ლითიუმის დატენვის და გამონადენის თეორია და ელექტროენერგიის გამოთვლის მეთოდის დიზაინი (1)

1. ლითიუმ-იონური ბატარეის შესავალი

1.1 დამუხტვის მდგომარეობა (SOC)

დამუხტვის მდგომარეობა შეიძლება განისაზღვროს, როგორც ბატარეაში არსებული ელექტრო ენერგიის მდგომარეობა, რომელიც ჩვეულებრივ გამოხატულია პროცენტულად.იმის გამო, რომ ხელმისაწვდომი ელექტროენერგია იცვლება დატენვის და განმუხტვის დენის, ტემპერატურისა და დაბერების ფენომენის მიხედვით, დამუხტვის მდგომარეობის განმარტება ასევე იყოფა ორ ტიპად: აბსოლუტური დამუხტვის მდგომარეობა (ASOC) და შედარებითი დამუხტვის მდგომარეობა (RSOC). .

ზოგადად, დატენვის ფარდობითი მდგომარეობის დიაპაზონი არის 0% - 100%, ხოლო ბატარეის სრულად დატენვისას ეს არის 100% და სრულად დატენვისას 0%.დამუხტვის აბსოლუტური მდგომარეობა არის საცნობარო მნიშვნელობა, რომელიც გამოითვლება დაპროექტებული ფიქსირებული სიმძლავრის მნიშვნელობის მიხედვით ბატარეის წარმოებისას.ახალი სრულად დამუხტული ბატარეის დატენვის აბსოლუტური მდგომარეობა არის 100%;მაშინაც კი, თუ დაძველებული ბატარეა სრულად დატენულია, ის ვერ აღწევს 100%-ს სხვადასხვა დატენვისა და განმუხტვის პირობებში.

შემდეგი სურათი გვიჩვენებს ძაბვასა და ბატარეის სიმძლავრეს შორის ურთიერთობას სხვადასხვა გამონადენის სიჩქარეზე.რაც უფრო მაღალია გამონადენის სიჩქარე, მით ნაკლებია ბატარეის სიმძლავრე.როდესაც ტემპერატურა დაბალია, ბატარეის მოცულობა ასევე შემცირდება.

ნახაზი 1. კავშირი ძაბვასა და სიმძლავრეს შორის სხვადასხვა გამონადენის სიჩქარისა და ტემპერატურის პირობებში

1.2 მაქს დატენვის ძაბვა

დატენვის მაქსიმალური ძაბვა დაკავშირებულია ბატარეის ქიმიურ შემადგენლობასთან და მახასიათებლებთან.ლითიუმის ბატარეის დატენვის ძაბვა ჩვეულებრივ არის 4.2V და 4.35V, ხოლო კათოდური და ანოდური მასალების ძაბვის მნიშვნელობები განსხვავდება.

1.3 სრულად დამუხტული

როდესაც სხვაობა ბატარეის ძაბვასა და დატენვის მაქსიმალურ ძაბვას შორის არის 100 მვ-ზე ნაკლები და დატენვის დენი მცირდება C/10-მდე, ბატარეა შეიძლება ჩაითვალოს სრულად დამუხტულად.სრული დატენვის პირობები განსხვავდება ბატარეის მახასიათებლების მიხედვით.

ქვემოთ მოყვანილი ფიგურა გვიჩვენებს ტიპიური ლითიუმის ბატარეის დატენვის დამახასიათებელ მრუდს.როდესაც ბატარეის ძაბვა უდრის დატენვის მაქსიმალურ ძაბვას და დატენვის დენი მცირდება C/10-მდე, ბატარეა ითვლება სრულად დატენულად.

სურათი 2. ლითიუმის ბატარეის დატენვის დამახასიათებელი მრუდი

1.4 მინიმალური გამონადენი ძაბვა

მინიმალური გამონადენის ძაბვა შეიძლება განისაზღვროს გამორთვის გამონადენის ძაბვით, რომელიც ჩვეულებრივ არის ძაბვა, როდესაც დამუხტვის მდგომარეობა 0%-ია.ძაბვის ეს მნიშვნელობა არ არის ფიქსირებული მნიშვნელობა, მაგრამ იცვლება დატვირთვის, ტემპერატურის, დაბერების ხარისხის ან სხვა ფაქტორების მიხედვით.

1.5 სრული გამონადენი

როდესაც ბატარეის ძაბვა ნაკლებია ან უდრის მინიმალურ გამონადენის ძაბვას, მას შეიძლება ეწოდოს სრული გამონადენი.

1.6 დატენვის და განმუხტვის სიჩქარე (C-Rate)

დატენვა-დამუხტვის სიჩქარე არის დატენვა-გამონადენი დენის წარმოდგენა ბატარეის სიმძლავრის მიმართ.მაგალითად, თუ თქვენ იყენებთ 1C-ს დასამუხტავად ერთი საათის განმავლობაში, იდეალურ შემთხვევაში, ბატარეა მთლიანად დაიმუხტება.დატენვა-დამუხტვის სხვადასხვა სიხშირე გამოიწვევს სხვადასხვა გამოსაყენებელ სიმძლავრეს.ზოგადად, რაც უფრო მაღალია დატენვა-განმუხტვის სიჩქარე, მით უფრო მცირეა ხელმისაწვდომი სიმძლავრე.

1.7 ციკლის სიცოცხლე

ციკლების რაოდენობა მიუთითებს ბატარეის სრული დამუხტვისა და განმუხტვის რაოდენობაზე, რომელიც შეიძლება შეფასდეს ფაქტობრივი განმუხტვის სიმძლავრისა და დიზაინის სიმძლავრის მიხედვით.როდესაც დაგროვილი გამონადენის სიმძლავრე უდრის საპროექტო სიმძლავრეს, ციკლების რაოდენობა უნდა იყოს ერთი.ზოგადად, 500 დატენვა-დამუხტვის ციკლის შემდეგ, სრულად დამუხტული ბატარეის სიმძლავრე შემცირდება 10%-20%-ით.

სურათი 3. კავშირი ციკლის დროებსა და ბატარეის სიმძლავრეს შორის

1.8 თვითგამონადენი

ტემპერატურის მატებასთან ერთად გაიზრდება ყველა ბატარეის თვითდამუხტვა.თვითგამორთვა ძირითადად არ არის წარმოების ხარვეზი, არამედ თავად ბატარეის მახასიათებლები.თუმცა, წარმოების პროცესში არასათანადო მოპყრობა ასევე გამოიწვევს თვითგამონადენის ზრდას.ზოგადად, თვითდამუხტვის სიჩქარე გაორმაგდება, როდესაც ბატარეის ტემპერატურა იზრდება 10 ° C-ით. ლითიუმ-იონური ბატარეების თვითდამუხტვის სიმძლავრე შეადგენს დაახლოებით 1-2% თვეში, ხოლო სხვადასხვა ნიკელზე დაფუძნებული ბატარეების – 10- თვეში 15%.

ნახაზი 4. ლითიუმის ბატარეის თვითგამორთვის სიჩქარის შესრულება სხვადასხვა ტემპერატურაზე