Bir Bataryayı Nasıl Değerlendirirsiniz: Lityum-İyon Performans Ölçütlerine İlişkin Nihai Rehber

Lityum-iyon bataryalar, yüksek performansları nedeniyle giderek daha fazla kullanılmaktadır. Batarya performansının değerlendirilmesi, aşağıdaki en temel göstergeler olmak üzere çok boyutlu bir değerlendirmeyi gerektirir:

(1) Kapasite. Kapasite, bir pilin temel özelliklerinden biridir. Bir pilin boşaltabileceği elektrik miktarını temsil eder. Pil kapasitesi, belirli şarj ve deşarj koşulları altında (şarj ve deşarj sistemi, şarj ve deşarj akımı, şarj ve deşarj kesme voltajı ve ortam sıcaklığı) pilin elde edilebileceği elektrik miktarını ifade eder. Bu, zamanla akımın integralidir ve genellikle amper-saat cinsinden ifade edilir. - Evet. veya miliamper-saat (mAh). mAh genellikle cep telefonu pilleri için kullanılır ve Ah elektrikli araç pilleri için yaygın olarak kullanılır. Doğrudan bir pilin ne kadar elektrik depolayabileceğini yansıtır ve pilin maksimum çalışma akımı ve çalışma süresini doğrudan etkiler.

(2) Enerji yoğunluğu. Bu, bir bataryanın birim kütle veya hacim başına depolayabileceği enerji miktarını ifade eder. Genellikle kütle enerji yoğunluğu olarak ifade edilir ( watt-saat/kilogram , Wh/kg) veya hacimsel enerji yoğunluğu ( watt-saat/litre , Wh/L) . Yüksek enerji yoğunluğu, bir bataryanın aynı ağırlıkta veya hacimde daha fazla enerji depolayabileceği anlamına gelir.

(3) Deşarj özellikleri ve iç direnç. Batarya deşarj özellikleri, belirli bir deşarj sistemi altında çalışma voltajının kararlılığını, voltaj platformunun yüksekliğini ve bataryanın yüksek akım deşarj performansını ifade eder. Bu özellik, bataryanın yük taşıma kapasitesini gösterir. Batarya iç direnci, omik iç direnç ve elektrokimyasal direnci içerir. Yüksek akımla deşarj sırasında iç direncin deşarj özellikleri üzerindeki etkisi özellikle belirgindir.

(4) Sıcaklık özellikleri ve çalışma sıcaklık aralığı. Elektrikli ekipmanların çalışma ortamı ve kullanım koşulları, pilin belirli bir sıcaklık aralığında iyi bir performans sergilemesini gerektirir. Lityum pillerin mevcut çalışma sıcaklık aralığı genellikle -30 ~ +55 ℃.

Yüksek sıcaklık performansı: Yüksek sıcaklıklar genellikle kimyasal reaksiyonları hızlandırır ve kısa vadede güç artışı sağlayabilir, ancak yaşlanmayı ciddi şekilde hızlandırabilir, ömrünü kısaltabilir ve güvenlik risklerini artırabilir (ısıl kaçak).

Düşük sıcaklık performansı: Düşük sıcaklıklarda elektrolit iletkenliği azalır ve reaksiyon kinetiği yavaşlar. Bu durum, iç direncin keskin bir şekilde artmasına ve kullanılabilir kapasite ile gücün önemli ölçüde düşmesine neden olur (örneğin soğuk dış ortamlarda cep telefonlarının kapanması ve elektrikli araçların menzilinde azalma).

(5) Depolama performansı. Bir süre saklandıktan sonra, belirli faktörler nedeniyle batarya performansı değişebilir ve bu da bataryanın kendi kendine deşarjı, elektrolit sızıntısı, batarya kısa devresi vb. sonuçlarına yol açabilir.

6) Döngü performansı. Döngü ömrü, ikincil bir bataryanın belirli bir çizelgeye göre şarj edilip deşarj edilmesiyle performansı belli bir seviyeye (genellikle kapasitenin %80'i ) kadar geçirdiği döngü sayısını ifade eder. Esas olarak bataryanın dayanıklılığını ve kullanım ömrünü etkiler. Döngü ömrü ne kadar uzun olursa batarya o kadar dayanıklı olur, değiştirilme sıklığı azalır ve sahiplik maliyeti düşer. Batarya kullanımı sırasında tam şarj ve deşarjlar, yüksek hızda şarj ve deşarjlar, yüksek /düşük sıcaklıklar, aşırı şarj ve deşarjlar gibi faktörler bataryanın döngü ömrünü önemli ölçüde kısaltabilir.

(7) Şarj ve deşarj hızı performansı. Bu esas olarak bataryanın şarj ve deşarj akımının kapasitesine oranını açıklar. 1C tam şarj edilmiş bir pilin boşaltılması için gereken akımı temsil eder. bir saat (şu anda (A) = kapasite - Evet. ) Önemli olan, bataryanın yüksek akım şarjına ve boşaltmasına dayanabilme yeteneğini ölçmektir. Örneğin, 5 saat pil:

0.5c isNotırmalama = 2.5A serbestleme akımı.

2C boşaltma = 10A serbestleme akımı.

0.5c şarj = 2.5A şarj akımı.

Yüksek oranlı şarj ve boşaltma yetenekleri hızlı şarj elde etmek ve yüksek güç gereksinimlerini karşılamak için temel oluşturur, ancak yüksek oranlı şarj ve boşaltma genellikle mevcut gerçek kapasiteyi azaltır ve ömrü etkiler.

(8) Verimlilik. Coulombik Verimlilik : Deşarj sırasında salınan şarjın ( Ah ) şarj sırasında giren şarja ( Ah ) oranıdır. Bu, şarj ve deşarj sürecinde yan reaksiyonlardan (örneğin gaz çıkarması) dolayı meydana gelen şarj kaybını yansıtır ve ideal değeri 100% . Enerji Verimliliği : Oran : Deşarj sırasında salınan enerjinin ( WH ) şarj sırasında giren enerjiye ( WH ) oranıdır. Bu, Coulombik verimlilik ile voltaj verimliliğini (iç dirençten dolayı şarj ve deşarj voltajları arasındaki fark) birleştirir ve ideal değeri 100% .

Verim ne kadar yüksekse enerji o kadar az harcanır, şarj etme ekonomik olur ve daha az ısı üretilir.

(9) Güvenlik performansı. Bu temel olarak bataryanın normal kullanım ve kötüye kullanım koşulları altında gösterdiği güvenlik performansını ifade eder. Kötüye kullanım koşulları temel olarak aşırı şarj, aşırı deşarj, kısa devre, düşme, ısıtma, delme, sıkıştırma, darbe, titreşim, deniz suyuna batma, düşük basınç, yüksek sıcaklık vb. durumları kapsar. Kötüye kullanıma karşı gösterilen güvenlik performansının kalitesi, bataryanın yaygın olarak kullanılabilmesini sağlayan temel koşuldur. Güvenliği yeterli olmayan bataryalar piyasa tarafından kabul edilmeyecektir.

Bataryaları değerlendirirken ve karşılaştırırken bu göstergelerin belirli test koşulları altında (sıcaklık, şarj/deşarj hızı, son voltaj, yaşlanma durumu vb.) ölçüldüğünün bilinmesi önemlidir. Bu test koşulları dikkate alınmadan göstergelerin değerlerinin analiz edilmesi anlamsızdır. Gerçek uygulamalarda, bir bataryanın genel performansı bu göstergeler arasında yapılan tercihlerin sonucu olmaktadır.