방전율과 리튬 배터리 이해 방법

C-레이트란 무엇입니까?

C-rate는 가변적인 충전/방전 조건에서 배터리의 예상 유효 시간을 추정 및/또는 지정하는 데 사용되는 전류 값을 선언하는 단위입니다. 배터리의 충전 및 방전 전류는 C-rate로 측정됩니다. 대부분의 휴대용 배터리의 정격은 1C입니다. 그만큼 c 리튬 이온 배터리의 속도 전력 출력, 용량 및 수명을 결정하는 중요한 매개변수입니다. 특정 애플리케이션의 전력 공급 요구 사항과 배터리 수명의 균형을 맞추려면 C-rate를 이해하고 최적화하는 것이 필수적입니다. 애플리케이션 요구 사항, 배터리 설계, 온도 관리, 적절한 충전 및 방전 프로토콜 등 다양한 요소를 고려하여 C-rate를 효과적으로 관리하여 최적의 배터리 성능과 수명을 보장할 수 있습니다.

충전 및 방전 속도의 조정 방법과 이것이 중요한 이유를 살펴보세요.

배터리의 충전 및 방전 속도는 C-rate에 따라 결정됩니다. 배터리 용량은 일반적으로 1C로 평가됩니다. 즉, 1Ah로 완전히 충전된 배터리는 1시간 동안 1A를 제공해야 합니다. 0.5C에서 동일한 배터리 방전은 2시간 동안 500mA를 제공해야 하며, 2C에서는 30분 동안 2A를 제공해야 합니다. 빠른 방전 시 손실은 방전 시간을 줄이고 이러한 손실은 충전 시간에도 영향을 미칩니다.

1C의 C-rate는 1시간 방전이라고도 합니다. 0.5C 또는 C/2는 2시간 방전이고, 0.2C 또는 C/5는 5시간 방전입니다. 일부 고성능 배터리는 적당한 스트레스로 1C 이상에서 충전 및 방전될 수 있습니다. 표 1은 다양한 C-rate에서 일반적인 시간을 보여줍니다.

충전/방전율에 따른 부하 전류 값을 계산하려면 다음과 같이 얻을 수 있습니다.

∴ C-Rate(C) = 충전 또는 방전 전류(A) / 배터리 정격 용량

또한, 주어진 방전 용량에 따른 배터리의 예상 사용 가능 시간은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

∴ 배터리 사용시간 = 방전용량(Ah) / 방전전류(A)

방전 능력 고전력 리튬 셀 .

[예시] High Power 제품의 경우 SLPB11043140H 모델의 정격 용량은 4.8Ah입니다. 리튬 이온 NMC 셀.

1. 이 모델의 1C 방전 전류 조건은 무엇입니까?

∴ 충전(또는 방전) 전류(A) = 배터리 정격 용량 * C-rate = 4.8 * 1(C) = 4.8 A

이는 현재 방전 상태에서 배터리를 1시간 동안 사용할 수 있다는 의미입니다.

2. 20C 방전 조건에서의 방전 전류 값은 4.8(A)*20(C)=96A입니다. 이 배터리는 20C 방전 조건에서 방전하더라도 우수한 성능을 나타냅니다. 다음은 배터리 용량이 4.15Ah일 때 배터리 사용 가능 시간입니다.

∴ 사용시간(h) = 방전용량(Ah) / 인가전류(A) = 4.15(Ah) / 96(A) ≒ 0.043시간 ≒ 96A 기준 2.6분

이는 배터리가 96A의 부하 전류로 2.6분(0.043h) 동안 사용할 수 있음을 의미합니다.

배터리 용량 이해

방전율은 다양한 전기 장치를 작동하는 데 필요한 배터리 용량을 결정하는 출발점을 제공합니다. 곱 I xt는 배터리에서 방출되는 쿨롱 단위의 전하 Q입니다. 엔지니어는 일반적으로 시간 t(시간)와 전류 I(암페어)를 사용하여 방전율을 측정하기 위해 암페어 시간을 사용하는 것을 선호합니다.

이를 통해 다음과 같은 값을 사용하여 배터리 용량을 이해할 수 있습니다. 와트시(Wh) 배터리의 용량이나 방전 에너지를 전력 단위인 와트(Watt)로 측정합니다. 엔지니어들은 Ragone 플롯을 사용하여 니켈과 리튬으로 만들어진 배터리의 와트시 용량을 평가합니다. Ragone 플롯은 방전 에너지(Wh)가 증가함에 따라 방전 전력(와트)이 감소하는 방법을 보여줍니다. 도표는 두 변수 사이의 역관계를 보여줍니다.

이 플롯을 사용하면 배터리 화학을 사용하여 다음을 포함한 다양한 유형의 배터리의 전력 및 방전 속도를 측정할 수 있습니다. 리튬-철-인산염(LFP) , 리튬망간산화물(LMO) , 그리고 니켈 망간 코발트(NMC).

배터리의 C 등급을 찾는 방법은 무엇입니까?

소형 배터리는 일반적으로 1C 등급(1시간 속도라고도 함)으로 평가됩니다. 예를 들어, 배터리에 1시간 속도로 3000mAh라는 라벨이 붙어 있다면 1C 등급은 3000mAh입니다. 일반적으로 배터리 라벨과 배터리 데이터시트에서 배터리의 C 비율을 확인할 수 있습니다. 배터리 화학에 따라 때때로 다른 C 비율이 표시됩니다. 예를 들어, 납산 배터리는 일반적으로 0.05C 또는 20시간 비율의 매우 낮은 방전 비율로 평가됩니다. 배터리의 화학 및 설계에 따라 배터리의 최대 C 비율이 결정됩니다. 예를 들어 리튬 배터리는 알카라인과 같은 다른 화학 물질보다 훨씬 더 높은 방전 C 비율을 견딜 수 있습니다. 라벨이나 데이터 시트에서 배터리 C 등급을 찾을 수 없는 경우 당사에 문의하시기 바랍니다. 배터리 제조업체 곧장.

배터리 방전 곡선 방정식

이러한 플롯의 기초가 되는 배터리 방전 곡선 방정식을 사용하면 선의 역기울기를 찾아 배터리의 런타임을 결정할 수 있습니다. 이는 와트시 단위를 와트로 나눈 값이 런타임 시간을 제공하기 때문에 가능합니다. 이러한 개념을 방정식 형식으로 표현하면 다음과 같이 쓸 수 있습니다. E = C x 에너지 E의 Vavg(와트시), 용량(암페어-시간 C) 및 Vavg 평균 방전 전압.

와트시는 방전 에너지를 다른 형태의 에너지로 변환하는 편리한 방법을 제공합니다. 와트시에 3600을 곱하여 와트초를 얻으면 줄 단위의 에너지가 제공되기 때문입니다. 줄은 열역학의 열 에너지 및 열, 레이저 물리학의 빛 에너지와 같은 물리학 및 화학의 다른 영역에서 자주 사용됩니다.

방전율과 함께 몇 가지 다른 기타 측정도 도움이 됩니다. 엔지니어들은 또한 암페어 시간 용량을 정확히 1시간으로 나눈 C 단위로 전력 용량을 측정합니다. 또한 전력 P(와트), 전류 I(암페어), 배터리의 전압 V(볼트)에 대해 P = I x V라는 사실을 알고 와트에서 암페어로 직접 변환할 수도 있습니다.

예를 들어, 2Amp-hour 정격의 4V 배터리는 2Wh의 와트시 용량을 갖습니다. 이 측정은 1시간 동안 2암페어에서 전류를 끌어오거나 2시간 동안 단일 암페어에서 전류를 끌어낼 수 있음을 의미합니다. 전류와 시간 사이의 관계는 암페어 시간 정격에 따라 서로 의존합니다.

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