Paano Magpasya ng Baterya: Ang Ultimate Gabay sa Mga Sukat ng Li-ion na Pagganap

Ang mga bateryang lithium-ion ay palaging ginagamit dahil sa kanilang mahusay na pagganap. Ang pagtataya ng pagganap ng baterya ay nangangailangan ng buong pag-iisip mula sa maraming dimensyon, ang mga sumusunod ay pinakapangunahing mga tagapagpahiwatig:

(1) Kapasidad. Ang kapasidad ay isa sa mga pangunahing katangian ng isang baterya. Ito ay kumakatawan sa halaga ng kuryente na maaaring ilabas ng isang baterya. Ang kapasidad ng baterya ay tumutukoy sa halaga ng kuryente na maaaring makuha mula sa baterya sa ilalim ng tiyak na mga kondisyon ng pag-charge at pagbabalik (sistema ng pag-charge at pagbabalik, kasalukuyang pag-charge at pagbabalik, boltahe ng cutoff ng pag-charge at pagbabalik, at temperatura ng kapaligiran). Ito ang kabuuan ng kasalukuyang higit sa oras at karaniwang ipinapahayag sa ampere-oras (ah) o miliampere-oras (mAh) . mAh ay karaniwang ginagamit para sa mga baterya ng mobile phone at Ah ay karaniwang ginagamit para sa mga baterya ng sasakyan na elektriko. Ito ay direktang sumasalamin sa halaga ng kuryente na maaaring itago ng isang baterya at direktang nakakaapekto sa pinakamataas na kasalukuyang operasyon ng baterya at oras ng operasyon.

(2) Densidad ng enerhiya. Ito ay tumutukoy sa dami ng enerhiya na maaaring itago ng isang baterya bawat unit na masa o dami. Karaniwang ipinapahayag bilang masang enerhiyang densidad ( watt-oras kada kilogramo , Wh/kg) o dami ng enerhiyang densidad ( watt-oras kada litro , Wh/L) . Ang mataas na densidad ng enerhiya ay nangangahulugan na ang baterya ay maaaring mag-imbak ng higit pang enerhiya sa parehong bigat o dami.

(3) Mga katangian ng pagbaba ng kuryente at panloob na paglaban. Ang mga katangian ng pagbaba ng kuryente ng baterya ay tumutukoy sa katatagan ng operating voltage, ang taas ng platform ng boltahe, at ang mataas na pagganap ng pagbaba ng kuryente ng baterya sa ilalim ng tiyak na sistema ng pagbaba ng kuryente. Ipinapakita nito ang kakayahan ng baterya na dalhin ang isang karga. Ang panloob na paglaban ng baterya ay kinabibilangan ng ohmic na panloob na paglaban at electrochemical na paglaban. Kapag nagbaba ng kuryente sa mataas na kasalukuyang, ang epekto ng panloob na paglaban sa mga katangian ng pagbaba ng kuryente ay lalong kapansin-pansin.

(4) Mga katangian ng temperatura at saklaw ng operating temperature. Ang working environment at kondisyon ng paggamit ng kagamitang elektrikal ay nangangailangan na ang baterya ay magandang gumana sa loob ng tiyak na saklaw ng temperatura. Ang kasalukuyang saklaw ng operating temperature ng lithium baterya ay karaniwang nasa -30 ~ +55 ℃.

High temperature performance: Ang mataas na temperatura ay karaniwang nagpapabilis ng mga reaksiyong kemikal at maaaring madagdagan ang lakas pansandali, ngunit maaari rin itong mabilis na mapabilis ang pagkabulok, maikling buhay, at pagtaas ng panganib sa kaligtasan (thermal runaway).

Low-temperature performance: Sa mababang temperatura, bumababa ang conductivity ng electrolyte at nagpapabagal ang reaksiyong kemikal, nagreresulta sa biglang pagtaas ng internal resistance at malaking pagbaba sa magagamit na kapasidad at lakas (tulad ng pag-shutdown ng mga mobile phone sa malamig na panahon at ang pagbawas ng saklaw ng electric vehicles).

(5) Storage performance. Matapos ang ilang panahon ng imbakan, maaaring magbago ang pagganap ng baterya dahil sa ilang mga kadahilanan, na nagdudulot ng kusang pagbaba ng singa, pagtagas ng elektrolito, maikling circuit ng baterya, at iba pa.

6) Pagganap ng cycle. Tumutukoy ang cycle life sa bilang ng mga cycle na maaaring gawin ng isang sekondaryang baterya matapos singahin at ihiwalay ayon sa isang tiyak na iskedyul hanggang sa mabawasan ang kanyang pagganap sa isang tiyak na antas (karaniwang 80% ng kapasidad ). Ito ay nakakaapekto nang higit sa tibay at haba ng serbisyo ng baterya. Mas matibay ang baterya kung mas mahaba ang cycle life, mas hindi madalas na kailangan palitan, at mas mababa ang kabuuang gastos sa pagmamay-ari. Sa paggamit ng baterya, ang malalim na singa at paghiwalay, mataas na rate ng singa at paghiwalay, mataas /mababang temperatura, sobrang singa at sobrang paghiwalay, at iba pang mga kadahilanan ay maaaring makabulagtan ang cycle life ng baterya.

(7) Pagganap ng rate ng singa at paghiwalay. Ito ay pangunahing naglalarawan sa ratio ng kasalukuyang singa at paghiwalay ng baterya sa kanyang kapasidad. 1c ay kumakatawan sa kasalukuyang kinakailangan upang i-discharge ang fully charged battery sa loob ng isang oras (current (A) = kapasidad (ah) ). Ang kahalagahan nito ay upang masukat ang kakayahan ng baterya na makatiis ng mataas na singil at discharge ng kuryente. Halimbawa, ang 5AH baterya:

0.5c pagpapalabas = 2.5A ay discharge current.

2C discharge = 10A ay discharge current.

0.5c pag-charge = 2.5A ay charging current.

Ang kakayahan ng mataas na rate ng pagsingil at discharge ay siyang batayan para makamit ang mabilis na pagsingil at matugunan ang mataas na kinakailangan sa kuryente, ngunit ang mataas na rate ng pagsingil at discharge ay karaniwang binabawasan ang tunay na magagamit na kapasidad at nakakaapekto sa haba ng buhay.

(8) Kahusayan. Coulombic Efficiency : Ang ratio ng singa na inilabas habang nagdi-discharge ( Ah ) sa singa na pumasok habang nagsa-charge ( Ah ). Ito ay nagpapakita ng pagkalugi ng singa dahil sa mga reaksiyong hindi direkta (tulad ng pagbuo ng gas) habang nasa proseso ng pagsinga at pagbawi ng singa, kung saan ang ideal na halaga ay 100% . Kabisaduhang Pang-enerhiya : Ang ratio ng enerhiyang inilabas habang nagdi-discharge ( WH ) sa enerhiyang pumasok habang nagsa-charge ( WH ). Pinagsasama nito ang Coulombic efficiency at voltage efficiency (ang pagkakaiba sa boltahe habang pumapasok at umaalis ang enerhiya dahil sa panloob na resistensiya), kung saan ang ideal na halaga ay 100% .

Mas mataas ang efficiency, mas mababa ang enerhiyang nasasayang, mas matipid ang proseso ng pagsinga, at mas kaunti ang init na nalilikha.

(9) Seguridad sa pagganap. Ito ay tumutukoy higit sa lahat sa katigasan ng baterya sa ilalim ng normal na paggamit at mga kondisyon ng pang-aabuso. Ang mga kondisyon ng pang-aabuso ay kinabibilangan lalo na ng sobrang pag-charge, sobrang pagbaba ng kuryente, maikling circuit, pagbagsak, pag-init, pagtusok, pagpipiga, pag-impact, pag-uga, pagbabad sa tubig-alat, mababang presyon, mataas na temperatura, atbp. Ang kalidad ng paglaban sa pang-aabuso ay ang pangunahing kondisyon na nagdidikta kung ang baterya ay maaaring malawakang magamit. Ang mga baterya na kulang sa kaligtasan ay hindi tatanggapin ng merkado.

Sa pagtatasa at paghahambing ng mga baterya, mahalagang tandaan na ang mga indikador na ito ay sinusukat sa ilalim ng tiyak na kondisyon ng pagsubok (temperatura, rate ng pag-charge/pagbaba ng kuryente, dulo ng boltahe, kalagayan ng pagtanda, atbp.). Ang pagsusuri ng mga halaga ng indikador nang hindi isinasaalang-alang ang mga kondisyong ito ng pagsubok ay walang kabuluhan. Sa aktuwal na aplikasyon, ang kabuuang pagganap ng isang baterya ay kadalasang resulta ng kompromiso sa pagitan ng mga indikador na ito.