Основни принципи и основна терминология на батерията
1. Какво е батерия?
Батериите са устройства за преобразуване и съхранение на енергия, които преобразуват химическа или физическа енергия в електрическа чрез реакция. Според различното преобразуване на енергията на батериите, батериите могат да бъдат разделени на химически батерии и физически батерии.
Химическа батерия или химическо захранване е устройство, което преобразува химическата енергия в електрическа. Състои се от два електрохимично активни електрода с различен състав, образуващи съответно положителните и отрицателните електроди, и химическо вещество, което осигурява проводимостта на средата като електролит, който, когато е прикрепен към някакъв външен носител, осигурява електрическа енергия чрез преобразуване на вътрешната си химическа енергия.
Физическата батерия е устройство, което преобразува физическата енергия в електрическа.
2. Какви са разликите между първичните и вторичните батерии?
Основната разлика е разликата в активното вещество, активното вещество на вторичната батерия е обратимо, докато активното вещество на първичната батерия не е обратимо. Саморазреждането на първичната батерия е много по-малко от това на вторичната батерия, но вътрешното съпротивление е много по-голямо от това на вторичната батерия, така че капацитетът на натоварване е по-нисък, в допълнение специфичният капацитет на масата и специфичният обем на първичната батерия са по-големи от тези на обикновените акумулаторни батерии.
3. Какъв е електрохимичният принцип на NiMH батерията?
Никел-метал хидридни батерии използват Ni оксид като положителен електрод, метал за съхранение на водород като отрицателен електрод и алкален разтвор (главно KOH) като електролит, когато зареждат никел-метал хидридни батерии:
Положителна реакция: Ni(OH)2 + OH- → NiOOH + H2O-e-
Отрицателна реакция: M+H2O +e-→ MH+ OH-
Разряд на никел-метал хидридната батерия:
Реакция с положителен полюс: NiOOH + H2O + e- → Ni(OH)2 + OH-
Отрицателна реакция: MH + OH- → M + H2O + e-
4. Какъв е електрохимичният принцип на литиево-йонната батерия?
Основният компонент на положителния полюс на литиево-йонна батерия е LiCoO2, а отрицателният полюс е главно C. При зареждане, на
Анодна реакция: LiCoO2 → Li1-xCoO2 + xLi+ + xe-
Отрицателна реакция: C + xLi+ + xe- → CLix
Обща реакция на батерията: LiCoO2 + C → Li1-xCoO2 + CLix
Обратната реакция на горната реакция възниква при разреждане.
5. Какви са общите стандарти за батерии?
Често използвани IEC стандарти за батерии: Никел-метал хидридни батерии са стандартизирани като IEC61951-2:2003; литиево-йонни батерии (литиево-йонна батерия анодни материали технология и оборудване семинар) индустрията обикновено се основава на UL или национални стандарти.
Батерии, често използвани национални стандарти: стандарт за никел-метал хидридни батерии GB/T15100_1994, GB/T18288_2000; литиево-йонни батерии стандарт GB/T10077_1998, YD/T998_1999, GB/T18287_2000.
В допълнение, общите стандарти за батерии също имат японски индустриален стандарт JIS C стандарт за батерии.
IEC е Международната електротехническа комисия (Международна електрическа комисия), е световна организация за стандартизация, съставена от национални електрически комисии, която има за цел да насърчава стандартизацията на световните електрически и електронни полета. IEC стандартите са стандартите, разработени от Международната електротехническа комисия.
6. Каква е основната структура на NiMH батерията?
Основните компоненти на никел-метал хидридни батерии са: положителен електрод (никелов оксид), отрицателен електрод (сплав за съхранение на водород), електролит (главно КОН), диафрагмена хартия, уплътнителен пръстен, капачка на положителен електрод, корпус на батерията и т.н.
7. Каква е основната структура на литиево-йонната батерия?
Основните компоненти на литиево-йонните батерии са: горна и долна капачки, положителен електрод (активното вещество е литиев кобалтов оксид), диафрагма (специална композитна мембрана), отрицателен електрод (активното вещество е въглерод), органичен електролит, черупка на батерията (разделена в два вида стоманени черупки и алуминиеви черупки) и така нататък.
8. Какво е вътрешното съпротивление на батерията?
Отнася се до съпротивлението на тока, протичащ през вътрешността на батерията, когато батерията работи. Състои се от две части: омично вътрешно съпротивление и поляризационно вътрешно съпротивление. Голямото вътрешно съпротивление на батерията ще доведе до по-ниско разрядно напрежение и по-кратко време за разреждане. Размерът на вътрешното съпротивление се влияе главно от материала на батерията, производствения процес, структурата на батерията и други фактори. Това е важен параметър за измерване на производителността на батерията. Забележка: Обикновено вътрешното съпротивление в състоянието на зареждане е стандарт. Измерването на вътрешното съпротивление на батерията трябва да се измерва със специален уред за измерване на вътрешното съпротивление и не може да се измерва с мултиметър.
9. Какво е номиналното напрежение?
Номиналното напрежение на батерията се отнася до напрежението, показано в нормалния работен процес, номиналното напрежение на вторичната Ni-Cd-Ni-MH батерия е 1.2 V; номиналното напрежение на вторичната литиева батерия е 3.6 V.
10. Какво е напрежение на отворена верига?
Напрежението на отворена верига е потенциалната разлика между положителните и отрицателните клеми на батерията, когато батерията не е в работно състояние, т.е. когато във веригата не протича ток. Работното напрежение, известно още като клемно напрежение, се отнася за батерията в работно състояние, т.е. когато във веригата има ток извън потенциалната разлика на батерията между положителните и отрицателните клеми.
11. Какъв е капацитетът на батерията?
Капацитетът на батерията има номинален капацитет и действителен капацитет. Номиналният капацитет на батерията се отнася до проектирането и производството на батерии или за да се гарантира, че батерията при определени условия на разреждане, трябва да се разреди минималното количество мощност, IEC стандартите предвиждат никел-кадмиеви и никел-метал хидридни батерии при 20 ℃ ± 5 ℃ среда, до 0.1 C зареждане 16 часа след 0.2 C, разредено до 1.0 V, когато количеството разредена мощност достигне номиналния капацитет на батерията, изразен в C5. За литиево-йонни батерии е посочено, че номиналният капацитет е количеството електричество, разредено, когато батерията се зарежда в продължение на 3 часа при стайна температура при условията на зареждане на постоянен ток (1C) - постоянно напрежение (4.2 V) и след това разреден до 2.75V при 0.2C. Действителният капацитет на батерията се отнася до количеството електричество, разредено от батерията при определени условия на разреждане, което се влияе главно от скоростта на разреждане и температурата (следователно капацитетът трябва да бъде посочен като действителния капацитет на батерията. Строго казано, капацитетът на батерията трябва да определя условията на зареждане и разреждане). Единиците за капацитет на батерията са Ah, mAh (1Ah = 1000mAh).
12. Какъв е остатъчният капацитет на разреждането на батерията?
Когато акумулаторната батерия с висок ток (като 1C или повече) се разреди, поради тока над вътрешната скорост на дифузия на посланика на съществуването на "ефекта на тясното място", което води до капацитета на батерията в капацитета не може да бъде напълно разрежда се, когато напрежението на клемите е достигнато, и след това използвайте малък ток, като например 0.2C, може да продължи да се разрежда до 1.0 V/клон (никел-кадмиеви и никел-метал хидридни батерии) и 3.0 V/клон (литиеви батерии). Капацитетът, разреден при 1.0 V/батерия (Ni-Cd и Ni-MH батерии) и 3.0 V/батерия (Li-ion батерии), се нарича остатъчен капацитет.
13. Какво представлява платформата за изхвърляне?
Платформата за разреждане на NiMH акумулаторна батерия обикновено се отнася до обхвата на напрежението, където работното напрежение на батерията е относително гладко, когато батерията се разрежда при определен режим на разреждане, и неговата стойност е свързана с тока на разреждане и колкото по-висок е токът, толкова по-ниска е стойността му. Литиево-йонна батерия (литиево-йонна батерия, технология за анодни материали и семинар за оборудване) платформата за разреждане обикновено е постоянно напрежение, зареждащо до напрежение от 4.2 V и токът е по-малко от 0.01 C, за да спрете зареждането и след това оставете настрана за 10 минути в всяка скорост на разряден ток при разреждане до 3.6 V, когато времето за разреждане. Това е важен критерий за измерване на доброто и лошото на батерията.
