آشنایی با باتری های لیتیوم یونی: شرایطی که باید بدانید

علم شیمی: باتری ها از سلول های الکتروشیمیایی متعددی تشکیل شده اند.چندین ترکیب شیمیایی غالب از جمله سرب اسید و لیتیوم وجود دارد.باتری‌های سرب اسیدی از اواخر دهه 1800 وجود داشته‌اند و انواع مختلفی دارند - انواع مرطوب، ژل مهر و موم شده یا نوع AGM.باتری های سرب اسیدی سنگین هستند، انرژی کمتری نسبت به باتری های لیتیومی دارند، عمر کوتاهی دارند و به راحتی در اثر نگهداری نادرست آسیب می بینند.برعکس، ل باتری های فسفات آهن ایتیوم (LiFePO4) تقریباً نصف وزن سرب-اسید هستند، حاوی انرژی بیشتری هستند، عمر طولانی تری دارند و نیازی به نگهداری ندارند.

ولتاژ:   این واحد الکتریکی فشار در مدار الکتریکی است.ولتاژ توسط یک ولت متر اندازه گیری می شود.این مشابه فشار یا سر جریان آب از طریق لوله ها است.توجه - همانطور که افزایش فشار باعث می شود حجم بیشتری از آب از طریق یک لوله مشخص شود، افزایش ولتاژ (با قرار دادن سلول های بیشتر در مدار) باعث جریان بیشتر آمپر در همان مدار می شود.کاهش اندازه لوله ها باعث افزایش مقاومت و کاهش جریان آب می شود.ایجاد مقاومت در یک مدار الکتریکی جریان جریان را با یک ولتاژ یا فشار معین کاهش می دهد.

نرخ شارژ یا C-rate: تعریف نرخ شارژ یا نرخ C باتری یا سلول، جریان شارژ یا دشارژ بر حسب آمپر به عنوان نسبتی از ظرفیت نامی بر حسب Ah است.به عنوان مثال، در مورد یک باتری 500 میلی آمپر ساعتی، نرخ C/2 250 میلی آمپر و نرخ 2C برابر با 1 A است.

شارژ جریان ثابت: این به فرآیند شارژ اشاره دارد که در آن سطح جریان بدون توجه به ولتاژ باتری یا سلول در یک سطح ثابت نگه داشته می شود.

شارژ ولتاژ ثابت: – این تعریف به فرآیند شارژ اشاره دارد که در آن ولتاژ اعمال شده به باتری بدون توجه به جریان کشیده شده در یک مقدار ثابت در طول چرخه شارژ نگه داشته می شود.

چرخه عمر: ظرفیت یک سلول یا باتری قابل شارژ در طول عمر آن تغییر می کند.تعریف عمر باتری یا عمر چرخه باتری تعداد چرخه هایی است که یک سلول یا باتری می تواند تحت شرایط خاص شارژ و دشارژ شود، قبل از اینکه ظرفیت موجود به یک معیار عملکرد خاص کاهش یابد - معمولاً 80٪ ظرفیت نامی.

باتری‌های NiMH معمولاً عمر چرخه‌ای 500 سیکل دارند، باتری‌های NiCd می‌توانند بیش از 1000 چرخه عمر چرخه داشته باشند و برای سلول‌های NiMH حدود 500 سیکل کمتر است.باتری‌های لیتیوم یونی در حال حاضر عمر چرخه‌ای دارند 2000 چرخه ، اگرچه با توسعه این امر در حال بهبود است.عمر چرخه یک سلول یا باتری به شدت تحت تأثیر عمق نوع چرخه و روش شارژ مجدد است.قطع چرخه شارژ نامناسب، به خصوص اگر سلول بیش از حد شارژ شود یا شارژ معکوس داشته باشد، به طور قابل توجهی عمر چرخه را کاهش می دهد.

ولتاژ قطع: همانطور که یک باتری یا سلول تخلیه می شود، دارای یک منحنی ولتاژ است که از آن پیروی می کند - ولتاژ به طور کلی در چرخه دشارژ کاهش می یابد.تعریف سلول یا باتری سلول یا باتری ولتاژ قطع، ولتاژی است که در آن تخلیه توسط هر سیستم مدیریت باتری خاتمه می یابد.این نقطه ممکن است به عنوان ولتاژ پایان تخلیه نیز نامیده شود.

چرخه عمیق: یک چرخه تخلیه شارژ که در آن تخلیه تا تخلیه کامل باتری ادامه می یابد.این معمولاً نقطه ای است که در آن ولتاژ قطع می شود، معمولاً 80٪ دشارژ.

الکترود: الکترودها عناصر اساسی در یک سلول الکتروشیمیایی هستند.در هر سلول دو عدد وجود دارد: یک الکترود مثبت و یک الکترود منفی.ولتاژ سلول با اختلاف ولتاژ بین الکترود مثبت و منفی تعیین می شود.

الکترولیت: تعریف الکترولیت درون باتری این است که محیطی است که رسانش یون ها را بین الکترودهای مثبت و منفی یک سلول فراهم می کند.

تراکم انرژی: چگالی ذخیره انرژی حجمی یک باتری، بر حسب وات-ساعت بر لیتر (Wh/l) بیان می شود.

تراکم قدرت: چگالی توان حجمی یک باتری، بر حسب وات بر لیتر (W/l) بیان می‌شود.

ظرفیت رتبه بندی شده: ظرفیت یک باتری بر حسب آمپر ساعت، Ah بیان می شود و کل شارژی است که می توان از یک باتری کاملاً شارژ شده در شرایط دشارژ مشخص به دست آورد.

ترشح جن: مشخص شده است که باتری ها و سلول ها شارژ خود را در یک دوره زمانی از دست می دهند و نیاز به شارژ مجدد دارند.این خود تخلیه طبیعی است، اما با توجه به تعدادی از متغیرها از جمله تکنولوژی مورد استفاده و شرایط متفاوت است.خود تخلیه به عنوان کاهش قابل بازیافت ظرفیت یک سلول یا باتری تعریف می شود.این رقم معمولاً در درصدی از ظرفیت نامی از دست رفته در ماه و در دمای معین بیان می شود.میزان خود تخلیه باتری یا سلول بسیار به دما بستگی دارد.

جداکننده: این اصطلاح باتری برای تعریف غشایی که در یک سلول برای جلوگیری از کوتاه شدن آند و کاتد با هم لازم است استفاده می شود.با فشرده‌تر شدن سلول‌ها، فضای بین آند و کاتد بسیار کوچک‌تر می‌شود و در نتیجه دو الکترود می‌توانند با هم کوتاه شوند و واکنش‌های فاجعه‌بار و احتمالاً انفجاری ایجاد کنند.جداکننده یک ماده یا جداکننده غیر رسانای الکترونیکی و یونی است که بین آند و کاتد قرار می گیرد.

جریان مستقیم (DC): نوع جریان الکتریکی که باتری می تواند تامین کند.یک ترمینال همیشه مثبت و دیگری همیشه منفی است

انرژی ویژه: چگالی ذخیره انرژی گرانشی یک باتری، بر حسب وات-ساعت بر کیلوگرم (Wh/kg) بیان می شود.

قدرت خاص: توان ویژه یک باتری، چگالی توان گرانشی است که بر حسب وات بر کیلوگرم (W/kg) بیان می شود.

شارژ قطره ای: این اصطلاح به شکلی از شارژ سطح پایین اشاره دارد که در آن یک سلول به طور مداوم یا متناوب به منبع جریان ثابت متصل است که سلول را در شرایط کاملاً شارژ نگه می‌دارد.سطوح فعلی ممکن است حدود 0.1 درجه سانتیگراد یا کمتر به فناوری سلول وابسته باشد.

جریان متناوب: جریان الکتریکی که برخلاف جریان مستقیم، به سرعت جهت خود را معکوس می کند یا قطبیت خود را «متناوب» می کند تا باتری را شارژ نکند.

آمپر: واحدی که سرعت جریان الکتریکی را اندازه گیری می کند.

آمپر ساعت: مقدار شارژ انرژی در یک باتری است که اجازه می دهد یک آمپر جریان به مدت یک ساعت جاری شود.

ظرفیت: تعداد آمپر ساعت‌هایی که یک باتری می‌تواند پس از شارژ کامل، با سرعت مشخصی از جریان عرضه کند.به عنوان مثال، یک باتری ممکن است بتواند 8 آمپر جریان را برای 10 ساعت قبل از اتمام آن تامین کند.ظرفیت آن 80 آمپر ساعت با سرعت 10 ساعت جریان جریان است.لازم است سرعت جریان را ذکر کنید، زیرا همان باتری اگر در 20 آمپر دشارژ شود، 4 ساعت دوام نمی آورد، بلکه برای مدت کوتاه تری، مثلاً 3 ساعت، دوام می آورد.بنابراین ظرفیت آن در نرخ 3 ساعته 3×20=60 آمپر ساعت خواهد بود.

شارژ: عبور جریان مستقیم از باتری در جهت مخالف تخلیه، به منظور بازگرداندن انرژی مصرف شده در هنگام تخلیه.

نرخ شارژ: میزان جریانی که برای شارژ باتری از منبع خارجی لازم است.نرخ بر حسب آمپر اندازه گیری می شود و برای سلول هایی با اندازه های مختلف متفاوت است.

فرار حرارتی: شرایطی که در آن یک سلول یا باتری با یک بار پتانسیل ثابت می تواند خود را از طریق تولید گرمای داخلی از بین ببرد.

چرخه: یک بار تخلیه و شارژ.

تخلیه بیش از حد: حمل تخلیه فراتر از ولتاژ مناسب سلول.این فعالیت اگر بسیار فراتر از ولتاژ سلول مناسب انجام شود و به طور مکرر انجام شود، عمر باتری را کوتاه می کند.

وضعیت سلامت (SoH): عملکرد باتری را منعکس می کند که ظرفیت، تحویل جریان، ولتاژ و خود تخلیه را تأیید می کند.به صورت درصد اندازه گیری می شود.

وضعیت شارژ (SoC): ظرفیت موجود باتری در یک زمان معین به عنوان درصد ظرفیت نامی بیان می شود.

حالت شارژ مطلق (ASoC): قابلیت شارژ مشخص در صورت نو بودن باتری.

منفی: پایانه یک منبع انرژی الکتریکی به عنوان یک سلول، باتری یا ژنراتور که از طریق آن جریان برای تکمیل یک مدار باز می گردد.به طور کلی "نگ" علامت گذاری می شود.

مثبت: پایانه یک منبع انرژی الکتریکی به عنوان یک سلول، باتری یا ژنراتور که جریان از آن جریان می یابد.به طور کلی "Pos." مشخص می شود.

خدمات آماده به کار: برنامه‌ای که در آن باتری با شارژ کردن قطره‌ای یا شناور در حالت کاملاً شارژ نگهداری می‌شود.

تخلیه با نرخ بالا: تخلیه بسیار سریع باتری.به طور معمول در مضرب C (امتیاز باتری بیان شده در آمپر).

اختلاف پتانسیل: یک PD مخفف و در منحنی‌های آزمایشی یافت می‌شود.این اصطلاح مترادف با ولتاژ است.

مدار کوتاه: اتصال کم مقاومت بین دو نقطه در یک مدار الکتریکی.اتصال کوتاه زمانی اتفاق می‌افتد که جریان از ناحیه مقاومت کم عبور کند و بقیه مدار را دور بزند.

پایانه: این اتصال الکتریکی از باتری به مدار خارجی است.هر ترمینال به مثبت (بند اول) یا منفی (آخرین بند) در اتصال سری سلول های باتری متصل است.

سیستم مدیریت باتری (BMS)

باتری های BSLBATT همگی مجهز به BMS داخلی هستند که در برابر شرایط بالقوه آسیب رسان محافظت می کند.شرایطی که مانیتورهای BMS شامل اضافه ولتاژ، کم ولتاژ، جریان بیش از حد، دمای بیش از حد، اتصال کوتاه و عدم تعادل سلولی است.را BMS در صورت وقوع هر یک از این اتفاقات، باتری را از مدار جدا می کند.

درک این اصطلاح به شما در گام بعدی برای تعیین باتری مناسب برای نیازهای انرژی خود کمک می کند - باتری مناسب را پیدا کنید، که می توانید پیدا کنید. اینجا .اگر سوالی دارید لطفا تماس بگیرید، ایمیل یا ایمیل بزنید در رسانه های اجتماعی با ما در ارتباط باشید.