ליתיום - תא יון
ליתיום - מודול יון ואשכול
אודות ליתיום - סוללת יון
הצלחת התיעוש של ליתיום - סוללות יון בשנות התשעים לא הושגה על ידי צעד אחד או חברה אחת; זו הייתה תוצאה של מחקרים חרוצים ותרומות של מספר מדענים ומהנדסים מצטיינים. מאז נעשו מאמצים גדולים כדי לשפר עוד יותר את הביצועים של סוללות ליתיום- יונים, וכתוצאה מכך התקדמות משמעותית. הבנת ההתפתחות ההיסטורית של ליתיום - יון סוללות עוזרת לנו להבין את הפריצות והקדם של הטכנולוגיות שהגדירו טכנולוגיית אחסון אנרגיה מודרנית.
הפחתת פליטת גזי חממה והפחתת ההשפעות של ההתחממות הגלובלית הם יעדים גלובליים חשובים. לפיכך, פיתוח טכנולוגיות אנרגיה ירוקות ידידותיות לסביבה, בר -קיימא, להחלפת דלק מאובנים - טכנולוגיות המופעלות הוא הכרחי. בשנים האחרונות, הפיתוח והשימוש באנרגיה מתחדשת גבר במהירות, והחליף מערכות דלק מאובנים מסורתיים {}}} מערכות ייצור והעברה מבוססות.
טעינה ופריקה של ליתיום - סוללת יון
הטעינה והפרקה של ליתיום - יון סוללות היא תהליך הפיך. העיקרון הוא שיוני ליתיום (Li+) נעים בין האלקטרודות החיוביות והשליליות על פני המפריד. במהלך תהליך זה, האלקטרונים זורמים מהמעגל החיצוני כדי לחדש את הליתיום - לקוי לצד כדי לשמור על שיווי משקל פוטנציאלי. תגובה זו אינה אידיאלית, והאנרגיה הולכת לאיבוד במהלך תהליך הטעינה והפרקה של ליתיום - יון.
קצב הטעינה/פריקה (C - שיעור) מתייחס לשיעור הטעינה או הפריקה, הקשורים לשיעור הליטציה או ההפלה של חומר האלקטרודה. C מייצג את קיבולת הסוללה, נמדדת בדרך כלל בשעות Ampere - (AH) ומציינת את כמות החומר הפעיל הזמין לפריקה. אמפר היא יחידת הזרם החשמלי, המייצגת את מספר הקולומבים לשעת יחידה. לפיכך, זרם כפול זמן הוא הכמות בפועל של Coulombs המאוחסנים בסוללה.
הנוסחה מאחורי דירוג C
T=זמן
CR=C קצב C
t=1 / cr (לצפייה בשעות)
t=60 דקות / cr (לצפייה בדקות)
דוגמא לקצב 0.5C
סוללת 2300mAh
2300mAh / 1000=2.3 א
0.5C x 2.3a=1.15 זמין
1 / 0.5C=2 שעות
60 / 0.5C=120 דקות
דוגמא לקצב 2C
סוללה של 2300mAh
2300mAh / 1000=2.3 א
2c x 2.3a=4.6 זמין
1 / 2c=0.5 שעות
60 / 2c=30 דקות
דוגמא לשיעור 30C
סוללה של 2300mAh
2300mAh / 1000=2.3 א
30c x 2.3a=69 זמין
60 / 30c=2 דקות
הטבלה שלהלן מציגה את זמני הפריקה עבור שיעורי C - שונים.
| C - תעריף | זְמַן |
| 0.05C או C/20 | 20 h |
| 0.1C או C/10 | 10 h |
| 0.2C או C/5 | 5 h |
| 1C | 1 h |
| 2C | 30 דקות |
| 3C | 20 דקות |
| 4C | 15 דקות |
| 5C | 12 דקות |
| 6C | 10 דקות |
| 10C | 6 דקות |
| 15C | 6 דקות |
| 20C | 3 דקות |
שיעורי 0.5C, 1C ו- 2C מייצגים זמני פריקה נפוצים לסוללה, כאשר 1C הוא פריקה מלאה תוך שעה, 0.5C היא פריקה של שני- שעה, ו- 2C היא פריקה של 30- דקה. עבור מרבית הפרויקטים של אחסון אנרגיה סולארית, שיעורי C עבור ליתיום - יון הם 0.25C, 0.5C ו- 1C. סוללות ליתיום-יון המשמשות ל- UPS משתמשות גם ב- 4C.
כיצד לחשב מקסימום. פריקה זרם של ליתיום - סוללת יון
כדי לבצע חישוב, עליכם לדעת את יכולתו (C), מתח מדורג (V) ודירוג C (C). הנוסחה היא כדלקמן:
זרם פריקה מקסימאלי=קיבולת (C) X C דירוג (C) / מתח מדורג (v)
לדוגמה, נניח שיש לך סוללת יון של 200AH - עם דירוג 2C ומתח מדורג של 51.2V. זרם הפריקה המרבי יהיה:
זרם פריקה מקסימאלי=200 AH X 2 / 51.2V=78.125 א
המשמעות היא שהסוללה יכולה לספק זרם מקסימלי של 78.125A מבלי לפגוע בה או להפחית את תוחלת החיים שלה.
הגורמים המשפיעים על שיעור C -
1. טמפרטורה
הטמפרטורה משפיעה באופן משמעותי על ביצועי הסוללה ועל שיעורי הטעינה והפריקה שלה. בטמפרטורות גבוהות יותר, סוללות יכולות לעמוד בשיעורי פריקה מהירים יותר, אך גם להסתכן בהתחממות יתר ונזק.
2. השפלה ומצב סוללה
ככל שהסוללות מתבגרות, יכולתן ויכולתן לעמוד בפריקה גבוהה - בדרך כלל יורדים. הסיבה לכך היא שרכיבים פנימיים נשחקים לאורך זמן, ומגבירים את ההתנגדות הפנימית. סוללות ישנות פחות יעילות בניהול החום שנוצר על ידי מחזורי טעינה ופריקה מהירים ועלולות להיאבק בכדי לקיים את אותם שיעורי פריקה כמו סוללות חדשות יותר.
3. גודל פני השטח ועיצוב
משטח גדול יותר, או אלה עם יותר שטח פנים לזרימת זרם, יכולים בדרך כלל להתמודד עם שיעורי C- גבוהים יותר. לעומת זאת, סוללות קטנות יותר עשויות להתחמם יתר על המידה או להשפיל במהירות רבה יותר אם טעונים או משוחררים מהר מדי.
