ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพหลักของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

ความจุของแบตเตอรี่

ความจุของแบตเตอรี่แบ่งออกเป็นความจุสูงสุดและความจุจริงความจุที่กำหนดหมายถึงปริมาณไฟฟ้าที่แบตเตอรี่ควรส่งมอบเมื่อคายประจุที่อัตรา 5 ชั่วโมงจนถึงแรงดันไฟฟ้าตัดที่อุณหภูมิแวดล้อม 20 องศา ±5 องศา ซึ่งแสดงเป็น C₅ ความจุจริงคือปริมาณไฟฟ้าจริงที่ปล่อยออกมาจากแบตเตอรี่ภายใต้สภาวะการคายประจุที่กำหนด ซึ่งส่วนใหญ่จะได้รับผลกระทบจากอัตราการคายประจุและอุณหภูมิ พูดอย่างเคร่งครัด เงื่อนไขการคายประจุจะต้องระบุเมื่อระบุความจุของแบตเตอรี่

หน่วยความจุ: mAh, Ah (1 Ah = 1000 mAh)

ความต้านทานภายใน

ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่คือความต้านทานที่กระแสไฟฟ้าพบเมื่อไหลผ่านแบตเตอรี่ระหว่างการทำงาน ประกอบด้วยความต้านทานโอห์มมิกและความต้านทานโพลาไรเซชัน ความต้านทานภายในสูงจะลดแรงดันไฟฟ้าปฏิบัติการคายประจุและลดระยะเวลาคายประจุให้สั้นลง ขนาดของมันส่วนใหญ่จะได้รับผลกระทบจากวัสดุแบตเตอรี่ กระบวนการผลิต และโครงสร้างเซลล์ ความต้านทานภายในเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญสำหรับการประเมินประสิทธิภาพของแบตเตอรี่

แรงดันไฟฟ้า

แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด (OCV)คือความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างขั้วบวกและขั้วลบเมื่อแบตเตอรี่ไม่ได้ใช้งานโดยไม่มีกระแสไหลผ่านวงจร โดยทั่วไป แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ชาร์จจนเต็มจะอยู่ที่ประมาณ 4.1–4.2 V และจะลดลงเหลือประมาณ 3.0 V หลังจากคายประจุ สถานะการชาร์จ (SOC) ของแบตเตอรี่สามารถตัดสินได้โดยการวัดแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด

แรงดันไฟฟ้าขณะทำงานหรือที่เรียกว่าแรงดันเทอร์มินัล คือความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างอิเล็กโทรดทั้งสองเมื่อกระแสไหลผ่านวงจรระหว่างการทำงานของแบตเตอรี่ ในระหว่างการคายประจุ แรงดันไฟฟ้าในการทำงานจะต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดเสมอ เนื่องจากความต้านทานจากอิมพีแดนซ์ภายในที่กระแสไฟฟ้าต้องเอาชนะ สิ่งที่ตรงกันข้ามเกิดขึ้นระหว่างการชาร์จ แรงดันไฟฟ้าปฏิบัติการคายประจุโดยทั่วไปของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนคือประมาณ 3.6 V

ระยะเวลาการปลดปล่อยที่ราบสูง

ระยะเวลาการคายประจุสูงสุดของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนหมายถึงเวลาการคายประจุจากสถานะที่ชาร์จเต็มแล้วจนถึงแรงดันไฟฟ้าที่ระบุ ตัวอย่างเช่น ในการวัดระยะเวลาการคายประจุของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบไตรภาค 3.6 V ให้ชาร์จแบตเตอรี่ที่แรงดันไฟฟ้าคงที่ที่ 4.2 V และหยุดการชาร์จเมื่อกระแสไฟชาร์จน้อยกว่า 0.02 C (ชาร์จเต็ม) ให้ปล่อยไว้เป็นเวลา 10 นาที จากนั้นจึงคายประจุไปที่ 3.6 V ที่อัตราการคายประจุที่กำหนด เวลาที่ผ่านไปคือระยะเวลาที่ราบสูงการคายประจุภายใต้กระแสนั้น

เนื่องจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีข้อกำหนดแรงดันไฟฟ้าในการทำงานเฉพาะ และจะไม่ทำงานต่ำกว่าเกณฑ์ ระยะคายประจุจึงเป็นหนึ่งในเกณฑ์สำคัญในการประเมินคุณภาพของแบตเตอรี่

อัตราการคายประจุ

อัตราการคายประจุคือกระแสไฟที่จำเป็นสำหรับแบตเตอรี่จึงจะปล่อยความจุที่กำหนดภายในระยะเวลาที่กำหนด ในเชิงตัวเลข 1 C เท่ากับความจุพิกัดของแบตเตอรี่ ซึ่งโดยปกติจะแสดงด้วยตัวอักษร C ตัวอย่างเช่น หากความจุที่กำหนดของแบตเตอรี่คือ 10 Ah, 10 A จะสอดคล้องกับ 1 C (อัตรา 1 ‑), 5 A ถึง 0.5 C และ 100 A ถึง 10 C และอื่นๆ

อัตราการคายประจุเอง

อัตราการคายประจุเองหรือที่เรียกว่าความสามารถในการกักเก็บประจุ บ่งบอกถึงความสามารถของแบตเตอรี่ในการกักเก็บปริมาณไฟฟ้าที่เก็บไว้ภายใต้สภาวะวงจรเปิด โดยส่วนใหญ่ได้รับอิทธิพลจากกระบวนการผลิต วัสดุ และสภาวะการเก็บรักษา ซึ่งทำหน้าที่เป็นพารามิเตอร์ด้านประสิทธิภาพที่สำคัญ

ประสิทธิภาพ

ประสิทธิภาพการชาร์จวัดปริมาณพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ระหว่างการชาร์จซึ่งถูกแปลงเป็นพลังงานเคมีที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่ โดยส่วนใหญ่จะได้รับผลกระทบจากกระบวนการผลิต แบตเตอรี่ สูตร และอุณหภูมิแวดล้อม โดยทั่วไป ประสิทธิภาพการชาร์จจะลดลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น

ประสิทธิภาพการคายประจุคืออัตราส่วนของปริมาณไฟฟ้าจริงที่ปล่อยออกมาต่อแรงดันไฟฟ้าตัดภายใต้สภาวะการจ่ายไฟที่ระบุต่อความจุที่กำหนดของแบตเตอรี่ ได้รับผลกระทบจากอัตราการคายประจุ อุณหภูมิโดยรอบ และความต้านทานภายใน โดยทั่วไป ประสิทธิภาพการคายประจุจะลดลงตามอัตราการคายประจุที่สูงขึ้นและอุณหภูมิที่ลดลง

วงจรชีวิต

อายุการใช้งานของวงจรแบตเตอรี่หมายถึงจำนวนรอบการคายประจุของแบตเตอรี่ภายใต้ระบบการคายประจุที่กำหนดจนกว่าความจุของแบตเตอรี่จะลดลงถึงค่าที่ระบุ ตามมาตรฐานแห่งชาติของจีน (GB) สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน อัตราการรักษาความจุจะต้องคงอยู่เหนือ 60% หลังจาก 500 รอบที่อัตรา 1 C