22 años de personalización de baterías
Nov 01, 2023 Pageview：195
Tres características principales (química, voltaje y energía específica (capacidad)) definen las baterías. Una batería de arranque también ofrece CCA (amperios de arranque en frío), o la capacidad de entregar grandes corrientes en condiciones de frío.
Las baterías de plomo, níquel y litio son las químicas de batería más populares y cada sistema requiere un cargador específico. Inicialmente, podría parecer que funciona cargar una batería con un cargador fabricado para una química diferente, pero es posible que no finalice correctamente la carga. Al transportar y deshacerse de las baterías, tenga en cuenta que cada producto químico tiene un conjunto de regulaciones único.
El OCV (voltaje de circuito abierto) de cualquier batería completamente cargada es entre un 5 y un 7 por ciento más alto que el voltaje nominal con el que están marcadas las baterías. El OCV lo proporciona el número y la "química" de las células conectadas en serie. El voltaje de funcionamiento es el CCV (voltaje de circuito cerrado). Antes de conectar una batería, asegúrese de que el voltaje nominal sea exacto.
La energía específica está representada por la capacidad en amperios-hora (Ah). La capacidad a largo plazo de una batería para la corriente de descarga se mide en Ah. Para obtener un tiempo de ejecución más prolongado, puede configurar una batería con una clasificación de Ah mayor que la requerida; Alternativamente, puedes usar un paquete algo más pequeño y anticipar un tiempo de ejecución menor.
Los cargadores tienen cierta flexibilidad en cuanto a la clasificación Ah (con química y voltaje similares); una batería más grande simplemente necesita más tiempo para cargarse completamente que una batería de menor tamaño, pero la disparidad de Ah no debe exceder el 25 por ciento. América del Norte suele utilizar RC o capacidad de reserva, mientras que las baterías de arranque en Europa se designan en Ah. Con una descarga de 25 A, RC muestra su tiempo de descarga en minutos.
Definición
La energía específica de la batería y la capacidad de la batería son dos características importantes que se utilizan para describir el rendimiento y las capacidades de las baterías.
Celda de batería LiFePO4 de baja temperatura de 3,2 V y 20 A -40 ℃ Capacidad de descarga de 3C≥70 % Temperatura de carga: -20~45 ℃ Temperatura de descarga: -40~+55 ℃ Prueba de acupuntura aprobada -40 ℃ Tasa máxima de descarga: 3C
La energía específica de la batería se refiere a la cantidad de energía que una batería puede almacenar por unidad de masa o peso. Por lo general, se mide en vatios-hora por kilogramo (Wh/kg) o julios por gramo (J/g).
Importancia: esta métrica es importante porque ayuda a evaluar la densidad energética de una batería, lo cual es crucial para aplicaciones donde el peso es un factor crítico, como los vehículos eléctricos (EV) o los dispositivos electrónicos portátiles. Una energía específica más alta significa que una batería puede almacenar más energía para su peso, lo que la hace más eficiente y deseable para estas aplicaciones.
La capacidad de la batería es la cantidad total de carga eléctrica que una batería puede almacenar. Comúnmente se mide en amperios-hora (Ah) o miliamperios-hora (mAh). La capacidad de una batería indica durante cuánto tiempo puede proporcionar una determinada cantidad de energía.
La capacidad de la batería es importante porque indica cuánto tiempo una batería puede alimentar un dispositivo o sistema antes de que sea necesario recargarla o reemplazarla. Por ejemplo, si tienes una batería con una capacidad de 2000 mAh y un dispositivo que consume 100 mA, la batería teóricamente podría alimentar el dispositivo durante 20 horas (2000 mAh / 100 mA = 20 horas).
Material activo
Material activo, en el contexto de baterías y dispositivos electroquímicos, se refiere al componente de una batería que participa activamente en las reacciones electroquímicas que generan energía eléctrica durante la descarga y almacenan energía durante la carga. El material activo es donde tienen lugar las reacciones químicas que conducen al flujo de electrones y a la producción de energía eléctrica. Los diferentes tipos de baterías utilizan diferentes materiales activos. Aquí hay unos ejemplos:
Batería de ácido sólido
En una batería de plomo-ácido, los materiales activos son dióxido de plomo (PbO2) como electrodo positivo (cátodo) y plomo esponjoso (Pb) como electrodo negativo (ánodo). El electrolito es una solución de ácido sulfúrico (H2SO4).
Batería de polímero resistente para portátiles de alta densidad de energía y baja temperatura Especificación de la batería: 11,1 V 7800 mAh -40 ℃ Capacidad de descarga de 0,2 C ≥80 % A prueba de polvo, resistencia a caídas, anticorrosión, antiinterferencias electromagnéticas
Las baterías de iones de litio suelen utilizar óxido de litio y cobalto (LiCoO2), fosfato de litio y hierro (LiFePO4) u otros compuestos a base de litio como material activo en el cátodo. El ánodo suele contener grafito.
Batería de hidruro metálico de níquel (NiMH)
El cátodo de una batería de NiMH suele contener un compuesto de hidruro metálico, mientras que el ánodo suele estar compuesto de oxihidróxido de níquel. El electrolito es una solución alcalina.
En las baterías de polímero de litio, se utiliza un electrolito sólido o similar a un gel, y varios compuestos a base de litio sirven como materiales activos en el cátodo y el ánodo.
Batería de iones de sodio
Las baterías de iones de sodio pueden utilizar compuestos a base de sodio como materiales activos, como el niquelato de sodio o el óxido de cobalto de sodio.
Batería de estado sólido
En las baterías de estado sólido, se utilizan materiales sólidos, incluidos electrolitos sólidos, como componentes activos, reemplazando el electrolito líquido que se encuentra en las baterías tradicionales.
La elección de materiales activos afecta significativamente las características de rendimiento de una batería, incluida su densidad de energía, densidad de potencia, ciclo de vida y rango de temperatura de funcionamiento. Los investigadores e ingenieros trabajan en el desarrollo y mejora de materiales activos para crear tecnologías de baterías más eficientes y seguras para diversas aplicaciones, incluida la electrónica de consumo, los vehículos eléctricos y el almacenamiento de energía renovable.
Rendimiento de la batería
El rendimiento de la batería se refiere a la capacidad y el comportamiento generales de una batería en diversas aplicaciones. El rendimiento de la batería está influenciado por la capacidad, el voltaje, el ciclo de vida, la autodescarga, la temperatura de funcionamiento, la estabilidad del voltaje y la capacidad de velocidad.
Como se mencionó anteriormente, la capacidad es un aspecto crítico del rendimiento de la batería. Determina cuánta energía puede almacenar y posteriormente entregar una batería.
El voltaje de una batería indica su potencial eléctrico. Diferentes aplicaciones requieren baterías con niveles de voltaje específicos. El voltaje de la batería también puede afectar la potencia de salida de un dispositivo.
La vida útil se refiere al número de ciclos de carga y descarga que puede realizar una batería antes de que su capacidad se degrade significativamente. Es deseable un ciclo de vida más largo, particularmente en aplicaciones donde se espera que las baterías se utilicen repetidamente, como en los vehículos eléctricos.
Las baterías naturalmente pierden carga con el tiempo, incluso cuando no están en uso. Una tasa de autodescarga baja es esencial para aplicaciones donde las baterías se almacenan durante períodos prolongados, como los sistemas de respaldo de emergencia.
Las baterías tienen rangos de temperatura óptimos para el rendimiento. Las temperaturas extremas pueden afectar negativamente su eficiencia y vida útil.
La eficiencia mide la eficacia con la que una batería puede convertir la energía almacenada en energía eléctrica y viceversa. Una mayor eficiencia significa que se desperdicia menos energía durante los procesos de carga y descarga.
Algunas baterías pueden descargarse a un ritmo elevado, proporcionando una ráfaga de energía cuando es necesario. La capacidad de velocidad es crucial en aplicaciones como herramientas eléctricas, donde se requiere una rápida liberación de energía.
En muchas aplicaciones, es esencial que la batería mantenga un voltaje relativamente estable durante todo su ciclo de descarga. Las fluctuaciones de voltaje pueden afectar el correcto funcionamiento de los dispositivos electrónicos.
La seguridad de la batería es primordial. La sobrecarga, la descarga excesiva, el sobrecalentamiento o los daños físicos pueden provocar riesgos para la seguridad, incluidos incendios o explosiones.
El impacto ambiental de una batería incluye factores como los materiales utilizados en su construcción, su reciclabilidad y la posibilidad de generar desechos tóxicos cuando se elimina. Se están desarrollando tecnologías de baterías más respetuosas con el medio ambiente.
El costo de una batería es una consideración crucial en muchas aplicaciones. Las baterías de mayor rendimiento, especialmente aquellas con tecnologías avanzadas, pueden ser más caras.
Como se mencionó anteriormente, la energía específica de la batería es una medida de cuánta energía puede almacenar una batería por unidad de masa. Esto es particularmente importante en aplicaciones donde el peso es un factor crítico, como los vehículos eléctricos.
La potencia específica es la medida de cuánta energía puede entregar una batería por unidad de masa. Es importante en aplicaciones que requieren ráfagas rápidas de energía, como algunos sistemas aeroespaciales y militares.
El rendimiento de la batería puede variar significativamente según el tipo específico de química de la batería utilizada, como iones de litio, plomo-ácido, hidruro metálico de níquel y otras. Los ingenieros y diseñadores deben considerar estos factores de rendimiento al seleccionar la batería adecuada para una aplicación determinada para garantizar un rendimiento y una seguridad óptimos.
Conclusión
En resumen, la energía específica de la batería es una medida de cuánta energía puede almacenar una batería por unidad de peso, mientras que la capacidad de la batería indica la cantidad total de energía que puede almacenar una batería. Ambos son factores cruciales a la hora de seleccionar una batería para una aplicación particular, y la elección depende de si la densidad de energía o el almacenamiento total de energía es más crítico.
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