Lithium-ioncel
Lithium-ionmodule en cluster
Over lithium-ionbatterij
Het industrialisatie-succes van lithium-ionbatterijen in de jaren negentig werd niet bereikt door een stap of één bedrijf; Het was het resultaat van het ijverige onderzoek en bijdragen van tal van uitstekende wetenschappers en ingenieurs. Sindsdien zijn er grote inspanningen gedaan om de prestaties van lithium-ionbatterijen verder te verbeteren, wat resulteert in aanzienlijke vooruitgang. Inzicht in de historische ontwikkeling van lithium-ionbatterijen helpt ons de technologische doorbraken en vooruitgang te begrijpen die de moderne energieopslagtechnologie hebben gedefinieerd.
Het verminderen van broeikasgasemissies en het verminderen van de effecten van de opwarming van de aarde zijn belangrijke wereldwijde doelen. Daarom is het absoluut noodzakelijk om milieuvriendelijke, duurzame, groene energietechnologieën te ontwikkelen om fossiele brandstof-aangedreven technologieën te vervangen. In de afgelopen jaren is de ontwikkeling en het gebruik van hernieuwbare energie snel toegenomen, waardoor traditionele op fossiele brandstof gebaseerde stroomopwekking en transmissiesystemen worden vervangen.
Laad en ontladen van de lithium-ionbatterij
Het opladen en ontladen van lithium-ionbatterijen is een omkeerbaar proces. Het principe is dat lithiumionen (Li+) tussen de positieve en negatieve elektroden over de separator bewegen. Tijdens dit proces stromen elektronen vanuit het externe circuit om de lithium-deficiënte zijde aan te vullen om het potentieel evenwicht te behouden. Deze reactie is niet ideaal en energie gaat verloren tijdens het laad- en ontlaadproces van lithium-ionbatterijen.
De lading/ontladingssnelheid (C-snelheid) verwijst naar de snelheid van lading of ontslag, die verband houdt met de snelheid van lithiatie of delithiatie van het elektrodenmateriaal. C vertegenwoordigt de batterijcapaciteit, meestal gemeten in ampere-uren (AH), en geeft de hoeveelheid actief materiaal aan dat beschikbaar is voor ontlading. Ampere is de eenheid van elektrische stroom, die het aantal Coulombs per tijdseenheid vertegenwoordigt. Daarom is de stroom vermenigvuldigd door de tijd de werkelijke hoeveelheid Coulombs die in de batterij zijn opgeslagen.
De formule achter C -beoordelingen
t=tijd
Cr=C CEAT
t=1 / cr (om in uren te bekijken)
t=60 minuten / cr (om in minuten te bekijken)
0.5c tarief voorbeeld
2300 mAh batterij
2300mah / 1000=2.3 a
0.5c x 2.3a=1.15 A beschikbaar
1 / 0.5c=2 uren
60 / 0.5c=120 minuten
2c tarief voorbeeld
2300 mAh batterij
2300mah / 1000=2.3 a
2c x 2.3a=4.6 A beschikbaar
1 / 2c=0.5 uren
60 / 2c=30 minuten
30c tarief voorbeeld
2300 mAh batterij
2300mah / 1000=2.3 a
30c x 2.3a=69 A beschikbaar
60 / 30c=2 minuten
De onderstaande tabel toont de afvoertijden voor verschillende C-rates.
| Krat | Tijd |
| 0,05 ° C of C/20 | 20 h |
| 0,1c of c/10 | 10 h |
| 0,2C of C/5 | 5 h |
| 1C | 1 h |
| 2C | 30 min |
| 3C | 20 min |
| 4C | 15 minuten tot 15 minuten tot 15 minuten min |
| 5C | 12 min |
| 6C | 10 min |
| 10C | 6 minuten tot 6 min min miniek min van 6 min |
| 15C | 6 minuten tot 6 min min miniek min van 6 min |
| 20C | 3 min |
De 0,5 ° C-, 1C- en 2C-snelheden vertegenwoordigen veel voorkomende ontladingstijden voor een batterij, waarbij 1C een volledige ontlading is in één uur, 0,5 ° C is een ontslag van twee uur en 2C is een ontslag van 30 minuten. Voor de meeste opslagprojecten op zonne-energie zijn de C-tarieven voor lithium-ionbatterijen 0,25 ° C, 0,5 ° C en 1C. Lithium-ionbatterijen die worden gebruikt voor UPS gebruiken ook 4C.
Hoe max te berekenen. Ontladingsstroom van een lithium-ionbatterij
Om berekening te maken, moet u zijn capaciteit (C), nominale spanning (V) en C -beoordeling (C) kennen. De formule is als volgt:
Maximale ontladingsstroom=capaciteit (c) x c beoordeling (c) / nominale spanning (v)
Stel bijvoorbeeld dat u een 200AH lithium-ionbatterij hebt met een 2C-rating en een nominale spanning van 51,2V. De maximale ontladingsstroom zou zijn:
Maximale ontladingsstroom=200 ah x 2 / 51.2v=78.125 a
Dit betekent dat de batterij een maximale stroom van 78.125A kan leveren zonder deze te beschadigen of zijn levensduur te verminderen.
De factoren die van invloed zijn op de C-rate
1. Temperatuur
Temperatuur beïnvloedt de batterijprestaties en de lading- en ontladingssnelheden aanzienlijk. Bij hogere temperaturen kunnen batterijen hogere ontladingssnelheden weerstaan, maar ook het risico lopen over oververhitting en schade.
2. Batterijafbraak en staat
Naarmate de batterijen verouderen, nemen hun capaciteit en vermogen om te weerstaan met een hoge snelheid ontlading doorgaans af. Dit komt omdat interne componenten na verloop van tijd verslijten, waardoor de interne weerstand wordt vergroot. Oudere batterijen zijn minder efficiënt in het beheren van de warmte die wordt gegenereerd door snelle lading en ontladingscycli en kunnen moeite hebben om dezelfde ontladingssnelheden te behouden als nieuwere batterijen.
3. Oppervlaktegrootte en ontwerp
Groter oppervlak, of die met meer oppervlakte voor stroomstroom, kunnen in het algemeen hogere C-rates verwerken. Kleinere batterijen daarentegen kunnen sneller oververhit raken of afbreken als ze te snel worden opgeladen of ontladen.