La teorio de litio-ŝargo kaj malŝarĝo kaj la dezajno de elektra kalkula metodo(1)

1. Enkonduko al litio-jona baterio

1.1 Ŝtato de Ŝarĝo (SOC)

Ŝarĝstato povas esti difinita kiel la stato de disponebla elektra energio en la baterio, kutime esprimita kiel procento.Ĉar la disponebla elektra energio varias laŭ la ŝarĝa kaj malŝarĝa kurento, temperaturo kaj maljuniĝo-fenomeno, la difino de ŝarga stato ankaŭ estas dividita en du tipojn: Absoluta Ŝarĝo-Ŝtato (ASOC) kaj Relativa Ŝargo-Ŝtato (RSOC) .

Ĝenerale, la gamo de relativa stato de ŝarĝo estas 0% - 100%, dum ĝi estas 100% kiam la kuirilaro estas plene ŝargita kaj 0% kiam ĝi estas plene malŝarĝita.La absoluta stato de ŝarĝo estas referenca valoro kalkulita laŭ la desegnita fiksa kapacitvaloro kiam la baterio estas fabrikita.La absoluta stato de ŝarĝo de nova plene ŝargita baterio estas 100%;Eĉ se la maljuniĝanta baterio estas plene ŝargita, ĝi ne povas atingi 100% sub malsamaj ŝarĝaj kaj malŝarĝaj kondiĉoj.

La sekva figuro montras la rilaton inter tensio kaj bateriokapacito ĉe malsamaj malŝarĝaj indicoj.Ju pli alta estas la senŝargiĝo, des pli malalta la bateriokapacito.Kiam la temperaturo estas malalta, la bateria kapablo ankaŭ malpliiĝos.

图1

图2

Figuro 1. Rilato inter tensio kaj kapablo sub malsamaj malŝarĝaj indicoj kaj temperaturoj

1.2 Maksimuma Ŝarga Tensio

La maksimuma ŝarga tensio rilatas al la kemia konsisto kaj karakterizaĵoj de la baterio.La ŝarĝa tensio de litia baterio estas kutime 4.2V kaj 4.35V, kaj la tensiovaloroj de katodaj kaj anodaj materialoj varias.

1.3 Plene Ŝargita

Kiam la diferenco inter la tensio de la kuirilaro kaj la maksimuma tensio de ŝarĝo estas malpli ol 100mV kaj la kurento de ŝarĝo estas reduktita al C/10, la baterio povas esti rigardata kiel plene ŝargita.La plenaj ŝarĝaj kondiĉoj varias laŭ la karakterizaĵoj de la baterio.

La suba figuro montras tipan kurbon de karakteriza kurbo de ŝarĝo de litio-baterio.Kiam la bateriotensio estas egala al la maksimuma ŝarga tensio kaj la ŝarga kurento estas reduktita al C/10, la baterio estas konsiderata kiel plene ŝargita.

图3

Figuro 2. Karakteriza kurbo de litio-kuirilaro

1.4 Minimuma malŝarĝa tensio

La minimuma senŝargiĝtensio povas esti difinita per la fortranĉa malŝarĝa tensio, kiu estas kutime la tensio kiam la stato de ŝargo estas 0%.Ĉi tiu tensiovaloro ne estas fiksa valoro, sed ŝanĝiĝas laŭ ŝarĝo, temperaturo, maljuniĝo aŭ aliaj faktoroj.

1.5 Plena Malŝarĝo

Kiam la tensio de la kuirilaro estas malpli ol aŭ egala al la minimuma tensio de malŝarĝo, ĝi povas esti nomita kompleta malŝarĝo.

1.6 Ŝarĝo kaj malŝarĝo indico (C-Rate)

La ŝargo-malŝarĝa indico estas reprezentado de la ŝargo-malŝarĝa kurento relative al la bateriokapacito.Ekzemple, se vi uzas 1C por malŝarĝi dum unu horo, ideale, la kuirilaro tute malŝarĝos.Malsamaj ŝarĝ-malŝarĝaj tarifoj rezultigos malsaman uzeblan kapaciton.Ĝenerale, ju pli alta estas la ŝargo-senŝargi indico, des pli malgranda la disponebla kapacito.

1.7 Cikla vivo

La nombro da cikloj rilatas al la nombro da kompleta ŝarĝo kaj malŝarĝo de baterio, kiu povas esti taksita per la fakta senŝargiĝkapacito kaj dezajnokapacito.Kiam la akumulita senŝargiĝkapacito estas egala al la projektkapacito, la nombro da cikloj devas esti unu.Ĝenerale, post 500 ŝarĝ-malŝarĝaj cikloj, la kapablo de la plene ŝargita baterio malpliiĝos je 10% ~ 20%.

图4

Figuro 3. Rilato inter ciklotempoj kaj bateria kapablo

1.8 Mem-malŝarĝo

La mem-malŝarĝo de ĉiuj kuirilaroj pliiĝos kun la pliiĝo de temperaturo.Mem-malŝarĝo esence ne estas fabrikada difekto, sed la karakterizaĵoj de la baterio mem.Tamen, nekonvena traktado en la produktada procezo ankaŭ kaŭzos la pliiĝon de mem-malŝarĝo.Ĝenerale, la mem-malŝarĝa indico duobliĝos kiam la bateriotemperaturo pliiĝas je 10 ° C. La mem-malŝarĝa kapablo de litio-jonaj kuirilaroj estas ĉirkaŭ 1-2% monate, dum tiu de diversaj nikel-bazitaj kuirilaroj estas 10- 15% monate.

图5

Figuro 4. Agado de mem-malŝarĝa indico de litia baterio ĉe malsamaj temperaturoj


Afiŝtempo: Feb-07-2023