Литий-ионные аккумуляторы играют ключевую роль в питании многих современных устройств, от смартфонов до электромобилей. Понимание основных характеристик этих аккумуляторов может помочь оптимизировать их использование, продлить срок службы и обеспечить безопасность. Здесь мы разберем восемь основных параметров, которые нужно знать о литий-ионных аккумуляторах.
Необходимый кадровый потенциал
Емкость аккумулятора, часто выражаемая в ампер-часах (Ач) или миллиампер-часах (мАч), является основным показателем производительности.
Этот параметр показывает количество заряда, которое может дать аккумулятор при определенных условиях (скорость разряда, температура, напряжение отключения и т. д.). Например, аккумулятор емкостью 1000 мАч может разряжать 1 А в течение 1 часа, что соответствует примерно 3600 кулонам (Кл).
Фактическая мощность
Относится к фактической разрядной энергии, которую обеспечивает аккумулятор при определенных условиях, которые могут меняться в зависимости от температуры, влажности и скорости заряда/разряда.
Теоретическая мощность
Идеальная емкость, если все активные материалы полностью участвуют в реакциях, представляет собой наилучший сценарий.
номинальная мощность
Указано на этикетке аккумулятора и указывает на постоянную емкость при стандартных условиях эксплуатации.
На емкость влияют такие факторы, как размер электрода, напряжение отключения и температура, поэтому, например, у смартфонов может снижаться емкость аккумулятора в холодную погоду.
номинальное напряжение
Это разность потенциалов между положительными и отрицательными клеммами батареи.
Кривая разряда литиевой батареи обычно круто падает между 4.3 В и 3.7 В, с самой большой продолжительностью около 3.7 В. По этой причине 3.7 В обычно выбирают в качестве номинального напряжения.
Литиевые батареи обычно имеют напряжение 3.7 В или 3.8 В, а максимальное напряжение зарядки составляет 4.2 В или 4.35 В соответственно.
Плотность энергии (единицы: Вт·ч/кг или Вт·ч/л)
Плотность энергии представляет собой количество энергии, запасенной на единицу массы или объема, при этом общепринятыми единицами измерения являются «гравиметрическая плотность энергии» (Вт·ч/кг) и «объемная плотность энергии» (Вт·ч/л).
Для литий-ионных аккумуляторов плотность энергии обычно составляет от 100 до 200 Вт·ч/кг, что ограничено современными технологиями. В таких приложениях, как электромобили, плотность энергии ограничивает дальность, что приводит к таким проблемам, как «беспокойство о дальности». Например, для достижения дальности в 500 км плотность энергии аккумулятора должна превышать 300 Вт·ч/кг.
Скорость заряда/разряда (единица: C)
Коэффициент C показывает, насколько быстро аккумулятор может заряжаться или разряжаться.
Более высокие или более низкие значения C-скорости определяют максимальные токи заряда/разряда, а подробные характеристики помогают пользователям понять принципы безопасного и оптимального использования, особенно в таких областях применения, как электромобили, где непрерывные и пиковые значения C-скорости при различных температурах имеют решающее значение.
Срок службы и глубина разряда (DoD)
Жизненный цикл
Выражается как количество полных циклов заряда-разряда, которые может выполнить аккумулятор, прежде чем его емкость упадет до 80% от номинального значения.
Глубина разряда (DoD)
Это показывает, какая часть емкости аккумулятора разряжается за цикл.
Например, аккумулятор, рассчитанный на 80% глубины разряда, может стабильно разряжаться до 20% от своего первоначального уровня заряда без существенного ухудшения характеристик.
Календарный срок службы измеряет срок службы при различных условиях хранения и использования, хотя этот показатель сложнее проверить, и производители не всегда могут его предоставить.
Внутреннее сопротивление (единица измерения: Ом)
Внутреннее сопротивление влияет на эффективность, создавая тепло во время циклов заряда/разряда. Более низкое сопротивление увеличивает срок службы батареи и скорость разряда, тогда как высокое сопротивление приводит к большему нагреву, более быстрой деградации и ограничениям производительности.
Саморазгрузка
Литий-ионные аккумуляторы со временем теряют емкость, даже если они не используются. Этот показатель саморазряда обычно выражается в процентах в месяц. Если аккумулятор не используется в течение длительного времени, саморазряд может привести к глубокому разряду, который навсегда повлияет на производительность аккумулятора. Поэтому для хранящихся литий-ионных аккумуляторов рекомендуется регулярная зарядка.
Диапазон рабочих температур
Литий-ионные аккумуляторы лучше всего работают в указанном диапазоне температур, часто от -20°C до 60°C. Эксплуатация за пределами этого диапазона может повлиять на производительность и сократить срок службы аккумулятора. Аккумуляторы, изготовленные из разных материалов, могут иметь разные оптимальные температурные диапазоны. Например, высокие температуры могут ускорить старение, а низкие температуры снижают емкость. Температура хранения не менее важна, поскольку экстремальные температуры могут вызвать необратимые повреждения.
Заключение
Понимание этих восьми ключевых параметров помогает обеспечить оптимальное и безопасное использование литий-ионных аккумуляторов. Обладая этими знаниями, пользователи могут делать осознанный выбор для поддержания работоспособности аккумулятора и максимизации производительности своих устройств с течением времени.