लिथियम चार्ज आणि डिस्चार्जचा सिद्धांत आणि वीज गणना पद्धतीची रचना(1)

1. लिथियम-आयन बॅटरीचा परिचय

1.1 शुल्काची स्थिती (SOC)

चार्ज स्थिती ही बॅटरीमध्ये उपलब्ध विद्युत उर्जेची स्थिती म्हणून परिभाषित केली जाऊ शकते, सामान्यतः टक्केवारी म्हणून व्यक्त केली जाते.उपलब्ध विद्युत उर्जा चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग करंट, तापमान आणि वृद्धत्वाच्या घटनेनुसार बदलत असल्याने, चार्ज स्थितीची व्याख्या देखील दोन प्रकारांमध्ये विभागली गेली आहे: संपूर्ण राज्य-ऑफ-चार्ज (ASOC) आणि रिलेटिव्ह स्टेट-ऑफ-चार्ज (RSOC) .

सामान्यतः, सापेक्ष चार्ज स्थितीची श्रेणी 0% - 100% असते, जेव्हा बॅटरी पूर्णपणे चार्ज होते तेव्हा ती 100% असते आणि जेव्हा ती पूर्णपणे डिस्चार्ज होते तेव्हा 0% असते.चार्जची परिपूर्ण स्थिती हे बॅटरी तयार केल्यावर डिझाइन केलेल्या निश्चित क्षमतेच्या मूल्यानुसार मोजले जाणारे संदर्भ मूल्य आहे.नवीन पूर्ण चार्ज झालेल्या बॅटरीची पूर्ण चार्ज स्थिती 100% आहे;जरी जुनी बॅटरी पूर्णपणे चार्ज झाली असली तरी ती वेगवेगळ्या चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग परिस्थितींमध्ये 100% पर्यंत पोहोचू शकत नाही.

खालील आकृती वेगवेगळ्या डिस्चार्ज दरांवर व्होल्टेज आणि बॅटरी क्षमता यांच्यातील संबंध दर्शवते.डिस्चार्ज रेट जितका जास्त असेल तितकी बॅटरी क्षमता कमी होईल.जेव्हा तापमान कमी होते, तेव्हा बॅटरीची क्षमता देखील कमी होते.

图1

图2

आकृती 1. भिन्न डिस्चार्ज दर आणि तापमान अंतर्गत व्होल्टेज आणि क्षमता यांच्यातील संबंध

1.2 कमाल चार्जिंग व्होल्टेज

कमाल चार्जिंग व्होल्टेज रासायनिक रचना आणि बॅटरीच्या वैशिष्ट्यांशी संबंधित आहे.लिथियम बॅटरीचे चार्जिंग व्होल्टेज सामान्यतः 4.2V आणि 4.35V असते आणि कॅथोड आणि एनोड सामग्रीची व्होल्टेज मूल्ये भिन्न असतील.

1.3 पूर्ण चार्ज

जेव्हा बॅटरी व्होल्टेज आणि कमाल चार्जिंग व्होल्टेजमधील फरक 100mV पेक्षा कमी असतो आणि चार्जिंग करंट C/10 पर्यंत कमी होतो, तेव्हा बॅटरी पूर्णपणे चार्ज झालेली मानली जाऊ शकते.पूर्ण चार्जिंगची परिस्थिती बॅटरीच्या वैशिष्ट्यांनुसार बदलते.

खालील आकृती एक सामान्य लिथियम बॅटरी चार्जिंग वैशिष्ट्यपूर्ण वक्र दर्शवते.जेव्हा बॅटरीचा व्होल्टेज कमाल चार्जिंग व्होल्टेजच्या बरोबरीचा असतो आणि चार्जिंग करंट C/10 पर्यंत कमी केला जातो, तेव्हा बॅटरी पूर्ण चार्ज झाली आहे असे मानले जाते.

图3

आकृती 2. लिथियम बॅटरी चार्जिंग वैशिष्ट्यपूर्ण वक्र

1.4 किमान डिस्चार्ज व्होल्टेज

किमान डिस्चार्ज व्होल्टेज कट-ऑफ डिस्चार्ज व्होल्टेजद्वारे परिभाषित केले जाऊ शकते, जे सामान्यतः जेव्हा चार्जची स्थिती 0% असते तेव्हा व्होल्टेज असते.हे व्होल्टेज मूल्य निश्चित मूल्य नाही, परंतु लोड, तापमान, वृद्धत्वाची डिग्री किंवा इतर घटकांसह बदलते.

1.5 पूर्ण डिस्चार्ज

जेव्हा बॅटरी व्होल्टेज किमान डिस्चार्ज व्होल्टेजपेक्षा कमी किंवा समान असते, तेव्हा त्याला पूर्ण डिस्चार्ज म्हटले जाऊ शकते.

१.६ चार्ज आणि डिस्चार्ज रेट (सी-रेट)

चार्ज-डिस्चार्ज दर हे बॅटरी क्षमतेच्या सापेक्ष चार्ज-डिस्चार्ज करंटचे प्रतिनिधित्व आहे.उदाहरणार्थ, आपण एका तासासाठी डिस्चार्ज करण्यासाठी 1C वापरल्यास, आदर्शपणे, बॅटरी पूर्णपणे डिस्चार्ज होईल.भिन्न चार्ज-डिस्चार्ज दरांमुळे भिन्न वापरण्यायोग्य क्षमता निर्माण होईल.सामान्यतः, चार्ज-डिस्चार्ज रेट जितका जास्त असेल तितकी उपलब्ध क्षमता कमी असेल.

1.7 सायकल जीवन

सायकलची संख्या बॅटरीच्या पूर्ण चार्ज आणि डिस्चार्जची संख्या दर्शवते, ज्याचा वास्तविक डिस्चार्ज क्षमता आणि डिझाइन क्षमतेद्वारे अंदाज लावला जाऊ शकतो.जेव्हा संचित डिस्चार्ज क्षमता डिझाइन क्षमतेइतकी असते, तेव्हा चक्रांची संख्या एक असावी.साधारणपणे, 500 चार्ज-डिस्चार्ज चक्रांनंतर, पूर्ण चार्ज झालेल्या बॅटरीची क्षमता 10% ~ 20% कमी होईल.

图4

आकृती 3. सायकल वेळ आणि बॅटरी क्षमता यांच्यातील संबंध

1.8 स्वयं-स्त्राव

तापमान वाढल्याने सर्व बॅटरीचे स्व-डिस्चार्ज वाढेल.सेल्फ-डिस्चार्ज हा मुळात मॅन्युफॅक्चरिंग दोष नसून बॅटरीचीच वैशिष्ट्ये आहेत.तथापि, उत्पादन प्रक्रियेत अयोग्य उपचार देखील स्वयं-स्त्राव वाढण्यास कारणीभूत ठरेल.सामान्यतः, जेव्हा बॅटरीचे तापमान 10 ° से वाढते तेव्हा स्व-डिस्चार्ज दर दुप्पट होईल. लिथियम-आयन बॅटरीची स्व-डिस्चार्ज क्षमता दरमहा सुमारे 1-2% असते, तर विविध निकेल-आधारित बॅटरीची 10- असते. दरमहा 15%.

图५

आकृती 4. वेगवेगळ्या तापमानांवर लिथियम बॅटरीच्या स्व-डिस्चार्ज दराची कामगिरी


पोस्ट वेळ: फेब्रुवारी-०७-२०२३