Как да разберете скоростта на разреждане и литиевата батерия

Какво е C-rate?

C-rate е единица за деклариране на текуща стойност, която се използва за оценка и/или обозначаване на очакваното ефективно време на батерията при променливи условия на зареждане/разреждане.Токът на зареждане и разреждане на батерията се измерва в C-rate.Повечето преносими батерии са оценени на 1C.

Наблюдавайте как се мащабират скоростите на зареждане и разреждане и защо това има значение.

Скоростите на зареждане и разреждане на батерията се управляват от C-ставки.Капацитетът на батерията обикновено се оценява на 1C, което означава, че напълно заредена батерия с номинален капацитет 1Ah трябва да осигурява 1A за един час.Същата батерия, разредена при 0.5C трябва да осигури 500mA за два часа, а при 2C доставя 2A за 30 минути.Загубите при бързи разряди намаляват времето за разреждане и тези загуби също влияят върху времето за зареждане.

C-скорост от 1C е известен също като едночасово разреждане;0,5C или C/2 е двучасов разряд, а 0,2C или C/5 е 5-часов разряд.Някои батерии с висока производителност могат да се зареждат и разреждат над 1C с умерено натоварване.Таблица 1 илюстрира типичните времена при различни C-ставки.

За да се изчисли стойността на тока на натоварване със скоростта на зареждане/разреждане, тя може да се получи от;

∴ C-Rate (C) = Ток на зареждане или разреждане (A) / Номинален капацитет на батерията

Също така, очакваното налично време на батерията при даден капацитет на разреждане може да се получи чрез;

∴ Използван час на батерията = Капацитет на разреждане (Ah) / Ток на разреждане (A)

Разрядна способност на a високомощна литиева клетка .

[Пример] В продукти с висока мощност номиналният капацитет на модела SLPB11043140H е 4,8 Ah.Литиево-йонна NMC клетка.

1. Какво е състоянието на разрядния ток на 1C в този модел?

∴ Ток на зареждане (или разреждане) (A) = Номинален капацитет на батерията * C-скорост = 4,8 * 1(C) = 4,8 A

Това означава, че батерията е налична за 1 час при това текущо състояние на разреждане.

2. Стойността на тока на разреждане при условия на разреждане 20C е 4,8(A)*20(C)=96A Тази батерия разкрива отлична производителност, дори ако батерията се разрежда при условия на разреждане 20C.По-долу е наличното време на батерията, когато капацитетът на батерията показва 4.15Ah

∴ Използвани часове (h) = Разреден капацитет (Ah) / Приложен ток (A) = 4,15 (Ah) / 96 (A) ≒ 0,043 часа ≒ 2,6 минути с 96 A

Това означава, че батерията може да се използва за 2,6 минути (0,043 часа) с ток на натоварване от 96A

Разбиране на капацитета на батерията

Скоростта на разреждане ви предоставя отправна точка за определяне на капацитета на батерията, необходима за работа на различни електрически устройства.Продуктът I xt е зарядът Q, в кулони, отделен от батерията.Инженерите обикновено предпочитат да използват ампер-часове за измерване на скоростта на разреждане, като използват време t в часове и ток I в ампери.

От това можете да разберете капацитета на батерията, като използвате стойности като ват-часове (Wh) които измерват капацитета на батерията или енергията на разреждане по отношение на ват, единица мощност.Инженерите използват графиката на Ragone, за да оценят ватчасовия капацитет на батериите, направени от никел и литий.Графиките на Ragone показват как мощността на разреждане (във ватове) пада с увеличаване на енергията на разреждане (Wh).Графиките показват тази обратна зависимост между двете променливи.

Тези диаграми ви позволяват да използвате химията на батерията, за да измерите мощността и степента на разреждане на различни видове батерии, включително литиево-железен фосфат (LFP) , литиево-манганов оксид (LMO) , и никел манган кобалт (NMC).

Как да намерите C рейтинг на батерия？

По-малките батерии обикновено се оценяват с рейтинг 1C, който е известен също като скорост за един час.Например, ако батерията ви е обозначена с 3000 mAh при скорост за един час, тогава рейтингът 1C е 3000 mAh.Обикновено ще намерите степента C на вашата батерия на нейния етикет и в листа с данни на батерията.Различните химикали на батериите понякога ще показват различни нива на C, например, оловно-киселинните батерии обикновено се оценяват на много ниска скорост на разреждане, често 0,05C, или 20-часова скорост.Химическият състав и дизайнът на вашата батерия ще определят максималния процент C на батерията ви, литиевите батерии например могат да понасят много по-високи нива на C на разреждане в сравнение с други химикали, като например алкалните.Ако не можете да намерите рейтинг C на батерията на етикета или в информационния лист, съветваме ви да се свържете с производител на батерията директно.

Уравнение на кривата на разреждане на батерията

Уравнението на кривата на разреждане на батерията, което е в основата на тези графики, ви позволява да определите времето на работа на батерията, като намерите обратния наклон на линията.Това работи, защото единиците ват-час, разделени на ватове, ви дават часове време на работа.Като поставите тези понятия под формата на уравнение, можете да напишете E = C x Vavg за енергия E във ватчасове, капацитет в ампер-часове C и Vavg средно напрежение на разряда.

Ватчасовете предоставят удобен начин за преобразуване от енергията на разреждане в други форми на енергия, защото умножаването на ватчасовете по 3600, за да получите ватсекунди, ви дава енергията в единици джаули.Джаулите често се използват в други области на физиката и химията като топлинна енергия и топлина за термодинамиката или енергията на светлината в лазерната физика.

Няколко други различни измервания са полезни заедно със скоростта на разреждане.Инженерите също така измерват мощността в единици C, което е ампер-час капацитет, разделен на точно един час.Можете също така да конвертирате директно от ватове в ампери, като знаете, че P = I x V за мощност P във ватове, ток I в ампери и напрежение V във волтове за батерия.

Например 4 V батерия с номинална мощност 2 ампер часа има капацитет на ватчас от 2 Wh.Това измерване означава, че можете да черпите ток при 2 ампера за един час или можете да черпите ток при един ампер за два часа.Връзката между тока и времето зависи едно от друго, както е дадено от рейтинга на амперчаса.

Ако имате нужда от помощ при намирането на подходящата батерия за вашето приложение, моля, свържете се с един от BSLBATT литиева батерия инженери по приложенията.