22 Jahre Batterieanpassung
Nov 11, 2020 Seitenansicht：260
Alle Batterien verlieren irgendwann die Ladung. Die nach einer Ladung zurückgewonnene Energie ist in jedem Fall nicht so hoch wie die eingegebene. Die parasitäre Reaktion, die innerhalb der Elektrochemie der Zelle auftritt, hält die Effektivität des Erreichens bei 100%. Superschnelles Laden und starkes Laden verringern ebenfalls die Energieeffizienz. Dies erhöht wiederum die Batteriebelastung, indem die Lebensdauer verkürzt wird.
Die Batterieeffizienz gewinnt an Interesse. Dies ist besonders wichtig bei großen Batterierahmen in Elektrofahrzeugen, Energiespeichersystemen (ESS) und Satelliten. Der Effizienzfaktor wird normalerweise durch die Coulomb-Effizienz geschätzt. Ein Coulomb ist eine Einheit elektrischer Ladung. Ein Coulomb steigt auf eine Ampere-Sekunde (1As)
li-ionen-akkus haben den höchsten Coulomb-Wirkungsgrad von rund 99%. Die Blei-Säure-Batterie liegt bei einem CE von etwa 90% niedriger, und Batterien auf Nickelbasis sind größtenteils noch niedriger. Mit einer schnellen Ladung können NiCd und NiMH 90% erreichen, eine vernünftige Ladung verringert dies jedoch auf etwa 70%. Die Elemente, die zu einem niedrigen CE beitragen, sind eine geringere Ladungsakzeptanz bei über 70% igem Entladen und eine Selbstfreigabe, die zunimmt, wenn der Akku am Ende des Ladevorgangs warm wird. Die besten Wirkungsgrade aller Batterien werden bei mittleren Ladebedingungen von 30 bis 70 Prozent erzielt. Alle Batterie-Frameworks bieten einzigartige CE-Werte, die mit den Laderaten und der Temperatur schwanken. Alter hat zusätzlich einen Job.
Fünf Schlüsselkomponenten beeinflussen die Batterieeffizienz: -
1: Ladestrom
Bei lithium-ionen-akkus empfiehlt es sich, den Strom auf einem moderaten Niveau zu halten, um die Effizienz und Lebenserwartung des Akkus zu erhöhen.
Hier ist der Grund: Während des Ladezyklus treten Änderungen in der inneren Chemie des Akkus auf, und das Laden mit einem hohen Strom verringert diese Auswirkungen.
Lithiumatome und Elektrolyte entwickeln sich an der Außenseite der Graphitanode und umrahmen eine Schicht, die als robuste Elektrolytgrenzfläche (SEI) bezeichnet wird. Sie sichert die Anode, wird jedoch auf lange Sicht zusätzlich dicker und kann die Partikelaufnahme zur Anode blockieren, wenn sie übermäßig dick ist.
An der Kathode kann eine vergleichende Entwicklung von Lithiumionenformen eine Elektrolytoxidation verursachen und zu einem warmen Durchgehen führen.
Lithium-Ionen-Batterien sind häufig zum Laden in nur 60 Minuten vorgesehen, da der Wirkungsgradverlust manchmal weniger bedeutend ist als der Zeitverlust.
2: Ladezustand
Der Ladezustand der Batterie für ein Elektrofahrzeug kann mit der Kraftstoffprüfung verglichen werden - dies ist der Ladungsgrad, der mit seiner Kapazität in einer zufälligen Sekunde verglichen wird.
Während des gesamten Entladezyklus fällt die Spannungsausbeute Stück für Stück ab, wenn auch der SoC abfällt. Lithium-Ionen-Batterien haben einen viel langsameren Spannungsabfall als Blei-Säure-Batterien.
Der Kapazitätsverlust, den Batterien erleiden, wenn sie bei hohen Temperaturen gefahren werden, wird zu Recht mit ihrem SoC identifiziert - je höher der SoC, desto schrecklicher ist der Kapazitätsverlust.
3: Interner Widerstand
Der Innenwiderstand einer Batterie wird von zahlreichen Variablen beeinflusst, darunter Größe, Alter, Strom und Chemie. Je niedriger der Innenwiderstand ist, desto einfacher ist die Leistung der Batterie. Lithium-Io-Batterien verfügen über einen der am wenigsten reduzierten Schutzmaßnahmen nach innen.
Bei Lithium-Ionen-Batterien trägt der SEI an der Anode zu einem hohen Innenwiderstand bei, indem die Graphitverbindung behindert wird.
Die SEI-Schicht ist für die Nützlichkeit der Batterie von entscheidender Bedeutung, da sie das Gerüst ausgleicht und die Lebenserwartung verlängert. Ihre Habseligkeiten können jedoch auf lange Sicht den Innenwiderstand erhöhen.
hersteller von lithium-ionen-batterien verwenden dem Elektrolyten der Batterie zugesetzte Substanzen, um einen Teil dieser Auswirkungen zu verringern und zu verhindern, dass der SEI-Film übermäßig unzulässig wird.
4: Batterietemperatur
Lithium-Ionen-Batterien sollten in einem Bereich von 32 ° F bis 113 ° F aufgeladen und zwischen -4 ° F und 131 ° F entladen werden. Ihre Lade- und Entladeausführung bleibt bei höheren Temperaturen im Gegensatz zu verschiedenen Batterien großartig. Je mehr sie jedoch hohen Temperaturen ausgesetzt sind, desto geringer ist ihre Lebenserwartung.
Wenn die Temperatur unter 41 ° F liegt, sollte der Ladestrom verringert werden.
Hohe Temperaturen verursachen eine Oxidation des Kathodenelektrolyten, was zu einem unerwarteten Grenzwertverlust führen kann.
Das Laden einer Lithiumpartikelbatterie bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt führt zu einer dauerhaften SEI an der Anode, die die Batterie schädigt und die Effizienz verringert.
5: Akkulaufzeit
Es ist offensichtlich, dass je älter eine Batterie ist, desto weniger effektiv ist sie - doch das Alter der Batterie ist nicht nur in Jahren enthalten.
Zum größten Teil halten Lithium-Ionen-Batterien 2.000 bis 3.000 Zyklen an, was fast mehr ist als die Lebenserwartung einer Blei-Säure-Batterie von 1.000 bis 1.500 Zyklen.
Überladung, tiefes Radfahren und außergewöhnliche Temperaturen beschleunigen den Reifungszyklus eines lithium-ionen-akkus. Um die Lebenserwartung einer Lithium-Partikel-Batterie zu verlängern, ist es ideal, die Ladung bei moderaten (Raum-) Temperaturen durchzuführen.
Die Verfahren zur Messung der Batterieeffizienz sind nachstehend aufgeführt:
1.Coulomb-Effizienz - Die Coulomb-Effizienz (CE), auch als Farada-Effizienz oder Stromeffizienz bezeichnet, zeigt die Ladungseffizienz, mit der Elektronen in Batterien bewegt werden. CE ist das Verhältnis der aus der Batterie entnommenen Gesamtladung zur Gesamtladung, die über einen vollen Zyklus in die Batterie eingebracht wird.
Li-Ion hat eine der bemerkenswertesten CE-Bewertungen für wiederaufladbare Batterien. Es bietet einen Wirkungsgrad von über 99 Prozent. Dies ist, wie auch immer, nur denkbar, wenn es bei mäßigem Strom und kühlen Temperaturen geladen wird. Das superschnelle Laden senkt den CE aufgrund von Verlusten aufgrund von Ladungsakzeptanz und Wärme, ebenso wie eine außergewöhnlich vernünftige Ladung, bei der die Selbstfreigabe zu einem integralen Faktor wird.
2.Voltaik-Wirkungsgrad - Der Voltaik-Wirkungsgrad ist ein weiterer Ansatz zur Quantifizierung des Batteriewirkungsgrads, der sich auf das Verhältnis der durchschnittlichen Entladespannung zur durchschnittlichen Ladespannung bezieht. Verluste treten auf, weil die Ladespannung konstant höher als die ausgewertete Spannung ist, um die Stoffreaktion in der Batterie zu bewirken.
Leistung und Energiedichten werden praktisch für die Entladung bestimmt, wobei die Energieeffizienz (unter der Annahme, dass sie vorhanden ist) weniger berücksichtigt wird. Trotz der Tatsache, dass in der Vergangenheit die Energieeffizienz praktisch allen Endmaterialien von Li-Ionen-Batterien (LIBs) nahe kam, ist dieser Faktor für neue Materialien mit hoher Dichte (z. B. im Lichte eines Transformationsinstruments) seitdem im Wesentlichen von Bedeutung Die Energiedichte kann weit unter den Anforderungen für den praktischen Fortschritt liegen. In der Tat ist eine geringe Energiedicke auf hohe Überpotentiale zurückzuführen und ein wesentlicher Bestandteil der wesentlichen Prüfung für das Materialdesign, da sie während der Kommerzialisierung nicht verbessert werden kann. Bei großen Energiespeichergeräten, z. B. Batterien in Elektrofahrzeugen (EVs) oder Energiespeichern für Haushalte, sind die Kosten für Energie, die zum Laden der Batterie aufgewendet wird, ein großer Faktor und werden zu Recht in die Kosten des vom Speichergerät gelieferten Stroms umgewandelt .
Wenn Sie versuchen, das Beste aus Ihren Batterien herauszuholen, achten Sie auf die Faktoren, die sie ineffizient machen.
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