Руководство по оптимизации производительности литиевых батарей посредством испытаний

В современном обществе литиевые батареи стали основным компонентом, питающим различные электронные устройства, электромобили и системы хранения энергии.внешние источники питания для бесперебойных энергосистем (UPS)Однако их производительность не является статичной, здоровье батареи напрямую влияет на стабильность, срок службы и безопасность устройства.В этом подробном руководстве рассматривается оценка производительности литиевых батарей, ключевые показатели, методы испытаний и практические методы технического обслуживания, чтобы помочь пользователям лучше управлять активами литийных батарей.

Литийные батареи работают посредством движения ионов лития между положительными и отрицательными электродами.

• Позитивный электрод (обычно оксиды лития металла, такие как LiCoO)₂, ЛиМн₂О₄, или LiFePO₄)
• Отрицательный электрод (обычно графит)
• Электролит (транспортная среда ионов лития)
• Сепаратор (предотвращает короткое замыкание)

Общие химические свойства литиевых батарей включают:

• Оксид лития кобальта (LiCoO)₂): высокая плотность энергии, но более низкая безопасность, используется в потребительской электронике
• Оксид лития и мангана (LiMn)₂О₄): Более низкая стоимость, лучшая безопасность, используется в электроинструментах и гибридах
• Литий-железофосфат (LiFePO)₄): Отличная безопасность и срок службы, идеально подходит для электромобилей и хранения энергии
• NCM/NCA (на основе никеля и кобальта): сбалансированные характеристики, широко используемые в электромобилях

Преимущества:

• Высокая плотность энергии
• Долгий жизненный цикл (от сотен до тысяч зарядов)
• Низкий саморазряд
• Никакого эффекта на память
• Экологически чистые

Ограничения:

• Более высокая стоимость
• Потенциальные риски для безопасности при повреждении
• Постепенное снижение мощности

Напряжение открытой цепи (OCV):Измерение без нагрузки указывает на состояние зарядки (SOC).

Рабочее напряжение:Под нагрузкой, показывает состояние батареи.

Измеряется в ампер-часах, отражает способность к хранению энергии.

Измеряется в миллиоммах (mΩ), более высокое сопротивление указывает на старение или повреждение.

• Сопротивление постоянного тока (указывает на электрохимическое сопротивление)
• Сопротивление переменного тока (отражает состояние материала)

Инструменты:Цифровой мультиметр
Процедура:Измерение между терминалами: красный зонд в положительный (+), черный в отрицательный (-).

Инструменты:Анализатор с аккумулятором с постоянным током
Ключевые шаги:
- Полностью заряженная батарея.
- Разрядка при скорости 0,2C (например, 20A для 100Ah аккумулятора)
- Запись времени, пока напряжение не достигнет предела (обычно 10,5 В)
- Расчет мощности: Текущий × Время

Симулирует использование в реальном мире путем применения фактических нагрузок (например, двигателей, огней) при одновременном мониторинге стабильности напряжения и повышения температуры.

• Избегайте глубоких сбросов (заряжайте до оставшихся 20%).
• Использовать зарядные устройства, одобренные производителем
• Хранить при 50% заряде, если не использовать в течение длительного времени
• Держите терминалы чистыми (используйте алкогольные салфетки)
• Работают в диапазоне температуры от 0 до 45 °C

• Терминалы с коротким замыканием
• Если батарея раздувается, течет или перегревается, прекратите использование
• Правильно перерабатывайте, не выбрасывайте в обычный мусор
• Избегайте физического повреждения или прокола

• Твердотельные батареи (улучшенная безопасность)
• Технологии быстрой зарядки
• Более высокая плотность энергии
• Более длительный срок службы

Заключение

Правильная оценка и техническое обслуживание значительно продлевают срок службы литийных батарей, обеспечивая при этом безопасность.Пользователи могут оптимизировать свои инвестиции в батареи в различных приложениях от электромобилей до хранения возобновляемой энергии.