Túlkun á grunnbreytum litíum rafhlöður

Grundvallarfæribreytur litíumrafhlöðu eru grunnurinn til að meta frammistöðu þeirra, viðeigandi aðstæður og örugga notkun. Mismunandi breytur hafa bein áhrif á drægni rafhlöðunnar, hleðslu/hleðslu skilvirkni, líftíma og samhæfni við notkun. Eftirfarandi lýsir helstu grundvallarbreytum litíumrafhlöðu í þremur meginflokkum: rafmagnsbreytur, líftíma og stöðugleikabreytur og umhverfisaðlögunarfæribreytur.

1. Spenna-tengdar færibreytur

Spenna er „aflsstig“ litíum rafhlöðu, sem hefur bein áhrif á samhæfni tækja (td er ekki hægt að nota farsímarafhlöður í rafknúnum ökutækjum). Það inniheldur þrjú lykilspennugildi:

2. Stærð-Tengdar færibreytur
Stærð vísar til „orkugeymslugetu“ litíum rafhlöðu, sem ákvarðar beint endingu rafhlöðunnar tækisins. Það er mikilvægt að greina á milli "nafngetu" og "raunverulegrar getu"

3. Hleðsla/losunarhlutfall (C-hraði)

Hraðinn er "hleðslu- og afhleðsluhraði" litíum rafhlöðu, táknuð með "C". Það hefur bein áhrif á skilvirkni hleðslu og hleðsluafl (eins og kröfur um hraðhleðslu og há-afltæki).

• Skilgreining: 1C=Straumur sem samsvarar nafngetu rafhlöðunnar (td fyrir 1000mAh rafhlöðu, 1C straumur=1000mA; fyrir 200Ah rafhlöðu, 1C straumur=200A).

• Flokkun:

• Hleðsla C-hlutfall: Til dæmis, "1C hleðsla"=fullhlaðin á 1 klukkustund; „2C hleðsla“=fullhlaðin á 30 mínútum (hleðslutæki krafist).

• Afhleðslu C-hlutfall: Til dæmis, "0,5C afhleðsla"=að fullu afhleypt á 2 klukkustundum (lítil-afltæki, eins og farsímar); „10C afhleðsla“=að fullu tæmd á 6 mínútum (mjög-afl tæki, eins og drónar og rafmagnsverkfæri).

• Athugið: Hleðsla og afhleðsla með miklum-hraða mun leiða til aukinnar hitamyndunar rafhlöðunnar, styttingar líftíma og minni raunverulegrar afkastagetu (td getur raunveruleg afkastageta 10C afhleðslu aðeins verið 70% af nafngetu).

4. Innri mótspyrna

Innri viðnám er summa viðnáms innra efna (rafskaut, raflausn, skilju) litíum rafhlöðu og eining hennar er milliohm (mΩ).

• Helstu áhrif:

a. Hitamyndun: Því meiri sem straumurinn er, því meiri hiti myndast af innri viðnám (Q=I²Rt). Rafhlöður með mikilli innri mótstöðu geta ofhitnað við hraðhleðslu.

b. Spennufall: Við losun leiðir innra viðnám til lækkunar á raunverulegri útgangsspennu (raunspenna=nafnspenna - I × innri viðnám). Rafhlöður með mikla innri mótstöðu hafa lélega burðargetu- (td skyndilegt rafmagnsleysi þegar þú spilar leiki í farsíma).

c. Líftími: Innra viðnám eykst með fjölda lotum (öldrun efnis). Þegar innri viðnám fer yfir þröskuld er ekki hægt að nota rafhlöðuna venjulega.

Dæmigert gildi: Lítil litíum rafhlöður (farsímar, heyrnartól) hafa innra viðnám um það bil 50-200mΩ; stórar rafhlöður (rafbílar) hafa innra viðnám um það bil 1-10mΩ.

II. Líftími og stöðugleikabreytur

Þessar breytur ákvarða "endingu" litíum rafhlöður, sem hefur bein áhrif á notkunarkostnað (eins og endurnýjun rafhlöðu rafhlöðu).

5. Hringrás líf

• Skilgreining: Fjöldi lota sem rafhlaða lýkur eftir fulla hleðslu-hleðslulotu (frá hleðsluskerðingarspennu til hleðsluskerðingarspennu) þegar getu hennar minnkar niður í 80% af nafngetu hennar (iðnaðarstaðall).

• Helstu áhrifaþættir:

• Hleðslu-/úthleðsluhraði: Lágt hraði (0,2C-1C) leiðir til lengri líftíma, á meðan hár hraði (yfir 5C) leiðir til styttri líftíma.

• Hitastig: 25-40 gráður er ákjósanlegur hjólahiti. Lágt hitastig (<0℃) or high temperatures (>60 gráður) flýta fyrir öldrun.

Hleðsludýpt (DOD): Grunn hleðsla og afhleðsla (td hleðsla í 80% og afhleðsla í 20%) getur lengt líftíma verulega (td þrír litíum rafhlöður geta náð yfir 2000 grunnum lotum og um það bil 800-1200 heilar lotur).

• Dæmigerð dæmi:

• Lithium rafhlöður farsíma: 500-1000 lotur (full hleðsla og afhleðsla).

• Litíum járnfosfat rafhlöður fyrir rafbíla: 1500-3000 lotur (full hleðsla og afhleðsla).

6. Sjálf-útskriftartíðni

• Skilgreining: Hraðinn sem rafhlaða missir náttúrulega hleðslu vegna innri efnahvarfa þegar hún er ekki í notkun, venjulega reiknuð sem „prósentatap á mánuði“.

• Kjarnakostur: Lithium-jónarafhlöður hafa umtalsvert lægri sjálf-afhleðsluhraða en hefðbundnar nikkel-kadmíum/nikkel-málmhýdríð rafhlöður (nikkel-málmhýdríð rafhlöður hafa um það bil 20%-30% mánaðarlega sjálfsafhleðsluhraða.

Dæmigert gildi: Við venjulegt hitastig (25 gráður) er mánaðarlegur sjálfsafhleðsluhraði litíum-jónarafhlaðna um það bil 2%-5%; aukið geymsluhitastig (td yfir 40 gráður) mun leiða til aukningar á sjálfslosunarhraða.

6.1. Minnisáhrif

• Skilgreining: Fyrirbæri þar sem rafhlaða virðist hafa minni afkastagetu vegna þess að hún er hlaðin áður en hún er að fullu tæmd (algengt í nikkel-kadmíum rafhlöðum).

• Eiginleikar litíum-rafhlöðu: Í meginatriðum engin minnisáhrif; er hægt að hlaða hvenær sem þörf krefur (ekki þarf að afhlaða að fullu áður en hleðsla er), en langvarandi geymslu á fullri hleðslu (eins og að skilja rafhlöðu eftir óhlaðna eftir hleðslu í 100%) mun flýta fyrir öldrun.

7. Umhverfisaðlögunarhæfni færibreytur

Þessar breytur ákvarða „viðeigandi aðstæður“ litíum rafhlöður, sérstaklega öryggi þeirra og stöðugleika í erfiðu umhverfi.

7.1. Rekstrarhitasvið

• Skilgreining: Hitastigið sem hægt er að hlaða og tæma rafhlöðuna innan venjulega. Ef farið er yfir þetta svið mun það leiða til skerðingar á frammistöðu eða öryggisáhættu.

• Dæmigert svið (mismunandi gerðir af litíum-jónarafhlöðum):

8. Geymsluhitasvið

• Skilgreining: Öruggt hitastig fyrir langtíma-geymslu rafhlöðu, sem hefur áhrif á varðveislu getu eftir geymslu.

• Ráðlagt svið:

• Skammtíma-geymsla (innan 1 mánaðar): 0 gráður ~ 35 gráður , viðheldur hleðslustigi 30%-50%.

• Langtíma-geymsla (meira en 3 mánuðir): -20 gráður ~ 25 gráður , viðheldur hleðslustigi 30%-40% (forðastu að geyma fullhlaðnar eða alveg tæmdar rafhlöður).

9. Samanburður á kjarnabreytum mismunandi tegunda af litíum rafhlöðum

Almennu litíum rafhlöðurnar á markaðnum eru skipt í þrjá flokka: þrískipt litíum, litíum járnfosfat og litíum fjölliða. Mismunurinn á færibreytum þeirra ákvarðar beint viðeigandi aðstæður.: