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Classificação da bateria

2021-06-30 18:31:04

Baterias Primárias

Pequenas baterias secundárias: NiCd, NiMH, Li-ion

Baterias de chumbo-ácido

Baterias de energia

Célula de combustível

Bateria solar-geração de energia fotovoltaica terrestre

Outras baterias novas

Conhecimento básico da terminologia e uso da bateria

A quantidade de energia que uma bateria pode fornecer sob certas condições de descarga é chamada de capacidade da bateria e é expressa pelo símbolo C. A unidade comum é ampere-hora, conhecida como ampere-hora (Ah) ou milliampere-hora (mAh).

A capacidade de uma bateria pode ser dividida em capacidade teórica capacidade nominal capacidade real.

A capacidade teórica é o maior valor teórico obtido pelo cálculo da massa de material ativo de acordo com a lei de Faraday. Para comparar diferentes séries de baterias, o conceito de capacidade específica é comumente usado, ou seja, O poder teórico que pode ser dado por uma unidade de volume ou unidade de massa da bateria, em Ah/kg.

A capacidade real é a quantidade de eletricidade que a bateria pode produzir sob certas condições. É igual ao produto da corrente de descarga e tempo de descarga, a unidade é Ah, e seu valor é menor que a capacidade teórica.

A capacidade nominal também é chamada de capacidade garantida, que é a capacidade mínima que a bateria deve descarregar sob certas condições de descarga de acordo com os padrões promulgados pelo estado ou departamentos relevantes.

Resistência interna

A resistência à corrente que passa pelo interior da bateria reduz a tensão da bateria, e essa resistência é chamada de resistência interna da bateria.

A resistência interna de uma bateria não é constante e muda ao longo do tempo durante a descarga, porque a composição do material ativo, a concentração de eletrólitos e a temperatura estão mudando constantemente.

A resistência interna da bateria inclui resistência ôhmica e resistência à polarização, e a resistência à polarização inclui polarização eletroquímica e polarização de concentração. A existência de resistência interna torna a tensão final da bateria menor do que o potencial elétrico da bateria e a tensão de circuito aberto ao descarregar, e maior do que o potencial elétrico e a tensão de circuito aberto durante o carregamento.

A resistência de Ohm obedece à lei de Ohm: a resistência à polarização aumenta com a densidade da corrente, mas não linearmente, muitas vezes linearmente com o logaritmo da densidade da corrente.

Quando as extremidades positivas e negativas da bateria estão conectadas ao aparelho, a potência de saída ao conduzir o aparelho ao trabalho é a capacidade de carga da bateria.

Pressão interna da bateria de lítio

Refere-se à pressão de ar interna da bateria, que é causada pelo gás gerado durante o processo de carregamento e descarga da bateria selada e é afetada principalmente pelo material da bateria, processo de fabricação, estrutura da bateria e outros fatores. A causa se deve principalmente ao acúmulo de gás dentro da bateria causado pela decomposição de água e soluções orgânicas dentro da bateria.

A capacidade de descarga multiplicadora das baterias de lítio

C é a primeira letra de capacidade, que é usada para indicar o valor do tamanho da corrente ao carregar e descarregar a bateria.

Por exemplo: quando a capacidade nominal da bateria recarregável é de 1100mAh, isso significa que o tempo de descarga pode durar 1 hora com 1100mAh (1C), como o tempo de descarga pode durar 5 horas com 200mA (0.2C), e a carga também pode ser calculada de acordo com esta comparação.

Tensão de corte de descarga de bateria de lítio

Isso significa que quando a bateria é descarregada, a tensão cai para o valor de tensão de trabalho mais baixo, no qual a bateria não deve ser descarregada ainda mais.

De acordo com diferentes tipos de bateria e diferentes condições de descarga, os requisitos para a capacidade e a vida útil da bateria são diferentes, portanto, a tensão de terminação especificada para a descarga da bateria também é diferente.

Tensão de circuito aberto da bateria de lítio

Quando a bateria não está descarregada, a diferença de potencial entre os dois pólos da bateria é chamada de tensão de circuito aberto.

A tensão de circuito aberto de uma bateria varia de acordo com o material dos eletrodos e eletrólitos positivos e negativos.

Tensão de funcionamento da bateria de lítio

A tensão de operação refere-se à tensão exibida durante o processo de descarga depois que a bateria é conectada à carga, também conhecida como tensão de descarga. A tensão de operação na descarga inicial da bateria é chamada de tensão inicial.

Depois que a bateria é ligada à carga, a tensão de operação da bateria é menor do que a tensão de circuito aberto devido à presença de resistência ôhmica e excesso de potencial de polarização.

Profundidade de descarga da bateria de lítio

No processo de uso da bateria, a porcentagem da capacidade descarregada pela bateria em sua capacidade nominal é chamada de profundidade de descarga.

Existe uma relação profunda entre a profundidade de descarga e a vida útil da bateria secundária. Quanto mais profunda a profundidade de descarga da bateria secundária, menor a vida útil do carregamento. Portanto, a descarga profunda deve ser evitada tanto quanto possível.

Se a tensão do terminal da bateria não for excedida durante a descarga, a pressão interna da bateria pode aumentar e a reversibilidade das substâncias ativas positivas e negativas será danificada quando a bateria continuar a descarregar

Sobrecarga da bateria de lítio

Quando a bateria está carregando, se atingir o estado completo, se continuar a carregar, pode levar ao aumento da pressão interna da bateria, a deformação e o vazamento da bateria, e o desempenho da bateria também será significativamente reduzido e danificado.

Densidade de energia da bateria de lítio

O volume unitário médio ou massa de uma bateria que libera energia elétrica.

Geralmente, sob o mesmo volume, a densidade de energia da bateria Li-ion é 2,5 vezes a da bateria Ni-Cd e 1,8 vezes a da bateria Ni MH. Portanto, quando a capacidade da bateria é igual, o volume e o peso da bateria de íons Li serão menores e mais leves do que a bateria Ni-Cd Ni MH.

Auto-descarga da bateria de lítio

Não importa se a bateria está em uso ou não, devido a várias razões, causará o fenômeno da perda de energia.

Depois que a bateria estiver totalmente carregada, coloque-a por um mês. Em seguida, descarga para 3.0V com 1C, a capacidade é C2; A capacidade inicial da bateria é registrada como C0

A taxa de auto-descarga mensal da bateria de iões de lítio padrão da indústria é inferior a 12%

A auto-descarga da bateria está relacionada ao desempenho de colocação da bateria, e seu tamanho está relacionado à estrutura de resistência interna e ao desempenho do material da bateria

Quando a bateria de íon Li está totalmente carregada, a capacidade quando é descarregada para 3,6 V é registrada como C1, e a capacidade quando é descarregada para 3,0 V é registrada como C0. C1 / C0 é chamado de plataforma de descarga da bateria

A plataforma de descarga 1C padrão da indústria é mais de 70%.

Ciclo de vida das baterias de lítio

A bateria é totalmente carregada e, em seguida, totalmente descarregada e ciclada até que a capacidade decai para 75% da capacidade inicial, momento em que o número de ciclos é o ciclo de vida da bateria.

A vida útil está relacionada às condições de carregamento e descarga da bateria.

O ciclo de vida da bateria de iões de lítio pode ser 300-500 vezes (padrão da indústria) e até 800-1000 vezes sob carga/descarga 1c à temperatura ambiente.

Efeito de memória

O efeito de memória é para baterias de Ni Cd. Como o eletrodo negativo é sinterizado no processo tradicional e os grãos de cádmio são grosseiros, se as baterias de Ni Cd forem recarregadas antes de serem totalmente descarregadas, os grãos de cádmio são fáceis de agregar em blocos e formam uma plataforma de descarga secundária quando as baterias são descarregadas. A bateria armazenará essa plataforma e a usará como ponto final de descarga no próximo ciclo, embora a capacidade da própria bateria possa fazer a bateria descarregar para uma plataforma inferior. A bateria só se lembrará dessa baixa capacidade no futuro processo de descarga. Da mesma forma, em cada uso, qualquer descarga incompleta aprofundará esse efeito e reduzirá a capacidade da bateria.

Existem duas maneiras de eliminar esse efeito, uma é usar descarga profunda de baixa corrente (como descarga de 0,1 C a 0V), a outra é usar carga e descarga de alta corrente (como 1c) várias vezes.

Nem a bateria Ni MH nem a bateria Li ion têm efeito de memória.

Formação de bateria de lítio

Depois que a bateria é fabricada, o processo de ativar os materiais positivos e negativos internos, melhorando o desempenho de descarga de carga e o armazenamento de auto-descarga da bateria é chamado de formação. Somente após a conversão da bateria, o desempenho real pode ser refletido.

Proteção contra sobrecarga da bateria de lítio

Proteção contra sobrecarga: o princípio da proteção contra sobrecarga IC é: quando os aparelhos elétricos externos carregam a bateria de lítio, a fim de evitar o aumento da pressão interna causado pelo aumento da temperatura, é necessário terminar o estado de carregamento. Neste momento, a proteção IC precisa detectar a tensão da bateria. Quando atinge 4,25 v (assumindo que o ponto de sobrecarga da bateria é 4,25 v), ele inicia a proteção contra sobrecarga, desliga o MOS de energia e pára de carregar.

Proteção contra descarga excessiva

Proteção contra descarga excessiva: princípio IC de proteção contra descarga excessiva: para evitar a descarga excessiva da bateria de lítio, assumindo que a bateria de lítio está conectada à carga, quando a tensão da bateria de lítio é menor do que seu ponto de monitoramento de tensão de descarga excessiva (assumido ser 2,5 V), A proteção de descarga excessiva será iniciada para fazer o interruptor MOSFET de ligar para desligar e cortar a descarga, de modo a evitar a descarga excessiva da bateria, e manter a bateria no modo de espera de baixa corrente quiescente, a corrente é de apenas 0,1ua. Quando a bateria de lítio é conectada ao carregador e a tensão da bateria de lítio é maior do que a tensão de descarga excessiva, a função de proteção de descarga excessiva pode ser removida. Além disso, considerando a situação de descarga de pulso, o circuito de detecção de descarga excessiva tem um tempo de atraso para evitar erros.

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