Bagaimana memahami tingkat debit dan baterai lithium

Apa itu C-rate?

C-rate adalah satuan untuk menyatakan nilai arus yang digunakan untuk memperkirakan dan/atau menentukan waktu efektif baterai yang diharapkan dalam kondisi pengisian/pengosongan variabel.Arus pengisian dan pengosongan baterai diukur dalam C-rate.Sebagian besar baterai portabel diberi peringkat 1C.

Amati bagaimana tingkat pengisian dan pengosongan diskalakan dan mengapa itu penting.

Tingkat pengisian dan pengosongan baterai diatur oleh tingkat-C.Kapasitas baterai biasanya diberi nilai 1C, artinya baterai yang terisi penuh diberi nilai 1Ah harus menyediakan 1A selama satu jam.Pengosongan baterai yang sama pada 0,5C harus menyediakan 500mA selama dua jam, dan pada 2C menghasilkan 2A selama 30 menit.Kerugian pada pengosongan cepat mengurangi waktu pengosongan dan kerugian ini juga mempengaruhi waktu pengisian.

C-rate 1C juga dikenal sebagai debit satu jam;0,5C atau C/2 adalah debit dua jam dan 0,2C atau C/5 adalah debit 5 jam.Beberapa baterai berperforma tinggi dapat diisi dan dikosongkan di atas 1C dengan tekanan sedang.Tabel 1 mengilustrasikan waktu tipikal pada berbagai laju C.

Untuk menghitung nilai arus beban dengan laju charge/discharge, dapat diperoleh dengan;

∴ C-Rate (C) = Mengisi atau Mengosongkan Arus (A) / Nilai Kapasitas Baterai

Juga, waktu tersedia baterai yang diharapkan pada kapasitas pengosongan yang diberikan dapat diperoleh dengan;

∴ Jam penggunaan baterai = Kapasitas pengosongan (Ah) / Pengosongan arus (A)

Kemampuan Debit a sel Lithium berdaya tinggi .

[Contoh] Pada produk Daya Tinggi, kapasitas pengenal model SLPB11043140H adalah 4,8Ah.Sel NMC lithium-ion.

1. Apa kondisi arus pelepasan 1C dalam model ini?

∴ Pengisian (atau pengosongan) Arus (A) = Nilai kapasitas baterai * C-rate = 4,8 * 1(C) = 4,8 A

Artinya baterai tersedia selama 1 jam dengan kondisi pengosongan saat ini.

2. Nilai arus pengosongan di bawah kondisi pengosongan 20C adalah 4,8(A)*20(C)=96A Baterai ini menunjukkan kinerja yang sangat baik bahkan jika baterai mengeluarkan kondisi pengosongan 20C.Berikut ini adalah waktu baterai yang tersedia saat kapasitas baterai menunjukkan 4,15Ah

∴ Jam yang digunakan (h) = Kapasitas habis(Ah) / Arus yang diterapkan(A) = 4,15(Ah) / 96(A) ≒ 0,043jam ≒ 2,6 menit dengan 96A

Artinya baterai dapat digunakan selama 2,6 menit (0,043 jam) dengan arus beban 96A

Memahami Kapasitas Baterai

Tingkat pengosongan memberi Anda titik awal untuk menentukan kapasitas baterai yang diperlukan untuk menjalankan berbagai perangkat listrik.Produk Ixt adalah muatan Q, dalam coulomb, yang dilepaskan oleh baterai.Insinyur biasanya lebih suka menggunakan amp-jam untuk mengukur laju pelepasan menggunakan waktu t dalam jam dan arus I dalam amp.

Dari sini, Anda dapat memahami kapasitas baterai menggunakan nilai seperti watt-jam (Wh) yang mengukur kapasitas baterai atau melepaskan energi dalam satuan watt, satuan daya.Insinyur menggunakan plot Ragone untuk mengevaluasi kapasitas watt-jam baterai yang terbuat dari nikel dan litium.Plot Ragone menunjukkan bagaimana pelepasan daya (dalam watt) turun saat energi pelepasan (Wh) meningkat.Plot menunjukkan hubungan terbalik antara dua variabel.

Plot ini memungkinkan Anda menggunakan kimia baterai untuk mengukur daya dan laju pengosongan berbagai jenis baterai, termasuk litium-besi-fosfat (LFP) , lithium-mangan oksida (LMO) , dan nikel mangan kobalt (NMC).

Bagaimana menemukan peringkat C dari Baterai？

Baterai yang lebih kecil biasanya diberi peringkat 1C, yang juga dikenal sebagai tarif satu jam.Misalnya, jika baterai Anda diberi label 3000mAh dengan kecepatan satu jam, maka peringkat 1C adalah 3000mAh.Biasanya Anda akan menemukan tingkat C baterai Anda pada labelnya dan pada lembar data baterai.Bahan kimia baterai yang berbeda terkadang menampilkan laju C yang berbeda, misalnya, baterai timbal-asam umumnya diberi peringkat pada laju pengosongan yang sangat rendah sering kali 0,05C, atau laju 20 jam.Bahan kimia dan desain baterai Anda akan menentukan tingkat C maksimum baterai Anda, baterai lithium misalnya dapat mentolerir Tingkat C pemakaian yang jauh lebih tinggi daripada bahan kimia lain seperti alkaline.Jika Anda tidak dapat menemukan peringkat baterai C pada label atau lembar data, kami sarankan untuk menghubungi produsen baterai secara langsung.

Persamaan Kurva Debit Baterai

Persamaan kurva pengosongan baterai yang mendasari plot ini memungkinkan Anda menentukan waktu kerja baterai dengan menemukan kemiringan kebalikan dari garis.Ini berfungsi karena satuan watt-jam dibagi dengan watt memberi Anda jam runtime.Menempatkan konsep-konsep ini dalam bentuk persamaan, Anda dapat menulis E = C x Vavg untuk energi E dalam watt-jam, kapasitas dalam amp-jam C, dan Vavg tegangan rata-rata pelepasan.

Watt-jam menyediakan cara mudah untuk mengkonversi dari energi pelepasan ke bentuk energi lain karena mengalikan watt-jam dengan 3600 untuk mendapatkan watt-detik memberi Anda energi dalam satuan joule.Joule sering digunakan di bidang fisika dan kimia lain seperti energi panas dan panas untuk termodinamika atau energi cahaya dalam fisika laser.

Beberapa pengukuran lain-lain berguna di samping tingkat pelepasan.Insinyur juga mengukur kemampuan daya dalam satuan C, yaitu kapasitas amp-jam dibagi tepat satu jam.Anda juga dapat mengonversi langsung dari watt ke amp dengan mengetahui bahwa P = I x V untuk daya P dalam watt, arus I dalam ampere, dan tegangan V dalam volt untuk baterai.

Misalnya, baterai 4 V dengan peringkat 2 amp-jam memiliki kapasitas watt-jam 2 Wh.Pengukuran ini berarti Anda dapat menarik arus pada 2 amp selama satu jam atau Anda dapat menarik arus pada satu amp selama dua jam.Hubungan antara arus dan waktu keduanya bergantung satu sama lain, seperti yang diberikan oleh peringkat amp-jam.

Jika Anda memerlukan bantuan untuk menemukan baterai yang tepat untuk aplikasi Anda, silakan hubungi salah satu dari Baterai Litium BSLBATT insinyur aplikasi.