1. Capacidade da bateria

Geralmente, a capacidade da bateria é determinada pela quantidade de material ativo na bateria, geralmente expresso em Milliampere-Hour MAH ou AH. Por exemplo, 1000 mAh pode ser descarregado por 1 h com uma corrente de 1 A.

1.1 Entendendo a capacidade da bateria: classificada vs. real vs. teórica

A capacidade da bateria pode ser categorizada em capacidade real, capacidade teórica e capacidade nominal, com base em diferentes condições. Isso é denominado capacidade nominal para uma determinada taxa de descarga rh.battery A capacidade é normalmente medida em AH (ampere-hora). Outro método de medição é em termos de célula (por unidade de placa) em watts (w/célula).

1. Para cálculos de AH (ampere-horas), você pega a corrente de descarga (corrente constante) I e multiplica-a pelo tempo de descarga (em horas) T. Por exemplo, uma bateria 7ah descarregada continuamente em 0,35a pode durar aproximadamente 20 horas.
2. O tempo de carregamento padrão é de 15 horas e a corrente de carregamento é 1/10 da capacidade da bateria. O carregamento rápido pode reduzir a vida útil da bateria.

A capacidade da bateria refere -se ao tamanho da carga elétrica armazenada em uma bateria. A unidade de capacidade da bateria é "MAH", conhecida em chinês como Milliampere-Hours. Para baterias de maior capacidade, como baterias de chumbo-ácido, "ah" (ampere-horas) é geralmente usado para conveniência, onde 1ah = 1000mAh. Se uma bateria tiver uma capacidade nominal de 1300mAh e você descarregar a bateria com uma corrente de 130mA, a bateria pode operar por cerca de 10 horas (1300mAh/130mA = 10H). Se a corrente de descarga for de 1300mA, o tempo operacional cairá para cerca de 1 hora. Esses cálculos assumem condições ideais e a operação real do dispositivo pode variar com base em componentes, como uma tela ou flash LCD em uma câmera digital, que pode causar grandes variações na corrente. Portanto, o tempo operacional real para um dispositivo alimentado pela bateria só pode ser aproximado, geralmente com base na experiência do mundo real.

1.2 Unidade de capacidade

Normalmente, a capacidade da bateria é medida em amperes-horas (AH), e isso é determinado para uma bateria específica em mente. Por exemplo, a pergunta pode ser: qual é a capacidade dessa bateria de smartphone? Ou qual é a capacidade dessa bateria de scooter elétrica? Essas consultas são exclusivas para cada bateria. Quando a tensão da bateria já está definida e não está considerando a tensão em tempo real, apenas afirmando que as horas de ampere podem representar a capacidade da bateria. Tomemos, por exemplo, umBateria Manly 12V 20AHe uma bateria viril 15V 20AH. Embora ambos tenham 20AH, ao alimentar um dispositivo com a mesma carga, o dispositivo funcionará muito bem, mas a duração da operação será diferente. Portanto, a capacidade padrão deve ser medida em termos de energia. Para ilustrar ainda mais, considere um dispositivo que pode suportar 12V e 24V. Se alimentado por uma bateria Manly 12V 20AH, ela pode durar uma hora. No entanto, se duas dessas baterias estiverem conectadas em série, resultando em 24V 20AH, as amperes-horas permanecem inalteradas, mas o tempo operacional dobra. Nesse contexto, a capacidade deve ser vista em termos da energia que a bateria pode manter, não apenas o ampere-hours.power (w) = Power (p) * time (t) = corrente (i) * tensão (u) * tempo (t). Essa abordagem para discutir a capacidade da bateria é mais significativa. É preciso ser realista e factual; Caso contrário, você pode acabar com a alegação ilógica de que uma bateria de smartphone tem uma capacidade maior que uma bateria de scooter elétrica, o que é claramente não científico.

2. Tensão nominal

A diferença de potencial entre os eletrodos positivos e negativos da bateria é chamada de tensão nominal da bateria. A tensão nominal é determinada pelo potencial do eletrodo do material da placa e pela concentração do eletrólito interno. O diagrama de descarga da bateria de lítio é parabólico, com 4,3V caindo para 3,7V e 3,7V caindo para 3,0V, os quais mudam rapidamente. Somente o tempo de descarga de cerca de 3,7V é o mais longo, representando quase 3/4 das vezes, de modo que a tensão nominal da bateria de lítio refere -se à tensão que mantém o tempo de descarga mais longo.

1. Bateria de lítio ternário

A tensão nominal de uma célula ternária de lítio é de 3,6V, com uma faixa de tensão operacional entre 2,5V e 4,2V. Para uma bateria, você multiplica a tensão pelo número de células em série. Por exemplo, para uma bateria de lítio ternário de 10 séries, a tensão nominal fica em 36V e a faixa de tensão de trabalho se estende de 25V a 42V.

2. Bateria de fosfato de ferro de lítio

A tensão nominal de uma célula de fosfato de ferro de lítio é de 3,2V, com uma faixa de tensão operacional de 2,0V a 3,65V. Da mesma forma, para a bateria correspondente, você multiplica pelo número de células em série. Por exemplo, uma bateria de fosfato de ferro de 15 séries de lítio tem uma tensão nominal de 48V, com uma faixa de tensão de trabalho de 30V a 54,75V.So, quais são as implicações de uma tensão de baixa tensão para as baterias de lítio? Recomenda-se que as baterias de lítio sejam armazenadas a longo prazo com cerca de 70% de sua carga. Se não estiver em uso por 3 a 6 meses, é aconselhável pedalar por uma carga e descarga completas. Isso beneficia a vida útil geral da bateria. Se armazenado por períodos prolongados sem uso e em tensões muito baixas, os materiais na bateria de lítio podem ser afetados adversamente. Sua reatividade química pode deteriorar-se, que por sua vez afeta a vida útil da bateria. As baterias de íons de lítio operam em tensões que variam de 2,5V a 4,2V. Quando a tensão cair abaixo de 2,5V, a descarga da bateria termina e, devido ao fechamento do circuito de descarga, a perda de corrente do circuito de proteção interna cai para o mais baixo. No entanto, em aplicações do mundo real, devido a variações nos materiais internos, a tensão de terminação de descarga pode variar de 2,5V a 3,0V. Quando a tensão excede 4,2V, o circuito de carregamento é terminado para garantir a segurança da bateria.

3. Tensão de rescisão de carga

Quando a bateria recarregável é totalmente carregada, o material ativo na placa do eletrodo atingiu um estado saturado e a tensão da bateria não aumentará quando a bateria continuar sendo carregada. A tensão neste momento é chamada de tensão de final de carga. A bateria ternária de lítio é de 4,2V e a bateria de fosfato de ferro de lítio é de 3,65V.

4. Tensão de terminação de descarga

A tensão de final de descarga refere-se à tensão mais baixa permitida quando a bateria é descarregada. A tensão de terminação de descarga está relacionada à taxa de descarga.

5. Resistência interna da bateria

A resistência interna da bateria é determinada pela resistência da placa do eletrodo e pela resistência do fluxo de íons. Durante o processo de carregamento e descarga, a resistência do motor da imagem e da placa do eletrodo permanece inalterada, mas a resistência do fluxo de íons aumentará ou diminuirá com a concentração do eletrólito e dos íons carregados. E mudar. Quando a tensão de OCV de uma bateria de lítio diminuir, a impedância aumentará. Portanto, ao carregar com baixa potência (menor que 3V), a pré-carga (carregamento de gotejamento) deve ser realizada primeiro para impedir que muita corrente causasse a geração excessiva de calor da bateria.Composição da resistência interna da bateria de lítioA resistência ôhmica surge principalmente dos materiais do eletrodo, do eletrólito, da resistência ao separador, bem como da resistência ao contato dos coletores de corrente e das conexões de Tab. Está relacionado ao tamanho, estrutura e métodos de conexão da bateria. Essa resistência pode ser categorizada ainda mais em polarização eletroquímica e polarização de concentração. Atualmente, a bateria de lítio de 18650 de destaque tem uma resistência interna de cerca de 12 milhões, enquanto os típicos pairam entre 13 a 15 milhões de milhões. Dado que a impedância pode afetar o desempenho da bateria, em geral, 50 milhões são considerados normais. Entre 50 a 100 milhões de milhões, a bateria permanece funcional, mas o desempenho começa a se degradar. Ao exceder 100 milhões de milhões, o uso paralelo é necessário e qualquer coisa acima de 200 milhões de milhões é praticamente inutilizável.Impactos da resistência interna da bateria de lítioTodos os fatores que impedem o movimento de íons e elétrons de lítio de um pólo para outro dentro da bateria de lítio contribuem para sua resistência interna. Idealmente, quanto menor a resistência interna, melhor. Uma resistência interna mais alta leva ao aumento das perdas térmicas, impedindo alta descarga de corrente. Além disso, uma alta resistência interna significa que a bateria aquece durante o uso. As temperaturas elevadas podem fazer com que a tensão de operação de descarga da bateria caia e sua duração de descarga para diminuir, afetando severamente o desempenho da bateria e a vida útil. Em casos extremos, isso pode até representar um risco de combustão espontânea.

6. Taxa de autodescrição

Refere -se à porcentagem da capacidade total perdida automaticamente quando a bateria não está em uso por um período de tempo. Geralmente, a taxa de autodescrição das baterias de íons de lítio à temperatura ambiente é de 5%a 8%.

6.1 Como a taxa de descarga afeta a capacidade da bateria?

A taxa de descarga afeta diretamente a capacidade efetiva de uma bateria. Especificamente, uma taxa de descarga mais alta pode diminuir a capacidade disponível, pois a bateria pode não ser capaz de manter sua capacidade nominal máxima durante descargas rápidas. Assim, ao avaliar a capacidade utilizável de uma bateria, a taxa de descarga deve ser levada em consideração.

6.2 Qual é a taxa de descarga de baterias de bicicleta elétrica?

A taxa de descarga de baterias de bicicleta elétrica pode variar com base na química e design específicos da bateria. As bicicletas elétricas geralmente empregam baterias de íons de lítio devido à sua alta densidade e desempenho de energia. Essas baterias geralmente demonstram uma taxa de descarga variando de 1C a 4C ou até mais. Para ilustrar, uma bateria de 1ah com uma taxa de descarga de 10c pode fornecer uma corrente de descarga contínua de 10 amperes, enquanto uma taxa de 4C permitiria uma corrente de descarga contínua de 40 amperes.

6.3 O que é considerado uma alta taxa de descarga para baterias de lítio?

Para baterias de lítio, uma taxa de descarga normalmente considerada "alta" começa em 1C e acima. No entanto, é importante observar que o que é considerado como uma alta taxa de descarga específica pode variar com base no design da bateria, na composição química e na aplicação pretendida.

6.4 O que é uma boa taxa de descarga para baterias?

Uma taxa C ideal para uma bateria depende das demandas específicas de sua aplicação. Normalmente, uma taxa de descarga que facilita a transferência de energia eficiente sem enfatizar excessivamente a bateria é considerada favorável. É recomendável consultar as especificações e diretrizes do fabricante para verificar a melhor taxa de descarga para uma bateria específica.

6.5 Como você calcula a taxa C?

Taxa c (c) = carregamento ou descarga de corrente em amperes (a) / capacidade nominal da bateria (ah) Vamos nos aprofundar em um exemplo envolvendo uma bateria de lítio 100H: 1C representa uma corrente de descarga de 100 amperes, o que significa que a bateria pode fornecer uma descarga contínua de 100 amperes por uma hora. Em termos mais simples, ele pode lidar com uma corrente de carga de 100 amperes por 60 minutos. Se aumentarmos a taxa C para 2C, a corrente de descarga se torna 200 amperes. Isso significa que a bateria agora pode fornecer uma corrente de descarga de 200 amperes, mas por uma duração reduzida. A uma taxa 2C, a bateria pode sustentar uma corrente de carga de 200 amperes por 30 minutos ou meia hora. Por outro lado, reduzindo a taxa C para 0,5 ° C resulta em uma corrente de descarga de 50 amperes. A uma taxa de 0,5 ° C, a bateria pode fornecer uma corrente de descarga de 50 amperes, prolongando assim o período de descarga. Nessas condições, a bateria pode suportar uma corrente de carga de 50 amperes por 2 horas ou 120 minutos.