Scopul unei baterii este de a stoca energie și de a o elibera la momentul dorit. Această secțiune examinează descărcarea la diferite rate C și evaluează adâncimea de descărcare la care o baterie poate ajunge în siguranță. Documentul observă, de asemenea, diferite semnături de descărcare și explorează durata de viață a bateriei în diferite modele de încărcare.
Bateria electrochimică are avantajul față de alte dispozitive de stocare a energiei prin aceea că energia rămâne ridicată în timpul celei mai mari încărcări și apoi scade rapid pe măsură ce încărcarea se epuizează. Supercondensatorul are o descărcare liniară, iar aerul comprimat și un dispozitiv de stocare cu volantă sunt inversul bateriei, oferind cea mai mare putere la început.Figurile 1, 2 și 3ilustrează caracteristicile de descărcare simulate ale energiei stocate.
Majoritatea bateriilor reîncărcabile pot fi supraîncărcate pentru scurt timp, dar acest lucru trebuie să fie scurt. Longevitatea bateriei este direct legată de nivelul și durata stresului cauzat, care include încărcare, descărcare și temperatură.
Pasionații de telecomandă (RC) sunt o gamă specială de utilizatori de baterii care extind la maximum toleranța bateriilor „fragile” de înaltă performanță, descarcându-le la o rată C de 30C, de 30 de ori capacitatea nominală. La fel de palpitant ca un elicopter RC, mașina de curse și barca rapidă pot fi; speranța de viață a pachetelor va fi scurtă. Iubitorii de RC sunt conștienți de compromis și sunt dispuși atât să plătească prețul, cât și să se confrunte cu riscuri suplimentare de siguranță.
Pentru a obține energie maximă pe greutate, producătorii de drone gravitează către celule cu o capacitate mare și aleg Celula Energetică. Acest lucru este în contrast cu industriile care necesită sarcini grele și durată lungă de viață. Aceste aplicații merg pe celula de putere mai robustă la o capacitate redusă.
Adâncimea de descărcare
Descărcări acid de plumb la 1,75 V/celulă; sistem pe bază de nichel la 1.0V/celulă; și majoritatea Li-ion la 3.0V/celulă. La acest nivel, aproximativ 95% din energie este cheltuită, iar tensiunea ar scădea rapid dacă descărcarea ar continua. Pentru a proteja bateria de supra-descărcare, majoritatea dispozitivelor împiedică funcționarea peste tensiunea de sfârșit de descărcare specificată.
La scoaterea sarcinii după descărcare, tensiunea unei baterii sănătoase își revine treptat și crește spre tensiunea nominală. Diferențele de afinitate a metalelor din electrozi produc acest potențial de tensiune chiar și atunci când bateria este goală. O sarcină parazită sau o autodescărcare mare împiedică recuperarea tensiunii.
Un curent de sarcină mare, așa cum ar fi cazul la găurirea betonului cu o unealtă electrică, scade tensiunea bateriei, iar pragul de tensiune de sfârșit de descărcare este adesea setat mai jos pentru a preveni întreruperea prematură. Tensiunea de întrerupere ar trebui, de asemenea, redusă la descărcare la temperaturi foarte scăzute, deoarece tensiunea bateriei scade și rezistența internă a bateriei crește.
Încărcarea excesivă a unei baterii cu plumb poate produce hidrogen sulfurat, un gaz incolor, otrăvitor și inflamabil, care miroase a ouă putrezite. Hidrogenul sulfurat apare și în timpul descompunerii materiei organice în mlaștini și canalizare și este prezentă în gazele vulcanice și gazele naturale. Gazul este mai greu decât aerul și se acumulează în partea de jos a spațiilor slab ventilate. Puternic la început, simțul mirosului se atenuează cu timpul, iar victimele nu sunt conștiente de prezența gazului.
Ce reprezintă un ciclu de descărcare?
Un ciclu de descărcare/încărcare este de obicei înțeles ca descărcarea completă a unei baterii încărcate cu reîncărcare ulterioară, dar nu este întotdeauna cazul. Bateriile sunt rareori descărcate complet, iar producătorii folosesc adesea formula de 80% pentru adâncimea de descărcare (DoD) pentru a evalua o baterie. Aceasta înseamnă că doar 80% din energia disponibilă este livrată și 20% rămâne în rezervă. Ciclul unei baterii la o descărcare mai mică decât completă crește durata de viață, iar producătorii susțin că aceasta este mai aproape de o reprezentare pe teren decât de un ciclu complet, deoarece bateriile sunt de obicei reîncărcate cu o anumită capacitate de rezervă rămasă.
Nu există o definiție standard a ceea ce constituie un ciclu de descărcare. Unele contoare de cicluri adaugă o numărătoare completă atunci când o baterie este încărcată. O baterie inteligentă poate necesita o descărcare de 15% după încărcare pentru a se califica pentru un ciclu de descărcare; orice mai puțin nu este considerat un ciclu. O baterie dintr-un satelit are un DoD tipic de 30-40% înainte ca bateriile să fie reîncărcate în timpul zilei satelitului. O baterie nouă EV se poate încărca doar la 80% și se poate descărca până la 30%. Această lățime de bandă se lărgește treptat pe măsură ce bateria se estompează pentru a oferi distanțe identice de parcurs. Evitarea încărcărilor și descărcărilor complete reduce stresul bateriei.
O mașină hibridă folosește doar o fracțiune din capacitate în timpul accelerației înainte ca bateria să fie reîncărcată. Pornirea motorului unui vehicul consumă mai puțin de 5% energie din bateria de pornire, iar acest lucru este numit și ciclu în industria auto. Referirea la numărul de cicluri trebuie făcută în context cu sarcina respectivă.
Referirea la ciclul de descărcare sau numărul de cicluri nu se referă la fel de bine la toate aplicațiile bateriei. Un exemplu în care numărarea ciclurilor de descărcare nu reflectă cu exactitate starea de viață este într-un dispozitiv de stocare (ESS). Aceste baterii completează energiile regenerabile din energia eoliană și fotovoltaică prin furnizarea de energie pe termen scurt atunci când este necesar și stocarea în exces. Durata de timp dintre încărcare și descărcare poate fi în milisecunde; o stare de încărcare tipică a bateriei este de 40–60%. Mai degrabă decât numărarea ciclului, numărarea coulombilor poate fi utilizată ca mijloc de măsurare a uzurii.
