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Clasificación de la batería

2021-06-30 18:31:04

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Conocimientos básicos de terminología y uso de la batería

La cantidad de energía que una batería puede dar bajo ciertas condiciones de descarga se denomina capacidad de la batería y se expresa mediante el símbolo C. La unidad común es ampere-hora, conocida como ampere-hora (Ah) o miliampere-hora (mAh).

La capacidad de una batería se puede dividir en capacidad teórica capacidad nominal capacidad real.

La capacidad teórica es el valor teórico más alto obtenido calculando la masa de material activo de acuerdo con la ley de Faraday. Para comparar diferentes series de baterías, el concepto de capacidad específica se usa comúnmente, es decir, La potencia teórica que puede ser dada por una unidad de volumen o unidad de masa de la batería, en Ah/kg.

La capacidad real es la cantidad de electricidad que la batería puede emitir bajo ciertas condiciones. Es igual al producto de la corriente de descarga y descarga el tiempo, la unidad es Ah, y su valor es menor que la capacidad teórica.

La capacidad nominal también se llama capacidad garantizada, que es la capacidad mínima que la batería debe descargar bajo ciertas condiciones de descarga de acuerdo con los estándares promulgados por el estado o los departamentos pertinentes.

Resistencia interior

La resistencia a la corriente que pasa por el interior de la batería reduce el voltaje de la batería, y esta resistencia se llama resistencia interna de la batería.

La resistencia interna de una batería no es constante y cambia con el tiempo durante la descarga porque la composición del material activo, la concentración de electrolitos y la temperatura cambian constantemente.

La resistencia interna de la batería incluye resistencia óhmica y resistencia de polarización, y la resistencia de polarización incluye polarización electroquímica y polarización de concentración. La existencia de resistencia interna hace que el voltaje final de la batería sea más bajo que el potencial eléctrico de la batería y el voltaje de circuito abierto al descargar, y más alto que el potencial eléctrico y el voltaje de circuito abierto al cargar.

La resistencia de Ohm obedece la ley de Ohm: la resistencia a la polarización aumenta con la densidad de corriente, pero no linealmente, a menudo linealmente con el logaritmo de la densidad de corriente.

Cuando los extremos positivo y negativo de la batería están conectados al aparato, la potencia de salida al hacer funcionar el aparato es la capacidad de carga de la batería.

Presión interna de la batería de litio

Se refiere a la presión de aire interna de la batería, que es causada por el gas generado durante el proceso de carga y descarga de la batería sellada y se ve afectada principalmente por el material de la batería, el proceso de fabricación, la estructura de la batería y otros factores. La causa se debe principalmente a la acumulación de gas dentro de la batería causada por la descomposición del agua y las soluciones orgánicas dentro de la batería.

La capacidad de descarga del multiplicador de las baterías de litio

C es la primera letra de Capacidad, que se utiliza para indicar el valor de tamaño de la corriente al cargar y descargar la batería.

Por ejemplo: cuando la capacidad nominal de la batería recargable es de 1100mAh, significa que el tiempo de descarga puede durar 1 hora con 1100mAh (1C), como el tiempo de descarga puede durar 5 horas con 200mA (0.2C), y la carga también se puede calcular de acuerdo con esta comparación.

Voltaje de corte de descarga de la batería de litio

Significa que cuando se descarga la batería, el voltaje cae al valor de voltaje de trabajo más bajo en el que la batería no debe descargarse más.

De acuerdo con los diferentes tipos de baterías y las diferentes condiciones de descarga, los requisitos para la capacidad y la vida útil de la batería son diferentes, por lo que el voltaje de terminación especificado para la descarga de la batería también es diferente.

Voltaje de circuito abierto de la batería de litio

Cuando la batería no se descarga, la diferencia de potencial entre los dos polos de la batería se llama voltaje de circuito abierto.

El voltaje de circuito abierto de una batería varía según el material de los electrodos y electrolitos positivos y negativos.

Voltaje de funcionamiento de la batería de litio

El voltaje de funcionamiento se refiere al voltaje que se muestra durante el proceso de descarga después de que la batería está conectada a la carga, también conocida como voltaje de descarga. El voltaje de funcionamiento en la descarga inicial de la batería se llama voltaje inicial.

Después de que la batería se enciende a la carga, el voltaje de funcionamiento de la batería es menor que el voltaje de circuito abierto debido a la presencia de resistencia óhmica y sobrepotencial de polarización.

Profundidad de descarga de la batería de litio

En el proceso de uso de la batería, el porcentaje de la capacidad descargada por la batería en su capacidad nominal se llama profundidad de descarga.

Existe una relación profunda entre la profundidad de descarga y la vida útil de la batería secundaria. Cuanto más profunda sea la profundidad de descarga de la batería secundaria, más corta será la vida útil de la carga. Por lo tanto, la descarga profunda debe evitarse en la medida de lo posible.

Si el voltaje del terminal de la batería no se excede durante la descarga, la presión interna de la batería puede aumentar y la reversibilidad de las sustancias activas positivas y negativas se dañará cuando la batería continúe descargándose

Sobrecarga de la batería de litio

Cuando la batería se está cargando, si alcanza el estado completo, si continúa cargándose, puede conducir al aumento de la presión interna de la batería, la deformación y la fuga de la batería, y el rendimiento de la batería también será significativamente reducido y dañado.

Densidad de energía de la batería de litio

El volumen unitario promedio o la masa de una batería que libera energía eléctrica.

Generalmente, bajo el mismo volumen, la densidad de energía de la batería de iones de litio es 2,5 veces mayor que la de la batería de Ni-Cd y 1,8 veces la de la batería de Ni MH. Por lo tanto, cuando la capacidad de la batería es igual, el volumen y el peso de la batería de ion Li serán más pequeños y ligeros que los de la batería Ni-Cd Ni MH.

Autodescarga de la batería de litio

No importa si la batería está en uso o no, debido a varias razones, causará el fenómeno de pérdida de energía.

Una vez que la batería esté completamente cargada, colójelo durante un mes. Luego descarga a 3,0 V con 1C, la capacidad es C2; La capacidad inicial de la batería se registra como C0

La tasa mensual de autodescarga de la batería de iones de litio estándar de la industria es inferior al 12%

La autodescarga de la batería está relacionada con el rendimiento de colocación de la batería, y su tamaño está relacionado con la estructura de resistencia interna y el rendimiento del material de la batería

Cuando la batería de iones de Li está completamente cargada, la capacidad cuando se descarga a 3,6 V se registra como C1, y la capacidad cuando se descarga a 3,0 V se registra como C0. C1 / C0 se llama la plataforma de descarga de la batería

La plataforma de descarga 1C estándar de la industria es más del 70%.

Ciclo de vida de las baterías de litio

La batería está completamente cargada y luego completamente descargada y ciclada hasta que la capacidad se descompone al 75% de la capacidad inicial, momento en el que el número de ciclos es el ciclo de vida de la batería.

La vida útil está relacionada con las condiciones de carga y descarga de la batería.

La vida útil de la batería de iones de litio puede ser de 300-500 veces (estándar de la industria) y hasta 800-1000 veces bajo carga/descarga 1c a temperatura ambiente.

Efecto de memoria

El efecto de memoria es para baterías Ni Cd. Debido a que el electrodo negativo se sinterina en el proceso tradicional y los granos de cadmio son gruesos, si las baterías de Ni Cd se recargan antes de que se descarguen por completo, los granos de cadmio son fáciles de agregar en bloques y forman una plataforma de descarga secundaria cuando se descargan las baterías.. La batería almacenará esta plataforma y la utilizará como punto final de descarga en el próximo ciclo, aunque la capacidad de la batería en sí puede hacer que la batería se descargue a una plataforma inferior. La batería solo recordará esta baja capacidad en el futuro proceso de descarga. De manera similar, en cada uso, cualquier descarga incompleta profundizará este efecto y hará que la capacidad de la batería sea menor.

Hay dos formas de eliminar este efecto, una es usar descarga profunda de baja corriente (como descarga de 0,1 ° C a 0V), la otra es usar carga y descarga de alta corriente (como 1c) varias veces.

Ni la batería MH ni la batería de ion Li tienen efecto de memoria.

Formación de la batería de litio

Después de fabricar la batería, el proceso de activación de los materiales internos positivos y negativos, mejorando el rendimiento de descarga de carga y el almacenamiento de autodescarga de la batería se llama formación. Solo después de que la batería se haya convertido se puede reflejar el rendimiento real.

Protección de sobrecarga de la batería de litio

Protección de sobrecarga: el principio de la protección de sobrecarga IC es: cuando los aparatos eléctricos externos cargan la batería de litio, para evitar el aumento de presión interna causado por el aumento de temperatura, es necesario terminar el estado de carga. En este momento, la protección IC necesita detectar el voltaje de la batería. Cuando alcanza los 4,25 v (suponiendo que el punto de sobrecarga de la batería es 4,25 v), inicia la protección de sobrecarga, enciende el MOS de encendido a apagado y luego deja de cargar.

Protección contra sobredescarga

Sobre la protección de descarga: principio IC de sobre la protección de descarga: para evitar la descarga excesiva de la batería de litio, suponiendo que la batería de litio está conectada a la carga, cuando el voltaje de la batería de litio es inferior a su punto de monitoreo de voltaje de descarga (se supone que es 2,5 V), La protección de sobre descarga se iniciará para hacer que el MOSFET de potencia cambie de encendido a apagado y corte la descarga, para evitar la descarga excesiva de la batería, y mantenga la batería en el modo de espera de baja corriente de reposo, la corriente es de solo 0.1ua. Cuando la batería de litio está conectada al cargador y el voltaje de la batería de litio es más alto que el voltaje de descarga, la función de protección contra sobredescarga se puede eliminar. Además, considerando la situación de descarga de pulso, el circuito de detección de sobre descarga tiene un tiempo de retardo para evitar errores.

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