Hvordan forstå utladningshastighet og litiumbatteri

Hva er C-rate?

C-raten er en enhet for å deklarere en gjeldende verdi som brukes til å estimere og/eller angi den forventede effektive tiden til batteriet under variable ladnings-/utladningsforhold.Lade- og utladningsstrømmen til et batteri måles i C-rate.De fleste bærbare batterier er vurdert til 1C.

Se hvordan lade- og utladningshastighetene skaleres og hvorfor det betyr noe.

Lade- og utladingshastigheter for et batteri styres av C-rater.Kapasiteten til et batteri er vanligvis vurdert til 1C, noe som betyr at et fulladet batteri vurdert til 1Ah skal gi 1A i én time.Det samme batteriet som utlades ved 0,5C skal gi 500mA i to timer, og ved 2C leverer det 2A i 30 minutter.Tap ved raske utladninger reduserer utladningstiden og disse tapene påvirker også ladetiden.

En C-rate på 1C er også kjent som en times utladning;0,5C eller C/2 er en to-timers utladning og 0,2C eller C/5 er en 5-timers utladning.Noen høyytelsesbatterier kan lades og utlades over 1C med moderat belastning.Tabell 1 illustrerer de typiske tidspunktene ved ulike C-rater.

For å beregne laststrømverdi med lade-/utladningshastighet, kan den fås ved;

∴ C-Rate (C) = Lade- eller utladningsstrøm (A) / Nominell kapasitet på batteriet

Dessuten kan den forventede tilgjengelige tiden til batteriet på en gitt utladningskapasitet oppnås ved;

∴ Brukt time av batteriet = Utladningskapasitet (Ah) / Utladningsstrøm (A)

Utladningsevne til en høyeffekt litiumcelle .

[Eksempel] I High Power-produkter er den nominelle kapasiteten til SLPB11043140H-modellen 4,8Ah.En litium-ion NMC-celle.

1. Hva er 1C-utladningsstrømmen i denne modellen?

∴ Lading (eller utlading) Strøm (A) = Nominell kapasitet til batteriet * C-rate = 4,8 * 1(C) = 4,8 A

Det betyr at batteriet er tilgjengelig i 1 time ved denne nåværende utladingstilstanden.

2. Utladningsstrømverdien under 20C utladingstilstand er 4,8(A)*20(C)=96A. Dette batteriet avslører den utmerkede ytelsen selv om batteriet utlader 20C utladingstilstand.Følgende er tilgjengelig tid for batteriet når kapasiteten til et batteri viser 4,15Ah

∴ Brukte timer (h) = Utladet kapasitet(Ah) / Påført strøm(A) = 4,15(Ah) / 96(A) ≒ 0,043timer ≒ 2,6 minutter med 96A

Det betyr at batteriet kan brukes i 2,6 minutter (0,043 timer) med en belastningsstrøm på 96A

Forstå batterikapasitet

Utladningshastigheten gir deg utgangspunktet for å bestemme kapasiteten til et batteri som er nødvendig for å drive ulike elektriske enheter.Produktet I xt er ladningen Q, i coulombs, gitt av batteriet.Ingeniører foretrekker vanligvis å bruke amperetimer for å måle utladningshastigheten ved å bruke tid t i timer og strøm I i ampere.

Fra dette kan du forstå batterikapasitet ved å bruke verdier som watt-timer (Wh) som måler batteriets kapasitet eller utladningsenergi i form av en watt, en kraftenhet.Ingeniører bruker Ragone-plottet til å evaluere watt-timekapasiteten til batterier laget av nikkel og litium.Ragone-plottene viser hvordan utladning av kraft (i watt) faller av når utladningsenergien (Wh) øker.Plottene viser dette omvendte forholdet mellom de to variablene.

Disse plottene lar deg bruke batterikjemien til å måle kraften og utladingshastigheten til forskjellige typer batterier, inkludert litium-jern-fosfat (LFP) , litium-manganoksid (LMO) , og nikkel mangan kobolt (NMC).

Hvordan finne en C-rating for et batteri?

Mindre batterier er vanligvis vurdert til 1C-klassifiseringen, som også er kjent som én-times rate.For eksempel, hvis batteriet ditt er merket med 3000mAh med én-times hastighet, er 1C-klassifiseringen 3000mAh.Du vil vanligvis finne C-hastigheten til batteriet på etiketten og på batteridataarket.Ulike batterikjemier vil noen ganger vise forskjellige C-hastigheter, for eksempel er bly-syre-batterier generelt vurdert til en svært lav utladningshastighet, ofte 0,05 C, eller en 20-timers hastighet.Kjemien og utformingen av batteriet vil bestemme den maksimale C-hastigheten til batteriet, litiumbatterier kan for eksempel tolerere mye høyere C-utladingshastigheter enn andre kjemier som alkaliske.Hvis du ikke finner batteriets C-klassifisering på etiketten eller databladet, anbefaler vi at du kontakter batteriprodusent direkte.

Batteriutladningskurveligning

Batteriutladningskurveligningen som ligger til grunn for disse plottene lar deg bestemme driftstiden til et batteri ved å finne den inverse helningen til linjen.Dette fungerer fordi enheter for watt-time delt på watt gir deg timer med kjøretid.Sette disse konseptene i ligningsform, kan du skrive E = C x Vavg for energi E i watt-timer, kapasitet i ampere-timer C, og Vavg gjennomsnittlig spenning på utladningen.

Watt-timer gir en praktisk måte å konvertere fra utladningsenergi til andre former for energi, fordi å multiplisere watt-timer med 3600 for å få watt-sekunder gir deg energien i enheter av joule.Joule brukes ofte i andre områder av fysikk og kjemi som termisk energi og varme for termodynamikk eller lysets energi i laserfysikk.

Noen få andre diverse målinger er nyttige sammen med utladningshastigheten.Ingeniører måler også kraftkapasiteten i enheter av C, som er ampere-timekapasiteten delt på nøyaktig én time.Du kan også konvertere direkte fra watt til ampere, vel vitende om at P = I x V for effekt P i watt, strøm I i ampere og spenning V i volt for et batteri.

For eksempel har et 4 V-batteri med 2 amp-timers kapasitet en watt-timekapasitet på 2 Wh.Denne målingen betyr at du kan trekke strømmen ved 2 ampere i en time, eller du kan trekke en strøm ved en enkelt forsterker i to timer.Forholdet mellom strøm og tid avhenger begge av hverandre, gitt av amp-time-vurderingen.

Hvis du trenger hjelp til å finne riktig batteri for applikasjonen din, ta kontakt med en av de BSLBATT litiumbatteri applikasjonsingeniører.