Teori pengecasan dan nyahcas bateri litium

Teori pengecasan dan nyahcas bateri litium

1.1 Keadaan Bertanggungjawab (SOC)

Keadaan cas boleh ditakrifkan sebagai keadaan tenaga elektrik yang tersedia dalam bateri, biasanya dinyatakan sebagai peratusan. Oleh kerana tenaga elektrik yang ada berbeza-beza bergantung pada arus pengecasan dan nyahcas, suhu dan fenomena penuaan, takrifan keadaan cas juga dibahagikan kepada dua jenis: Keadaan Caj Mutlak (ASOC) dan Keadaan Caj Relatif (RSOC). Julat keadaan relatif pengecasan biasanya 0% -100%, manakala bateri adalah 100% apabila dicas penuh dan 0% apabila dinyahcas sepenuhnya. Keadaan cas mutlak ialah nilai rujukan yang dikira berdasarkan nilai kapasiti tetap yang direka bentuk apabila bateri dihasilkan. Keadaan cas mutlak bagi bateri yang dicas sepenuhnya baharu ialah 100%; Walaupun bateri penuaan dicas sepenuhnya, ia tidak boleh mencapai 100% di bawah keadaan pengecasan dan nyahcas yang berbeza.

The following figure shows the relationship between voltage and battery capacity under different discharge rates. The higher the discharge rate, the lower the battery capacity. When the temperature is low, the battery capacity will also decrease.

                          Rajah 1. Hubungan antara voltan dan kapasiti di bawah kadar nyahcas dan suhu yang berbeza

1.2 Voltan Pengecasan Maks

Voltan pengecasan tertinggi adalah berkaitan dengan komposisi kimia dan ciri-ciri bateri. Voltan pengecasan bateri litium biasanya 4.2V dan 4.35V, dan nilai voltan mungkin berbeza bergantung pada bahan katod dan anod.

1.3 Dicas Penuh

Apabila perbezaan antara voltan bateri dan voltan pengecasan tertinggi adalah kurang daripada 100mV dan arus pengecasan berkurangan kepada C/10, bateri boleh dianggap telah dicas sepenuhnya. Ciri-ciri bateri berbeza-beza, dan syarat untuk pengecasan lengkap juga berbeza.

Rajah berikut menunjukkan lengkung ciri pengecasan bateri litium biasa. Apabila voltan bateri adalah sama dengan voltan pengecasan tertinggi dan arus pengecasan berkurangan kepada C/10, bateri dianggap telah dicas sepenuhnya.

                             Rajah 2. Lengkung ciri pengecasan bateri litium

1.4 Voltan Nyahcas Minimum

Voltan nyahcas minimum boleh ditakrifkan sebagai voltan nyahcas terputus, biasanya voltan pada keadaan cas 0%. Nilai voltan ini bukan nilai tetap, tetapi berubah dengan beban, suhu, tahap penuaan atau faktor lain.

1.5 Pelepasan Penuh

Apabila voltan bateri kurang daripada atau sama dengan voltan nyahcas minimum, ia boleh dipanggil nyahcas lengkap.

1.6 Kadar pelepasan caj (Kadar C)

Kadar nyahcas cas ialah perwakilan arus nyahcas cas berbanding kapasiti bateri. Sebagai contoh, jika 1C digunakan untuk menyahcas selama satu jam, idealnya, bateri akan dinyahcas sepenuhnya. Kadar pengecasan dan pelepasan yang berbeza akan menghasilkan kapasiti tersedia yang berbeza. Biasanya, semakin tinggi kadar pelepasan cas, semakin kecil kapasiti yang ada.

1.7 Kitaran Kehidupan

Bilangan kitaran ialah bilangan kali bateri telah menjalani pengecasan dan nyahcas lengkap, yang boleh dianggarkan daripada kapasiti nyahcas sebenar dan kapasiti reka bentuk. Apabila kapasiti nyahcas terkumpul sama dengan kapasiti reka bentuk, bilangan kitaran adalah satu. Biasanya, selepas 500 kitaran pengecasan dan nyahcas, kapasiti bateri yang dicas penuh akan berkurangan sebanyak 10% hingga 20%.

                          Rajah 3. Hubungan antara Masa Kitaran dan Kapasiti Bateri

1.8 Pelepasan Sendiri

Nyahcas sendiri semua bateri akan meningkat dengan peningkatan suhu. Nyahcas sendiri pada asasnya bukanlah kecacatan pembuatan, sebaliknya merupakan ciri bateri itu sendiri. Walau bagaimanapun, pengendalian yang tidak betul semasa proses pembuatan juga boleh menyebabkan peningkatan dalam pelepasan diri. Biasanya, untuk setiap peningkatan 10 ° C dalam suhu bateri, kadar nyahcas diri meningkat dua kali ganda. Bateri litium ion mempunyai kapasiti nyahcas sendiri bulanan kira-kira 1-2%, manakala pelbagai bateri berasaskan nikel mempunyai kapasiti nyahcas sendiri bulanan sebanyak 10-15%.

                             Rajah 4. Prestasi kadar nyahcas sendiri bateri litium pada suhu yang berbeza