Effizienz-Temperatur, Berechnung und Vergleich von Lithium-Ionen-Batterien

Von allen auf dem Markt befindlichen Akkus haben sich Lithium-Ionen-Akkus als die effektivsten erwiesen. Sie laden mit fast 100 % Effizienz im Vergleich zu anderen, die mit 85 % Effizienz laden. Der Wirkungsgrad einer Batterie wird berechnet, indem die in die Batterie eingespeiste Energie durch die aus der Batterie abgegebene Energie dividiert wird. Lithium-Ionen-Batterien zeichnen sich durch eine verbesserte Batterietechnologie, eine hohe Energiedichte und eine hohe CE-Kennzeichnung aus.

Die Leistung eines Lithium-Ionen-Akkus hängt vom kollektiven Einfluss der Temperatur ab. In diesem Artikel wird erläutert, wie sich die Temperatur auf einen Lithium-Ionen-Akku auswirkt, wie die Effizienz des Akkus berechnet und mit anderen Akkus verglichen wird.

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

Weiterlesen

Lithium-Ionen-Akku-Effizienz – Temperatur

Unterschiedliche Batterien arbeiten in unterschiedlichen Temperaturbereichen. Sowohl hohe als auch niedrige Temperaturen können die Lebensdauer einer Batterie und Speichersysteme erheblich beeinträchtigen. Zu den Hauptfunktionen einer Batterie, die von Temperaturschwankungen beeinflusst werden, gehören Leistung, Lebensdauer und Sicherheit. Ein Standard-Lithium-Ionen-Akku arbeitet bei 20–500 °C. Nachfolgend finden Sie eine Zusammenfassung der Auswirkungen von hohen und niedrigen Temperaturen auf eine Lithium-Ionen-Batterie.

Auswirkungen hoher Temperaturen

Hohe Temperaturen sind der schlimmste Feind jeder Batterie, einschließlich Lithium-Ionen- und Blei-Säure-Batterien. Bei höheren Temperaturen steigen Leistung und Speicherkapazität der Batterie. Dies ist das Ergebnis chemischer Reaktionen, die im Inneren der Batterie ablaufen. Wenn die hohen Temperaturen zunehmen, beschleunigen sich auch die chemischen Reaktionen. Laut einer Studie von Scientific Reports führte eine Erhöhung der Probentemperatur von 77 Grad auf 113 Grad zu einer um 20 % gesteigerten Batterieleistung.

Erhöhte Temperaturen führen jedoch wahrscheinlich zu einer schnellen Verschlechterung der Batterie, was sich auf die Lebensdauer einer Lithium-Ionen-Batterie auswirkt. Beispielsweise wird bei 77 °C erwartet, dass eine Batterie um bis zu 3,3 % beeinträchtigt wird, während bei 1130 °C die Lebensdauer der Batterie um bis zu 6,7 % beeinträchtigt wird. Auch wenn die Einwirkung hoher Temperaturen die Batterieleistung erhöht, sollte eine längere Einwirkung minimal sein oder vermieden werden, um Verschlechterungsprobleme zu vermeiden.

Auswirkungen niedriger Temperaturen

Wie hohe Temperaturen wirkt sich auch eine längere Exposition gegenüber niedrigen/kalten Temperaturen erheblich auf die Batterien aus. Bei niedrigen Temperaturen sinkt der Innenwiderstand der Batterie und damit die Kapazität der Batterie. Es ist wichtig, den Ladezustand zu beachten, den eine Batterie bei niedrigen Temperaturen aufnehmen kann, um Explosionseffekte zu vermeiden. Beispielsweise können Lithium-Ionen-Batterien von 320 F auf mehr als 1130 F geladen und von -40 F auf mehr als 1400 F entladen werden. Sowohl hohe als auch niedrige Temperaturen beeinträchtigen die Batterieleistung; Daher ist es wichtig, dass Sie sich mit Ihrem Verkäufer/Händler über das System der von Ihnen gekauften Batterie beraten.

Berechnung der Effizienz von Lithium-Ionen-Batterien

Die Batterieeffizienz ist die Menge an Energie, die Sie während ihrer Leistung aus einer Batterie herausholen können, im Vergleich zu der in sie gesteckten Energie. Sie können die Effizienz einer Batterie auf zwei Arten messen: Spannungseffizienz und Coulomb-Effizienz.

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

Weiterlesen

Coulomb-Effizienz und Spannungseffizienz

Die Effizienz von Lithium-Ionen-Batterien ist das Produkt aus Spannungseffizienz und Coulomb-Effizienz. Der Coulomb-Wirkungsgrad ist die Kapazität einer Batterie beim Laden und Entladen. Es ist einfach die Messung der verlorenen Elektronen während eines vollständigen Ladezyklus. Die meisten Wissenschaftler verwenden immer einen Coulomb-Zähler, um die Coulomb-Effizienz zu messen. Abhängig von den Ergebnissen nach der Messung müssen Sie wissen, dass je höher der CE, desto geringer der Elektronenverlust, desto länger die Batterielebensdauer und umgekehrt.

Auf der anderen Seite ist die Spannungseffizienz die durchschnittliche Spannung während des Entladens und die durchschnittliche Überspannung während des Ladens. Der Spannungsunterschied beim Laden und Entladen wird durch Überspannung verursacht. Die Effizienz eines Lithium-Ionen-Akkus hängt vom Strom, der Dauer der Erhaltungsladung, der Entladezeit und vielem mehr ab. Zu den fünf Schlüsselfaktoren, die die Effizienz einer Batterie beeinflussen, gehören:

1. Ladestrom

Stellen Sie beim Betrieb mit Lithium-Ionen-Akkus sicher, dass der Ladestrom auf einem moderaten Niveau liegt, um die Lebensdauer und Leistung des Akkus zu erhöhen. Wenn Sie mit hohen Strömen laden, können Sie die interne Chemie der Batterie manipulieren, was ihre Lebensdauer beeinträchtigen kann. Wenn Sie den Akku mit niedrigen Strömen laden, verbessern Sie die Lebensdauer des Akkus. Das Ergebnis ist jedoch eine Verringerung seiner Kapazität.

2. Ladezustand

Der Ladezustand definiert den Ladezustand im Verhältnis zur Kapazität einer Batterie. Je höher der Ladezustand, desto schlechter die Kapazität des Akkus und umgekehrt. Um die Effizienz einer Batterie zu maximieren, stellen Sie sicher, dass Sie den Ladezustand der Batterie kennen.

3. Innenwiderstand

Der Innenwiderstand eines Lithium-Ionen-Akkus wird von vielen Faktoren beeinflusst, darunter Größe, Alter, Ströme und viele mehr – je niedriger der Innenwiderstand, desto höher die Leistung des Akkus. Glücklicherweise haben Lithium-Ionen-Akkus den geringstmöglichen Innenwiderstand auf dem Markt.

4. Batterietemperatur

Laut Hersteller müssen Lithium-Ionen-Akkus in einem Bereich von 320 °F bis 123 °F geladen und bei -40 °F bis 1310 °F entladen werden. Sie sind dafür bekannt, dass sie bei hohen Temperaturen am besten funktionieren.

5. Batteriealter

Natürlich wird die Batterie mit zunehmendem Alter weniger leistungsfähig und effizient; es kann auch zu einem irreversiblen Kapazitätsverlust kommen. Im Allgemeinen können Lithium-Ionen-Akkus über 3000 Zyklen halten, wenn Sie Überladung, Tiefentladung und hohe Temperaturen vermeiden.

Vergleich der Effizienz von Lithium-Ionen-Batterien

Wie bereits erwähnt, sind Lithium-Ionen-Batterien die effizientesten Batterien von allen Batterien auf dem Markt. Ihre CE-Bewertungen reichen von 99 % oder mehr, während andere Batterien wie Blei-Säure-Batterien bei 90 % beginnen. Die Laderate von Nickel-basierten Akkus beginnt bei 80 %. Im Vergleich zu den anderen gängigen Batterien haben Lithium-Ionen-Batterien:

●Haben Sie eine längere Lebensdauer von etwa 2000 bis 3000 Zyklen

●Haben Sie eine längere Kapazitätsretention

● Kann mehrmals teilweise aufgeladen werden

●Kann den Hochspannungsausgang aufrechterhalten

●Kann bei höheren Temperaturen betrieben werden

●Kann bei niedrigeren Temperaturen arbeiten

Andere Batterien wie Blei-Säure:

●Haben Sie eine Lebensdauer von 1000 bis 1500 Zyklen

●Haben Sie eine mittlere Speicherkapazität

● Erfordert eine wöchentliche Überladung, um die Zellen auszugleichen

●Spannungsabfall, wenn sich ihr Ladezustand verringert

●Es kann bis zu 2 Schichten dauern

Wenn Sie eine Batterie für Ihr Heimspeichersystem in Betracht ziehen, stehen Ihnen viele Optionen zur Auswahl. Während Lithium-Ionen und Blei-Säure effektive Lösungen sein können, sind Lithium-Ionen-Batterien definitiv die am meisten empfohlenen für den Mehrschichtbetrieb. Sie erfreuen sich wachsender Beliebtheit und sind daher die einzige bevorzugte Option für Heimspeichersysteme.