabilis na tumaas ang boltahe);

Pagsingil ng Constant Voltage (gradwal na bumababa ang kuryente, tumataas ang boltahe).

Yugto ng Pagpapalaya:

Mabilis na bumababa muna ang boltahe, pumapasok sa isang matatag na panahon ng plateau, at sa wakas ay mabilis na bumababa sa cut-off voltage.

 

2. Pagsusuri sa Mahahalagang Parameter

Platform ng Boltahe: Ang saklaw kung saan nananatiling matatag ang boltahe habang nagpapalaya. Mas mahusay ang pagganap ng baterya kung mas mataas at mas matagal ang platform.

Halimbawa: Ang discharge platform ng lithium iron phosphate battery ay 3.2V, at ang discharge platform ng ternary lithium battery ay 3.7V, na ang huli ay may mas mataas na enerhiya.

Polarization phenomenon: Ang boltahe ay bumababa nang mabilis sa mataas na kuryenteng pagpapalaya (hal., ang boltahe ay bumababa ng 0.5V mas mababa sa 10C discharge kaysa sa 1C discharge) dahil sa pagtaas ng panloob na resistensya ng pagkawala.

3. Ugnayan sa pagitan ng kurba at mga senaryo ng paggamit

Pagpapabilis ng sasakyang de-kuryente: nangangailangan ng mataas na discharge ng kuryente (5-10C), at nangangailangan ng maliit na lambak ng kurba (maliit na pagbabago ng boltahe);

Imbakan ng enerhiya para sa regulasyon ng tuktok: maliit na discharge ng kuryente sa mahabang panahon (ibaba ng 0.5C), mas mahalaga ang katatagan ng lambak.

 

Buhay ng siklo: Isang timer para sa tibay ng baterya

1. Pagkakatala at mga Pamantayan

Tinutukoy ng buhay ng siklo ang bilang ng kumpletong siklo mula sa puno hanggang walang laman (DOD=100%) at pagkatapos ay muli sa puno, hanggang sa ang kapasidad ay bumaba sa 80% ng na-rate na halaga.

Karaniwang datos:

Bateryang ternary lithium: 1000 siklo (DOD=100%);

Bateryang lithium iron phosphate: 3000 siklo (DOD=100%);

Bateryang asido ng lead: 500 siklo (DOD=80%).

2. Ang "Apat na Pumatay" na Nakakaapekto sa Buhay ng Siklo

Paglabag sa pagsingil at labis na pagbaba: ang pagsingil nang higit sa 4.3V o pagbaba ng boltahe sa ilalim ng 2.5V ay magdudulot ng permanenteng pinsala sa istraktura ng electrode;

Mataas na temperatura ng kapaligiran: ang imbakan sa 60℃ nang isang buwan ay nagpapagaan ng haba ng buhay ng 50%;

Mataas na singil at pagbaba ng kuryente: ang mabilis na pagsingil sa 10C ay nagbabawas ng bilang ng mga cycle ng 30% kumpara sa mabilis na pagsingil sa 0.5C;

Matagalang imbakan na may sariwang singil: Kapag isinilid ang lityo na baterya na may sariwang singil nang isang buwan, bababa ang kapasidad ng 5%.

3. Ang gintong tuntunin para sa pagpapahaba ng buhay

Bahagyang pagsingil at pagbaba: Panatilihin ang SOC sa pagitan ng 20% at 80% para sa pang-araw-araw na paggamit (halimbawa, singilan ang iyong telepono kapag ang baterya ay nasa 20%).

Iwasan ang mataas na temperatura: Iwasan ang direktang sikat ng araw habang nagsisingil ng iyong sasakyan na elektriko. Kapag ang temperatura sa loob ng kotse ay lumampas sa 60°C sa tag-init, mabilis na bababa ang haba ng buhay ng baterya.

Regular na lubos na pagsingil at pagbaba: Kumpletuhin ang buong pagsingil hanggang sa maubos ang singil bawat 3 buwan at ikalibrado ang display ng kuryente ng BMS.

 

Ang "linkage effect" ng mga pangunahing parameter

1. Ang pagpili sa pagitan ng energy density at cycle life

Ang ternary lithium batteries ay may mataas na energy density ngunit maikling cycle life, kaya angkop ito para sa mga electric vehicle na nangangailangan ng mas malayong sakay.

Ang lithium iron phosphate batteries ay may mahabang cycle life ngunit mababang energy density, kaya mas angkop ang mga ito para sa mga energy storage power station (na nangangailangan ng madalas na pagsingil at pagbubuhos).

2. Ang Interaksyon sa Pagitan ng Kapasidad at Mga Kurba ng Pagsingil/Pagbubuhos

Ang mga mataas na kapasidad na baterya (tulad ng 5000mAh) ay karaniwang may mas mataas na panloob na resistensya, at mas mababa ang voltage platform habang nagpapakawala ng mataas na kasalukuyang;

Sa parehong kapasidad, ang mga baterya na may mas mataas na voltage platform (tulad ng 3.7V kumpara sa 3.2V) ay may mas mataas na enerhiya, ngunit maaaring kasama ang mas mataas na polarization losses.