Batterieströme – Einführung und Arbeitsstatus

Batterien sind in der heutigen Welt lebenswichtig. Ohne Batterien würde die Welt eine Zeitreise machen. Stellen Sie sich eine Welt ohne Handys, Taschenlampen, Hörgeräte, Elektroautos, Laptops, Taschenrechner, Uhren, Herzschrittmacher, Transistorradios usw. vor. Wir wären immer noch auf Dampfenergie oder andere Möglichkeiten zur tragbaren Energieerzeugung angewiesen.

3,2 V 20 A Niedertemperatur-LiFePO4-Batteriezelle -40 ℃ 3 C Entladekapazität ≥ 70 % Ladetemperatur: -20 ~ 45 ℃ Entladetemperatur : -40 ~ + 55 ℃ Akupunkturtest bestehen -40 ℃ maximale Entladerate: 3 C

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Obwohl Batterien klein sind, haben sie heute in fast allen Wirtschaftssektoren der Welt einen weitaus größeren Einfluss. Diese Produkte versorgen uns jederzeit und überall mit elektrischer Energie, wann und wo wir sie brauchen oder wollen. Trotz der unterschiedlichen Größen und Typen von Batterien auf dem Markt dienen sie immer noch als Kleinstkraftwerke für die Menschen.

Im Folgenden besprechen wir alles, was wir darüber wissen müssen, wie eine Batterie chemische Energie in elektrische Energie umwandelt. Wir betrachten Batterieladestrom, Maximalströme und Gleichstrom. Lass uns anfangen.

Batterieladestrom

Eine Batterie hat einen Ladestrom. Strom wird als die Geschwindigkeit des Flusses einer elektrischen Ladung innerhalb einer Batterie beschrieben. Es gibt drei verschiedene Methoden zum Laden einer Batterie, nämlich: Konstantstrom, Konstantspannung und eine Kombination aus Konstantspannung und Konstantstrom.

Konstante Spannung

Die Spannung einer Batterie ist die Energie pro Ladungseinheit. Eine konstante Spannung lässt den vollen Strom eines Ladegeräts beim Laden innerhalb einer Batterie fließen, bis die Stromversorgung eine voreingestellte Spannung aufweist. Sobald der Spannungspegel erreicht ist, verlangsamt sich der Strom auf einen minimalen Wert. Wenn Sie Ihren Akku an eine Stromquelle und ein Ladegerät angeschlossen lassen, bleibt er auf der Erhaltungsspannung. Die Erhaltungsladung wird fortgesetzt, um die normale Selbstentladung der Batterie zu kompensieren.

Konstantstrom

Hier laden Sie den Akku mit dem aktuellen Ladezustand bei 10 % der maximalen Akkuleistung. Bei dieser Methode muss ein Timer eingestellt werden, der benachrichtigt, wenn der Akku vollständig geladen ist, um ein Überladen zu vermeiden.

Konstante Spannung / Konstanter Strom

Hohe Energiedichte bei niedriger Temperatur Robuster Laptop-Polymer-Akku Batteriespezifikation: 11,1 V 7800 mAh -40℃ 0,2C Entladekapazität ≥80% Staubdicht, sturzsicher, korrosionsbeständig, elektromagnetische Interferenz

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Bei dieser Methode begrenzt das Ladegerät die Strommenge auf einen voreingestellten Wert, bis die Batterie die voreingestellte Spannung erreicht. Der Ladestrom verringert sich dann, wenn der Akku vollständig geladen ist. Blei-Säure-Batterien verwenden diese Lademethode. Dies ist die am meisten bevorzugte Methode, da sie dazu beiträgt, die maximale Lebensdauer und Kapazität einer Batterie zu erhalten.

Notiz;

Um den Ladestrom zu kennen, den Sie für Ihren Akku verwenden sollten. Sie müssen die Ladespannung und die Batteriekapazität kennen, die in Ah angegeben wird. Daher hängt die Laderate von der Art Ihrer Batterie ab. Beispielsweise wird eine Blei-Säure-Batterie mit etwa 25 % der Kapazität geladen.

Maximale Batterieströme

Für Vielnutzer von Batterien, beispielsweise Autobatterien, ist es sinnvoll, die maximale Kapazität, die eine Batterie sicher liefern kann, zu verstehen und zu berücksichtigen. Die Kapazität Ihres Akkus hängt von vielen Faktoren und Faktoren ab, vor allem von der Chemie des Akkus. Die maximale Entladerate einer Batterie wird auch verwendet, um ihre Kapazität zu messen. Die maximale Entladerate eines Akkus wird normalerweise in C angegeben. C ist die Kapazität des Akkus geteilt durch Stunden, die zum Entladen benötigt werden. Nehmen wir als Beispiel eine 2Ah Batterie. Falls die Batterie eine maximale Entladerate von 10C hat, beträgt der maximale Strom 20 Ampere. Wenn Sie also die Kapazität Ihres Akkus und die Ladezeit kennen, können Sie den maximalen Strom kennen, den Ihr Akku halten kann.

Nehmen wir ein Beispiel für Batterien mit unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung und wie viel Ladespannung sie benötigen;

In einem Auto wird normalerweise eine 12-V-Blei-Säure-Batterie verwendet, und eine solche Batterie hat eine maximale Ladespannung von 14,5 V.

Ein NiCd- oder NiMH-12-V-Pack bedeutet, dass es 10 Zellen enthält. Zum Aufladen werden 15 bis 16 V benötigt.

Ein lithium-ionen-akku mit 3,7 V pro Zelle benötigt eine Ladespannung von ca. 4,2 V. Der Akku ist im Allgemeinen für eine maximale Laderate von 1 C ausgelegt.

Notiz;

Die maximale Kapazität einer Batterie liegt bei einem niedrigen C-Wert. Beim Laden oder Entladen mit einer höheren C-Rate verringert sich die Lebensdauer und Kapazität des Akkus.

Batteriehersteller veröffentlichen oft Datenblätter, die Diagramme der Kapazität gegenüber den C-Werten einer Batterie zeigen. Die C-Rate wird bei Batterien verwendet, um den maximalen Strom anzugeben, den eine Batterie in einem Stromkreis liefern kann.

Batterie-Gleichströme

Alle Batterien produzieren Gleichstrom. Es ist der unidirektionale elektrische Ladungsfluss innerhalb einer Batterie, der eine konstante Spannung oder einen konstanten Strom liefert. Solange sich die Flussrichtung nicht ändert, können sich Spannung und Strom einer Batterie im Laufe der Zeit ändern. Die meisten unserer Kleingeräte und elektronischen Geräte nutzen den Gleichstromfluss. Solche Geräte umfassen Laptops, Radios, Mobiltelefone, Taschenlampen, Hybrid- und Elektrofahrzeuge. Darüber hinaus erzeugen Solarzellen, einige Arten von Generatoren und Brennstoffzellen auch einen Gleichstromfluss.

Gleichstrom entsteht als Ergebnis eines Ungleichgewichts zwischen den elektrischen Ladungen innerhalb einer Batterie. Eine Batterie hat Kathoden- und Anodenanschlüsse, die unterschiedlich auf die Elektrolytflüssigkeit reagieren. Der Minuspol nimmt Elektronen auf, während der Pluspol Elektronen verliert und positiv geladen wird. Wenn die beiden Anschlüsse verbunden sind, können Elektronen durch den Draht gehen, um die elektrische Ladung auszugleichen. Durch diese Bewegung verlieren die Elektronen Energie, die dann in Wärme umgewandelt wird, die zum Antrieb unserer Geräte verwendet wird. Da diese Energie aus der chemischen Energie der Elektrolyte stammt, wird die chemische Energie schließlich aufgebraucht, was zu einer leeren Batterie führt. So entsteht ein Gleichstromfluss.

Gleichstrombatterien sind in der Kraftfahrzeugindustrie von Vorteil. Alle Autos, einschließlich Elektrofahrzeuge, verwenden Gleichstrombatterien. Diese Batterien können mehr Leistung mit weniger elektrischen Verlusten über eine lange Distanz übertragen. Es ist bekannt, dass sie eine höhere Effizienz zu geringeren Kosten bieten. Trotz dieses Vorteils ist bekannt, dass sich Gleichstrombatterien im Laufe der Zeit verschleißen, nachdem sie viele verschiedene Ladezyklen durchlaufen und ihre erwartete Lebensdauer erreicht haben. Daher muss eine DC-Batterie möglicherweise ausgetauscht werden, nachdem sie ihre maximale Lebensdauer erreicht hat.