C hitrost in hitro polnjenje ali izpust litija - ionske baterije

Litij - ionska celica

Litij - ionski modul in grozd

O litiju - ionska baterija

Uspeh industrializacije litijevih - ionskih baterij v devetdesetih letih ni dosegel en korak ali eno podjetje; Bil je rezultat prizadevnih raziskav in prispevkov številnih izjemnih znanstvenikov in inženirjev. Od takrat so si prizadevali za nadaljnje izboljšanje zmogljivosti litijevih - ionskih baterij, kar je povzročilo pomemben napredek. Razumevanje zgodovinskega razvoja litijevih - ionskih baterij nam pomaga razumeti tehnološke preboje in napredek, ki so opredelili sodobno tehnologijo za shranjevanje energije.

Zmanjšanje emisij toplogrednih plinov in ublažitev učinkov globalnega segrevanja so pomembni globalni cilji. Zato je razvijanje okolju prijaznih, trajnostnih tehnologij zelene energije za nadomeščanje fosilnih goriv - tehnologije z napajanjem. V zadnjih letih se je razvoj in uporaba obnovljive energije hitro povečala, pri čemer nadomešča tradicionalno fosilno gorivo - sisteme za proizvodnjo in prenosnike na osnovi električne energije.

Polnjenje in praznjenje litija - ionske baterije

Polnjenje in izpraznjenje litijevih - ionskih baterij je reverzibilen postopek. Načelo je, da se litijevi ioni (Li+) premikajo med pozitivnimi in negativnimi elektrodami po separatorju. Med tem postopkom se elektroni pretakajo iz zunanjega vezja, da napolnijo litij -, ki je primanjkovala strani, da ohranijo potencialno ravnovesje. Ta reakcija ni idealna, energija pa se izgubi med postopkom polnjenja in praznjenja litija - ionskih baterij.

Stopnja polnjenja/praznjenja (C - stopnja) se nanaša na hitrost naboja ali odvajanja, ki je povezana s hitrostjo litiacije ali delitizacije materiala elektrode. C predstavlja zmogljivost baterije, ki se običajno meri v Ampere - urah (AH), in označuje količino aktivnega materiala, ki je na voljo za odvajanje. Ampere je enota električnega toka, ki predstavlja število kulomb na enoto časa. Zato je trenutna pomnožena s časom dejanska količina coulombs, shranjenih v bateriji.

Formula za ocene C

T=čas
Cr=c
T=1 / cr (za ogled v urah)
T=60 minut / cr (za ogled v minutah)

Primer hitrosti 0,5c
2300mAh baterija
2300MAH / 1000=2.3 a
0,5c x 2,3a=1.15 a
1 / 0,5c=2 ure
60 / 0,5c=120 minut

Primer hitrosti 2C
2300mAh baterija
2300MAH / 1000=2.3 a
2C x 2.3a=4.6 a
1 / 2C=0.5 ure
60 / 2C=30 minut

Primer hitrosti 30C
2300mAh baterija
2300MAH / 1000=2.3 a
30C x 2.3a=69 a
60 / 30C=2 minut

Spodnja tabela prikazuje čas praznjenja za različne stopnje C -.

Stopnja 0,5C, 1C in 2C predstavljajo skupne čase praznjenja za baterijo, kjer je 1C v eni uri popolna izpustitev, 0,5c je dva - ur izpust, 2c pa 30 - minutni izpust. Za večino projektov za shranjevanje sončne energije so stopnje C za litijeve - ionske baterije 0,25C, 0,5C in 1C. Litij-ionske baterije, ki se uporabljajo za UPS, uporabljajo tudi 4C.

Kako izračunati max. Izpustni tok litija - ionske baterije

Če želite izračunati, morate vedeti njegovo zmogljivost (c), nazivno napetost (V) in oceno C (C). Formula je naslednja:

Največji izpustni tok=zmogljivost (c) x c Ocena (c) / nazivna napetost (v)
Recimo, da imate litij 200ah - ionsko baterijo z oceno 2C in nazivno napetostjo 51,2 V. Najvišji izpustni tok bi bil:
Največji izpustni tok=200 ah x 2 / 51.2V=78.125 a

To pomeni, da lahko baterija dostavi največji tok 78.125A, ne da bi ga poškodovala ali zmanjšala njegovo življenjsko dobo.

Dejavniki, ki vplivajo na hitrost C -

1. temperatura
Temperatura znatno vpliva na delovanje baterije ter na stopnjo naboja in praznjenja. Pri višjih temperaturah lahko baterije zdržijo hitrejše stopnje praznjenja, hkrati pa tvegajo tudi za pregrevanje in poškodbe.

2. Degradacija in stanje baterije
S staranjem baterij se njihova zmogljivost in sposobnost zdrži visoke - hitrost izpusta se običajno zmanjšuje. To je zato, ker se notranje komponente sčasoma obrabijo in povečujejo notranje odpornost. Starejše baterije so manj učinkovite pri upravljanju toplote, ki jo ustvarjajo cikli hitrega polnjenja in praznjenja, in se lahko borijo za vzdrževanje enakih hitrosti praznjenja kot novejše baterije.

3. Velikost površine in zasnova
Večja površina ali tisti z večjo površino za tok lahko na splošno prenesejo višje stopnje C -. V nasprotju s tem se lahko manjše baterije hitreje pregrejejo ali razpadejo, če se prehitro napolnijo ali izpraznijo.