1. Litiumioniakun esittely
1.1 Lataustila (SOC)
Varaustila voidaan määritellä akussa käytettävissä olevan sähköenergian tilaksi, joka ilmaistaan yleensä prosentteina.Koska käytettävissä oleva sähköenergia vaihtelee lataus- ja purkausvirran, lämpötilan ja ikääntymisilmiön mukaan, myös varaustilan määritelmä jaetaan kahteen tyyppiin: Absolute-lataustila (ASOC) ja suhteellinen lataustila (RSOC). .
Yleensä suhteellisen lataustilan vaihteluväli on 0 % – 100 %, kun taas se on 100 %, kun akku on ladattu täyteen ja 0 %, kun se on täysin tyhjä.Absoluuttinen lataustila on viitearvo, joka lasketaan akun valmistuksen yhteydessä suunnitellun kiinteän kapasiteettiarvon mukaan.Uuden täyteen ladatun akun absoluuttinen lataustila on 100 %;Vaikka ikääntyvä akku olisi täysin ladattu, se ei voi saavuttaa 100 % eri lataus- ja purkuolosuhteissa.
Seuraava kuva esittää jännitteen ja akun kapasiteetin välistä suhdetta eri purkausnopeuksilla.Mitä suurempi purkausnopeus, sitä pienempi akun kapasiteetti.Kun lämpötila on alhainen, myös akun kapasiteetti laskee.
Kuva 1. Jännitteen ja kapasiteetin suhde eri purkausnopeuksilla ja lämpötiloilla
1.2 Suurin latausjännite
Suurin latausjännite riippuu akun kemiallisesta koostumuksesta ja ominaisuuksista.Litiumakun latausjännite on yleensä 4,2 V ja 4,35 V, ja katodi- ja anodimateriaalien jännitearvot vaihtelevat.
1.3 Täyteen ladattu
Kun akun jännitteen ja enimmäislatausjännitteen välinen ero on alle 100 mV ja latausvirta on laskettu arvoon C/10, akkua voidaan pitää täyteen ladattuna.Täysi latausolosuhteet vaihtelevat akun ominaisuuksien mukaan.
Alla oleva kuva näyttää tyypillisen litiumakun latauksen ominaiskäyrän.Kun akun jännite on yhtä suuri kuin maksimilatausjännite ja latausvirta pienennetään arvoon C/10, akun katsotaan olevan täyteen ladattu
Kuva 2. Litiumakun latauksen ominaiskäyrä
1.4 Pienin purkausjännite
Pienin purkausjännite voidaan määrittää katkaisupurkausjännitteellä, joka on yleensä jännite, kun varaustila on 0 %.Tämä jännitearvo ei ole kiinteä arvo, vaan se muuttuu kuormituksen, lämpötilan, ikääntymisasteen tai muiden tekijöiden mukaan.
1.5 Täysi tyhjennys
Kun akun jännite on pienempi tai yhtä suuri kuin pienin purkausjännite, sitä voidaan kutsua täydelliseksi purkautumiseksi.
1.6 Lataus- ja purkunopeus (C-Rate)
Lataus-purkausnopeus on esitys lataus-purkausvirtasta suhteessa akun kapasiteettiin.Jos esimerkiksi käytät 1C:n purkamiseen tunnin ajan, ihannetapauksessa akku tyhjenee kokonaan.Erilaiset lataus-purkausnopeudet johtavat erilaiseen käyttökapasiteettiin.Yleensä mitä korkeampi lataus-purkausnopeus, sitä pienempi on käytettävissä oleva kapasiteetti.
1.7 Käyttöikä
Jaksojen määrällä tarkoitetaan akun täydellisten latausten ja purkausten määrää, joka voidaan arvioida todellisen purkauskapasiteetin ja suunnittelukapasiteetin perusteella.Kun kumuloitunut purkauskapasiteetti on yhtä suuri kuin suunniteltu kapasiteetti, jaksojen lukumäärän on oltava yksi.Yleensä 500 lataus-purkausjakson jälkeen täyteen ladatun akun kapasiteetti laskee 10 % ~ 20 %.
Kuva 3. Jaksoaikojen ja akun kapasiteetin välinen suhde
1.8 Itsepurkaus
Kaikkien akkujen itsepurkautuminen lisääntyy lämpötilan noustessa.Itsepurkautuminen ei ole periaatteessa valmistusvirhe, vaan itse akun ominaisuudet.Epäasianmukainen käsittely valmistusprosessissa aiheuttaa kuitenkin myös itsepurkauksen lisääntymistä.Yleensä itsepurkautumisnopeus kaksinkertaistuu, kun akun lämpötila nousee 10 °C. Litiumioniakkujen itsepurkautumiskyky on noin 1-2 % kuukaudessa, kun taas erilaisten nikkelipohjaisten akkujen 10- 15% kuukaudessa.
Kuva 4. Litiumakun itsepurkautumisnopeuden suorituskyky eri lämpötiloissa
Postitusaika: 07.02.2023