1. Introducció a la bateria de ions de liti
1.1 Estat de càrrega (SOC)
L'estat de càrrega es pot definir com l'estat de l'energia elèctrica disponible a la bateria, expressat generalment com a percentatge.Com que l'energia elèctrica disponible varia amb el corrent de càrrega i descàrrega, la temperatura i el fenomen d'envelliment, la definició d'estat de càrrega també es divideix en dos tipus: estat de càrrega absolut (ASOC) i estat de càrrega relatiu (RSOC). .
En general, el rang de l'estat de càrrega relatiu és del 0% al 100%, mentre que és del 100% quan la bateria està completament carregada i del 0% quan està completament descarregada.L'estat de càrrega absolut és un valor de referència calculat segons el valor de capacitat fixa dissenyat quan es fabrica la bateria.L'estat absolut de càrrega d'una bateria nova completament carregada és del 100%;Fins i tot si la bateria envellida està completament carregada, no pot arribar al 100% en diferents condicions de càrrega i descàrrega.
La figura següent mostra la relació entre la tensió i la capacitat de la bateria a diferents velocitats de descàrrega.Com més gran sigui la velocitat de descàrrega, menor serà la capacitat de la bateria.Quan la temperatura és baixa, la capacitat de la bateria també disminuirà.
Figura 1. Relació entre voltatge i capacitat sota diferents velocitats de descàrrega i temperatures
1.2 Tensió de càrrega màxima
La tensió de càrrega màxima està relacionada amb la composició química i les característiques de la bateria.La tensió de càrrega de la bateria de liti sol ser de 4,2 V i 4,35 V, i els valors de voltatge dels materials del càtode i de l'ànode variaran.
1.3 Completament carregat
Quan la diferència entre la tensió de la bateria i la tensió de càrrega màxima és inferior a 100 mV i el corrent de càrrega es redueix a C/10, es pot considerar que la bateria està completament carregada.Les condicions de càrrega total varien segons les característiques de la bateria.
La figura següent mostra una corba característica de càrrega de bateria de liti típica.Quan la tensió de la bateria és igual a la tensió de càrrega màxima i el corrent de càrrega es redueix a C/10, es considera que la bateria està completament carregada.
Figura 2. Corba característica de càrrega de la bateria de liti
1.4 Tensió de descàrrega mínima
La tensió de descàrrega mínima es pot definir per la tensió de descàrrega de tall, que sol ser la tensió quan l'estat de càrrega és del 0%.Aquest valor de tensió no és un valor fix, sinó que canvia amb la càrrega, la temperatura, el grau d'envelliment o altres factors.
1.5 Descàrrega completa
Quan la tensió de la bateria és inferior o igual a la tensió de descàrrega mínima, es pot anomenar descàrrega completa.
1.6 Taxa de càrrega i descàrrega (Taxa C)
La taxa de càrrega-descàrrega és una representació del corrent de càrrega-descàrrega en relació amb la capacitat de la bateria.Per exemple, si utilitzeu 1C per descarregar durant una hora, l'ideal és que la bateria es descarregui completament.Les diferents taxes de càrrega-descàrrega donaran lloc a una capacitat útil diferent.En general, com més gran sigui la taxa de càrrega-descàrrega, menor serà la capacitat disponible.
1.7 Cicle de vida
El nombre de cicles fa referència al nombre de càrrega i descàrrega completa d'una bateria, que es pot estimar mitjançant la capacitat de descàrrega real i la capacitat de disseny.Quan la capacitat de descàrrega acumulada sigui igual a la capacitat de disseny, el nombre de cicles serà un.En general, després de 500 cicles de càrrega i descàrrega, la capacitat de la bateria completament carregada disminuirà entre un 10% i un 20%.
Figura 3. Relació entre els temps de cicle i la capacitat de la bateria
1.8 Autodescàrrega
L'autodescàrrega de totes les bateries augmentarà amb l'augment de la temperatura.L'autodescàrrega no és bàsicament un defecte de fabricació, sinó les característiques de la pròpia bateria.Tanmateix, un tractament inadequat en el procés de fabricació també provocarà l'augment de l'autodescàrrega.En general, la taxa d'autodescàrrega es duplicarà quan la temperatura de la bateria augmenta en 10 ° C. La capacitat d'autodescàrrega de les bateries d'ió de liti és d'uns 1-2% al mes, mentre que la de diverses bateries a base de níquel és de 10- 15% al mes.
Figura 4. Rendiment de la velocitat d'autodescàrrega de la bateria de liti a diferents temperatures
Hora de publicació: 07-feb-2023