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Comprendere le batterie: termini che devi conoscere
Quando si confrontano e si acquistano batterie per la propria applicazione, è importante comprendere le nozioni di base sui valori nominali e sulla terminologia delle batterie per assicurarsi di utilizzare il tipo e la quantità corretti per raggiungere gli obiettivi energetici del progetto. Questo blog è progettato per introdurti alla terminologia della batteria.
1.Tipi chimici delle batterie a ciclo profondo
Batterie al piombo:
• Batteria allagata (FLA)
• Batteria al gel sigillata (SLA)
• Batteria con tappetino di vetro assorbente (AGM)
Batterie al piombo inventate nel 1860 Le batterie al piombo sono più pesanti, hanno una capacità inferiore e hanno un ciclo di vita più breve rispetto alle batterie al litio.
Batterie al litio:
Contiene cobalto
• Nichel Manganese Cobalto (NMC)
• Ossido di litio cobalto (LCO)
• Ossido di alluminio nichel cobalto (NCA)
Non contiene cobalto
• Litio Ferro Fosfato (LiFePO4 o LFP)
La chimica delle batterie con sostanze chimiche non a base di cobalto come LiFePO4 è più stabile e meno soggetta a instabilità termica e incendio. BSL utilizza batterie LiFePO4 in tutta la sua linea di prodotti.
2.Parti della batteria
Elettrodi
In una batteria ci sono due elettrodi: l'anodo e il catodo. Gli anodi sono elettrodi negativi, dove si verifica l'ossidazione durante la scarica. I catodi, tuttavia, sono elettrodi positivi in cui avviene la riduzione.
Elettrolita
Gli elettroliti consentono agli ioni di spostarsi tra gli elettrodi agendo come mezzo. Durante lo stoccaggio e il rilascio della batteria, facilita le reazioni chimiche.
Anodo
Gli anodi sono elettrodi che si ossidano durante i cicli di scarica. La corrente elettrica è generata dal rilascio di elettroni e ioni nell'elettrolita.
Catodo
I catodi sono elettrodi in cui avviene la riduzione durante la scarica. Un circuito elettrico è completo quando accetta elettroni e ioni dall'elettrolita.
Separatore
Un separatore anodo-catodo previene i cortocircuiti elettrici consentendo il passaggio degli ioni.
terminale
Un terminale consente di trasferire la corrente elettrica da una batteria a un dispositivo esterno o a una fonte di ricarica.
Involucro
L'isolamento e l'integrità strutturale sono forniti dall'involucro, che ospita e protegge i componenti interni della batteria.
Cella
Il componente base di una batteria, la batteria al piombo ha una tensione nominale di 2 V e la LiFePO4 ha un nominale voltaggio di 3,2 V.
• Inversione della batteria
Lo scaricamento eccessivo di una batteria provoca l'inversione della sua polarità.
• Mancata corrispondenza della batteria
Le batterie in un pacco batteria hanno capacità, tensioni o valori di resistenza interna incoerenti.
• Batteria primaria
Non è possibile ricaricare e riutilizzare una batteria o un pacco batteria scaricato una sola volta. Ad esempio, le batterie in zinco alcalino-manganese.
• Batteria secondaria
Grazie alla sua natura reversibile, può essere caricato e scaricato più volte. Le batterie al piombo, ad esempio.
• Batteria cilindrica:
Per conservare le piastre positive e negative viene utilizzato un contenitore cilindrico. Le batterie come AA e 18650 ne sono esempi.
• Batteria prismatica:
Non c'è rotolamento delle piastre positive e negative. Sono invece impilati.
• Batteria a custodia
Questo prodotto è confezionato in un sacchetto di alluminio che può essere termosaldato.
• Batteria di alimentazione
Batteria con elevata velocità di scarica e massima erogazione di corrente.
• Batteria energetica
La capacità di una batteria è massimizzata. Ciclo più lungo li
3.Sezione prestazioni della batteria
Capacità
Indica la quantità di energia fornita da una cella o da un pacco batteria. Misurato in ampere-ora.
• Capacità utilizzabile
Il tempo di scarica (Amperora) di una batteria calcolato in base alla carica, allo scaricamento, alla temperatura e alla tensione di interruzione della batteria.
• Capacità nominale (“C”)
Del produttore dati sulla capacità di scarico che può essere prodotta a una portata e a una temperatura specifiche.
• La capacità diminuisce
La riduzione della capacità disponibile di una batteria dovuta alla carica e alla scarica. Ad esempio, la capacità disponibile della batteria di un telefono cellulare scende dal 100% all'80% dopo 1 anno.
• Deriva della capacità
Se la velocità di scarico supera la velocità C specificata, è necessaria una correzione della capacità
Voltaggio
La differenza di potenziale tra i terminali positivo e negativo di una batteria. Determina la forza con cui gli elettroni fluiscono attraverso un circuito. Di solito è espresso in volt (V).
Attuale
La corrente rappresenta il flusso di carica in un circuito e viene misurata in ampere (A). Rappresenta la velocità con cui la corrente si muove attraverso un circuito.
Densità energetica
La densità di energia rappresenta la quantità di energia che una batteria può immagazzinare per unità. Si esprime in wattora per litro (Wh/L) o per chilogrammo (Wh/kg). Le batterie con una densità di energia più elevata hanno maggiori capacità di accumulo di energia.
Densità di potenza
La densità di potenza si riferisce alla quantità di potenza che una batteria può fornire per unità di volume o massa. Si esprime in watt per litro (W/L) o chilogrammi (W/kg). Maggiore è la densità di potenza, maggiore è la potenza.
Ciclo di vita
La durata del ciclo si riferisce al numero di cicli di carica e scarica che una batteria può eseguire prima che la sua capacità diminuisca in modo significativo. Più lungo è il ciclo di vita, maggiore è la sua durata e vita utile.
Tasso di autoscarica
La velocità con cui una batteria perde la carica nel tempo quando non viene utilizzata.
Efficienza
L’efficienza misura l’efficacia con cui una batteria converte l’energia immagazzinata in energia elettrica utilizzabile. Maggiore è l'efficienza, minore è l'energia persa durante la carica e la scarica.
Resistenza interna
La resistenza interna rappresenta la resistenza al flusso di corrente all'interno della batteria. Le batterie con bassa resistenza interna possono fornire corrente in modo più efficiente.
Valutazione C
La valutazione C rappresenta la velocità di scarica di una batteria rispetto alla sua capacità. Ad esempio, una batteria con classificazione 1C può fornire la sua intera capacità in un'ora. Più alto è il grado C, più veloce sarà la velocità di scarico.
Ampere (ampere)
Unità di misura della corrente elettrica che rappresenta la velocità con cui scorre la carica
Amp-ora
La corrente (ampere) moltiplicata per l'ora, per la capacità.
Un amp di corrente per un'ora equivale a un amp-ora.
Una B-LFP-50 è una batteria da 50 Amperora, che può essere calcolata dividendo 50 Amperora per il tempo di funzionamento del carico che stai alimentando con una scarica del 100%. Ad esempio, se si utilizza un carico a 10 A, 50 A-ora alimenteranno il carico per 5 ore.
Watt
Un'unità di potenza che rappresenta la velocità con cui viene trasferito il lavoro o l'energia. Si calcola moltiplicando la tensione per la corrente.
Wattora
Questa unità di energia rappresenta la quantità di energia consumata o generata da un dispositivo con potenza nominale di 1 watt durante il funzionamento per un'ora. Misura il consumo energetico di un dispositivo elettronico in un determinato periodo di tempo.
4.Carica e scarica
Carica
Fornire alimentazione alla batteria per ripristinarne la capacità.
Scarico
Rilascia l'energia immagazzinata nella batteria per alimentare dispositivi esterni.
Sovraccarico
Caricare la batteria oltre la capacità o la tensione consigliata. È facile ridurre la durata della batteria, surriscaldarsi e persino provocare una fuga termica.
Scarica profonda
Quando la batteria viene scaricata a una tensione insufficiente, si verifica una scarica profonda. Ad esempio, la tensione standard dell'LFP è 3,2 V e la scarica di interruzione è 2,5 V. Quando è inferiore a 2,5 V, la scarica continua causerà danni irreversibili.
Carica di mantenimento
La carica di mantenimento è un metodo di ricarica a bassa corrente utilizzato per compensare la perdita di capacità causata dall'autoscarica della batteria dopo che è stata completamente caricata.
Ricarica rapida
Ricarica rapidamente in breve tempo.
Carica di mantenimento
Caricare con una tensione costante e una corrente ridotta per evitare l'autoscarica della batteria e allo stesso tempo aumentare la profondità di carica.
Sistema di gestione della batteria (BMS)
Utilizzato per controllare e proteggere il funzionamento della batteria, inclusi carica, scarica e regolazione della temperatura. Il BMS garantisce che le prestazioni, la sicurezza e la durata della batteria funzionino nelle migliori condizioni.
Le batterie di BSLBATT tutti hanno built-in BMS , che può migliorare efficacemente le prestazioni della batteria e prolungarne la durata. BMS fornisce protezioni per: sovratensione, sottotensione, sovracorrente, surriscaldamento, cortocircuito e squilibrio della batteria.
5.Collegamento della batteria
Collegamento in serie
Collegamento in serie significa collegare le batterie da un capo all'altro, con il terminale positivo di una batteria collegato al terminale negativo della batteria successiva, aumentando così la tensione totale mantenendo la capacità costante. Ad esempio, viene utilizzato per le batterie dei carrelli elevatori e delle batterie dei carrelli da golf.
Connessione parallela
Collegamento in parallelo significa collegare le batterie fianco a fianco, con i terminali positivi collegati ai terminali positivi e i terminali negativi collegati ai terminali negativi. Questo metodo garantisce che la tensione rimanga costante aumentando la capacità totale. Ad esempio, viene utilizzato per scopi industriali e commerciali Sistema di accumulo dell'energia （ESS） .
Collegamento serie-parallelo
Combina connessioni in serie e in parallelo per ottenere la tensione e la capacità dell'applicazione.
6. Manutenzione ordinaria e sicurezza
Misure di manutenzione adeguate sono essenziali per prolungare la durata della batteria e prevenire incidenti:
Fuga termica
La fuga termica si verifica quando la temperatura della batteria aumenta rapidamente a causa di reazioni interne o fattori esterni. Potrebbe causare incendi o esplosioni. Tutte le serie di batterie BSL sono dotate di sensori termici per proteggere il BMS dall'instabilità termica.
Surriscaldamento
Significa che la batteria viene utilizzata a una temperatura superiore a quella consigliata. L'elevata temperatura porterà a una capacità ridotta della batteria, a una durata ridotta e a una maggiore probabilità di fuga termica.
Cortocircuito
Quando il terminale positivo della batteria è collegato direttamente al terminale negativo, bypassando il circuito previsto, si verifica un cortocircuito e una grande quantità di scarica di corrente danneggerà la batteria e i componenti circostanti.
Ventilazione
Le batterie al litio sono dotate di valvole limitatrici di pressione per la sicurezza. Il rilascio di gas o la pressione accumulata in caso di sovraccarico protegge la batteria in altro modo.
Degrado della batteria
Il degrado della batteria è la graduale diminuzione della sua capacità e delle sue prestazioni nel tempo. Molti fattori possono causare il degrado della batteria, inclusi modelli di utilizzo, esposizione alla temperatura e cicli di carica/scarica. La manutenzione regolare della batteria, la ricarica adeguata e l'evitare condizioni operative estreme possono prolungare la durata della batteria e ridurne al minimo il degrado.
Bilanciamento cellulare
Il bilanciamento delle celle garantisce che ciascuna cella di una batteria multicella, come quella agli ioni di litio, abbia un livello di carica bilanciato. Per evitare il sovraccarico o lo scaricamento eccessivo di una cella specifica, il bilanciamento previene la capacità sbilanciata e il degrado delle prestazioni nell'intero pacco batteria. L'equilibrio può essere mantenuto monitorando e controllando attivamente la tensione mentre la batteria viene caricata e scaricata.
Stato di carica (SOC)
Una misura della quantità di carica rimanente in una batteria, espressa in percentuale. Uno scaricamento eccessivo danneggia la batteria, quindi il monitoraggio del SOC previene lo scaricamento eccessivo e garantisce l'usabilità della batteria.
Stato di Salute (SOH)
Una batteria è definita dal suo stato di salute e dalle capacità prestazionali rispetto alle specifiche originali. La degradazione viene calcolata in base alla perdita di capacità, all'aumento della resistenza interna e alla degradazione complessiva. Valutare l'SOH per determinarne la durata residua e l'affidabilità e sottoporre a manutenzione o sostituire la batteria quando necessario.
Comprendere la terminologia delle batterie può utilizzare e mantenere efficacemente le batterie in una varietà di applicazioni, che si tratti di uno smartphone o di una batteria ricaricabile agli ioni di litio o di una batteria al piombo, comprendere questi termini può consentire di prendere decisioni informate quando si affrontano alcuni problemi, garantire le prestazioni della batteria e migliorare la sicurezza.
Se vuoi comprendere le tue esigenze energetiche e trovare la batteria giusta per la tua applicazione, per favore contatta il ns esperti di batterie o invia una richiesta direttamente qui sotto.