De relatie en verschillen tussen spanning en stroom in lithium-ionbatterijen

Lithium-ionbatterijen staan ​​bekend om hun efficiëntie, betrouwbaarheid en brede toepassing. Spanning en stroomsterkte zijn twee cruciale parameters voor de evaluatie en het gebruik ervan.lithiumbatterijenZe hebben een directe invloed op de prestaties, efficiëntie en veiligheid van batterijen. Inzicht in hun verschillen en relaties helpt bij optimaal batterijgebruik en een stabiele werking van het apparaat.

Wat betekent spanning?

Spanning is een van de belangrijkste parameters van een lithium-ionbatterij en geeft het potentiaalverschil tussen de twee elektroden van de batterij weer. Het fungeert als de "aandrijvende kracht" die elektronen door een extern circuit duwt.

Eenheid van spanning

Spanning wordt gemeten in volt (V), en de nominale spanning vertegenwoordigt vaak de typische bedrijfsspanning van een batterij.

Wat zijn gangbare spanningen voor lithium-ionbatterijen?

• Enkele-cel lithium-ionbatterijen: De nominale spanning is doorgaans3,7VVeel voorkomende modellen zijn onder meer 18650 en21700 batterijen, enz.
• Lithium-ijzerfosfaat (LiFePO4)-batterijen: Nominale spanning is3,2V.
• Volledig opgeladen: De spanning bereikt ongeveer4,2V.
• Volledig ontladen: Spanningsbereiken van2,5V tot 3,0V(ontladen onder dit bereik kan de batterij beschadigen).

Het belang van spanning

Spanning bepaalt of een apparaat compatibel is met een specifieke batterij. Apparaten hebben een overeenkomende ingangsspanning nodig om correct te functioneren. Te hoge of te lage spanningen kunnen leiden tot storingen in het apparaat.

Wat betekent stroom?

Stroom heeft betrekking op de snelheid van de elektronenstroom door een extern circuit en beschrijft de capaciteit van de batterij om een ​​apparaat van stroom te voorzien.

Eenheid van stroom

Stroom wordt gemeten in ampère (A). Voor kleine apparaten wordt dit vaak uitgedrukt in milliampère (mA), terwijl grotere energieopslagsystemen mogelijk ampère gebruiken (A) of zelfs kiloampère (kA).

Belang van de huidige

Stroom heeft invloed op het vermogen van het apparaat en de ontladingssnelheid van de batterij. Te veel stroom kan leiden tot oververhitting en mogelijk een defecte batterij, terwijl te weinig stroom mogelijk niet voldoet aan de stroomvereisten van het apparaat.

De relatie tussen spanning en stroom

Spanning en stroom zijn gerelateerd viaWet van Ohm:

Ik=V/R

• I: Stroom (A)
• V: Spanning (V)
• R: Weerstand (Ω)

Bij constante weerstand leidt een hogere spanning tot een hogere stroomsterkte. De hoeveelheid opgenomen stroom kan eveneens de ontladingsefficiëntie en warmteontwikkeling van de batterij beïnvloeden.

Interactie van spanning en stroom

1. Als de stroomsterkte toeneemt:Er ontstaat meer hitte in de batterij, wat van invloed kan zijn op de veiligheid en levensduur.
2. Als de spanning daalt: Als de spanning te laag wordt, kan het apparaat stoppen met werken.

Verschillen tussen spanning en stroom

Verandert het voltage van een lithium-ionbatterij door opladen of ontladen?

Ja, de spanning van een lithium-ionbatterij verandert met zijnLaadtoestand (SOC):

• Tijdens het opladen:De spanning neemt geleidelijk toe en stabiliseert rond de4,2Vwanneer volledig opgeladen.
• Tijdens het ontladen: De spanning neemt geleidelijk af en nadert2,5Vwanneer volledig ontladen.

Deze spanningsvariatie weerspiegelt het verloop van de interne chemische reacties in de batterij en is daarom een ​​belangrijke parameter voor het schatten van de resterende capaciteit van de batterij.

Relatie tussen SOC, SOH en spanning

1. SOC (laadstatus): Geeft de resterende batterijcapaciteit aan, direct gerelateerd aan de spanning. Een hogere spanning komt doorgaans overeen met een hogere SOC.
2. SOH (Gezondheidstoestand): Geeft de gezondheid van de batterij weer en heeft invloed op de maximale laadspanning en de stabiliteit van de ontlading.
3. Rol van spanning:Spanningsveranderingen zijn een belangrijke indicator voor SOC en SOH, en helpen bij het bewaken van de batterijprestaties en het voorspellen van de levensduur.

Veelvoorkomende misvattingen over spanning en stroom

1. Is een hogere spanning altijd beter?

Nee. Hoge spanning kan apparaten overbelasten en beschadigen. Een overeenkomende ingangsspanning is essentieel voor een goede werking van het apparaat.

2. Betekent een hogere stroomsterkte betere prestaties?

Niet per se. Hoewel een hogere stroomsterkte een groter vermogen mogelijk maakt, kan een te hoge stroomsterkte de veroudering van de batterij versnellen en het risico op oververhitting vergroten.

3. Hebben spanning en capaciteit niets met elkaar te maken?

Onjuist. De batterijcapaciteit is het product van spanning en stroom:
Energie (Wh) = Spanning (V) × Capaciteit (Ah).
De spanning heeft dus rechtstreeks invloed op de totale energieopslag van de batterij.

Conclusie

Spanning en stroom zijn essentiële parameters voor het beoordelen van de prestaties vanlithium-ionbatterijenSpanning bepaalt of een apparaat kan functioneren, terwijl stroomsterkte de energieoverdrachtssnelheid en de gebruiksduur bepaalt. Inzicht in hun relatie en verschillen is cruciaal voor veilig en efficiënt batterijgebruik. Goede kennis van deze parameters zorgt voor een optimale werking van het apparaat en verlengt de levensduur van de batterij.