Como entender a taxa de descarga e a batería de litio

Que é a taxa C?

A taxa C é unha unidade para declarar un valor actual que se usa para estimar e/ou designar o tempo efectivo esperado da batería en condicións de carga/descarga variables.A corrente de carga e descarga dunha batería mídese en taxa C.A maioría das baterías portátiles teñen unha clasificación de 1C.

Observa como se escalan as taxas de carga e descarga e por que é importante.

As taxas de carga e descarga dunha batería rexense polas taxas C.A capacidade dunha batería adoita ser clasificada en 1C, o que significa que unha batería totalmente cargada cunha clasificación de 1Ah debería proporcionar 1A durante unha hora.A mesma batería que se descarga a 0,5 C debería proporcionar 500 mA durante dúas horas, e a 2 C entrega 2 A durante 30 minutos.As perdas nas descargas rápidas reducen o tempo de descarga e estas perdas tamén afectan aos tempos de carga.

Unha taxa C de 1C tamén se coñece como descarga dunha hora;0,5C ou C/2 é unha descarga de dúas horas e 0,2C ou C/5 é unha descarga de 5 horas.Algunhas baterías de alto rendemento poden cargarse e descargarse por riba de 1 C cunha tensión moderada.A táboa 1 ilustra os tempos típicos a varias taxas C.

Para calcular o valor da corrente de carga coa taxa de carga/descarga, pódese obter mediante:

∴ C-Rate (C) = Corrente de carga ou descarga (A) / Capacidade nominal da batería

Ademais, o tempo dispoñible previsto da batería nunha determinada capacidade de descarga pódese obter mediante:

∴ Hora usada da batería = Capacidade de descarga (Ah) / Corrente de descarga (A)

Capacidade de descarga de a pila de litio de alta potencia .

[Exemplo] Nos produtos de alta potencia, a capacidade nominal do modelo SLPB11043140H é de 4,8 Ah.Unha celda NMC de iones de litio.

1. Cal é a condición de corrente de descarga 1C neste modelo?

∴ Carga (ou descarga) Corrente (A) = Capacidade nominal da batería * Tasa C = 4,8 * 1(C) = 4,8 A

Significa que a batería está dispoñible durante 1 hora por esta condición de descarga actual.

2. O valor da corrente de descarga baixo a condición de descarga de 20C é 4,8 (A) * 20 (C) = 96A Esta batería revela o excelente rendemento aínda que a batería descargue a condición de descarga de 20C.O seguinte é o tempo dispoñible da batería cando a capacidade dunha batería mostra 4,15 Ah

∴ Horas usadas (h) = Capacidade descargada (Ah) / Corrente aplicada (A) = 4,15 (Ah) / 96 (A) ≒ 0,043 horas ≒ 2,6 minutos con 96 A

Significa que a batería pódese usar durante 2,6 minutos (0,043 h) cunha corrente de carga de 96 A

Comprender a capacidade da batería

A taxa de descarga ofrécelle o punto de partida para determinar a capacidade dunha batería necesaria para facer funcionar varios dispositivos eléctricos.O produto I xt é a carga Q, en coulombs, emitida pola batería.Os enxeñeiros normalmente prefiren usar amperios-hora para medir a taxa de descarga usando o tempo t en horas e a corrente I en amperios.

A partir diso, pode entender a capacidade da batería usando valores como vatios-hora (Wh) que miden a capacidade da batería ou a enerxía de descarga en termos dun vatio, unha unidade de potencia.Os enxeñeiros empregan a trama de Ragone para avaliar a capacidade en vatios-hora das baterías feitas de níquel e litio.Os gráficos de Ragone mostran como a potencia de descarga (en vatios) cae a medida que aumenta a enerxía de descarga (Wh).Os gráficos mostran esta relación inversa entre as dúas variables.

Estes gráficos permítenche usar a química da batería para medir a potencia e a taxa de descarga de diferentes tipos de baterías, incluíndo fosfato de litio-ferro (LFP) , óxido de litio-manganeso (OVM) , e níquel manganeso cobalto (NMC).

Como atopar a clasificación C dunha batería?

As baterías máis pequenas adoitan clasificarse na clasificación 1C, que tamén se coñece como tarifa dunha hora.Por exemplo, se a súa batería está etiquetada como 3000 mAh ao ritmo dunha hora, entón a clasificación 1C é de 3000 mAh.Xeralmente atopará a taxa C da súa batería na súa etiqueta e na folla de datos da batería.As diferentes químicas de baterías mostrarán ás veces diferentes taxas de C, por exemplo, as baterías de chumbo-ácido adoitan clasificarse cunha taxa de descarga moi baixa, a miúdo de 0,05 C, ou unha taxa de 20 horas.A química e o deseño da súa batería determinarán a taxa C máxima da súa batería, as baterías de litio, por exemplo, poden tolerar taxas C de descarga moito máis altas que outras químicas como as alcalinas.Se non pode atopar a clasificación C da batería na etiqueta ou na folla de datos, recomendámosche contactar co fabricante de baterías directamente.

Ecuación da curva de descarga da batería

A ecuación da curva de descarga da batería que subxace a estas gráficas permíteche determinar o tempo de execución dunha batería atopando a pendente inversa da liña.Isto funciona porque as unidades de vatio-hora divididas por vatio danche horas de tempo de execución.Poñendo estes conceptos en forma de ecuación, podes escribir E = C x Vavg para a enerxía E en vatios-hora, capacidade en amperios-hora C, e voltaxe media de Vavg da descarga.

Os vatios-hora proporcionan un xeito cómodo de converter a enerxía de descarga a outras formas de enerxía porque multiplicar os vatios-hora por 3600 para obter vatios-segundos dáche a enerxía en unidades de joules.Os joules úsanse con frecuencia noutras áreas da física e da química, como a enerxía térmica e a calor para a termodinámica ou a enerxía da luz na física do láser.

Algunhas outras medidas varias son útiles xunto á taxa de descarga.Os enxeñeiros tamén miden a capacidade de potencia en unidades de C, que é a capacidade de amperios-hora dividida por exactamente unha hora.Tamén pode converter directamente de vatios a amperios sabendo que P = I x V para a potencia P en vatios, a corrente I en amperios e a tensión V en voltios para unha batería.

Por exemplo, unha batería de 4 V cunha clasificación de 2 amperios-hora ten unha capacidade de vatio-hora de 2 Wh.Esta medida significa que pode extraer a corrente a 2 amperios durante unha hora ou pode extraer unha corrente a un só amperio durante dúas horas.A relación entre a corrente e o tempo dependen uns dos outros, segundo o da a clasificación de amperios-hora.

Se precisas axuda para atopar a batería adecuada para a túa aplicación, póñase en contacto cun dos Batería de litio BSLBATT enxeñeiros de aplicacións.