లిథియం బ్యాటరీ ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ సిద్ధాంతం

లిథియం బ్యాటరీ ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ సిద్ధాంతం

1.1 స్టేట్ ఆఫ్ ఛార్జ్ (SOC)

ఛార్జ్ స్థితిని బ్యాటరీలో అందుబాటులో ఉన్న విద్యుత్ శక్తి స్థితిగా నిర్వచించవచ్చు, సాధారణంగా శాతంగా వ్యక్తీకరించబడుతుంది. అందుబాటులో ఉన్న విద్యుత్ శక్తి ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ కరెంట్, ఉష్ణోగ్రత మరియు వృద్ధాప్య దృగ్విషయాన్ని బట్టి మారుతుంది కాబట్టి, ఛార్జ్ స్థితి యొక్క నిర్వచనం కూడా రెండు రకాలుగా విభజించబడింది: సంపూర్ణ ఛార్జ్ (ASOC) మరియు రిలేటివ్ స్టేట్ ఆఫ్ ఛార్జ్ (RSOC). ఛార్జ్ యొక్క సాపేక్ష స్థితి యొక్క పరిధి సాధారణంగా 0% -100%, బ్యాటరీ పూర్తిగా ఛార్జ్ అయినప్పుడు 100% మరియు పూర్తిగా డిశ్చార్జ్ అయినప్పుడు 0% ఉంటుంది. ఛార్జ్ యొక్క సంపూర్ణ స్థితి అనేది బ్యాటరీని తయారు చేసినప్పుడు రూపొందించబడిన స్థిర సామర్థ్య విలువ ఆధారంగా లెక్కించబడే సూచన విలువ. సరికొత్త పూర్తిగా ఛార్జ్ చేయబడిన బ్యాటరీ యొక్క ఛార్జ్ యొక్క సంపూర్ణ స్థితి 100%; వృద్ధాప్య బ్యాటరీ పూర్తిగా ఛార్జ్ చేయబడినప్పటికీ, వివిధ ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ పరిస్థితులలో ఇది 100% చేరుకోదు.

వివిధ ఉత్సర్గ రేట్ల క్రింద వోల్టేజ్ మరియు బ్యాటరీ సామర్థ్యం మధ్య సంబంధాన్ని క్రింది బొమ్మ చూపుతుంది. డిశ్చార్జ్ రేటు ఎక్కువ, బ్యాటరీ సామర్థ్యం తక్కువగా ఉంటుంది. ఉష్ణోగ్రత తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, బ్యాటరీ సామర్థ్యం కూడా తగ్గుతుంది.

                          మూర్తి 1. వివిధ ఉత్సర్గ రేట్లు మరియు ఉష్ణోగ్రతల క్రింద వోల్టేజ్ మరియు సామర్థ్యం మధ్య సంబంధం

1.2 గరిష్ట ఛార్జింగ్ వోల్టేజ్

అత్యధిక ఛార్జింగ్ వోల్టేజ్ బ్యాటరీ యొక్క రసాయన కూర్పు మరియు లక్షణాలకు సంబంధించినది. లిథియం బ్యాటరీల ఛార్జింగ్ వోల్టేజ్ సాధారణంగా 4.2V మరియు 4.35V, మరియు వోల్టేజ్ విలువలు కాథోడ్ మరియు యానోడ్ పదార్థాలపై ఆధారపడి మారవచ్చు.

1.3 పూర్తిగా ఛార్జ్ చేయబడింది

బ్యాటరీ వోల్టేజ్ మరియు అత్యధిక ఛార్జింగ్ వోల్టేజ్ మధ్య వ్యత్యాసం 100mV కంటే తక్కువగా ఉన్నప్పుడు మరియు ఛార్జింగ్ కరెంట్ C/10కి తగ్గినప్పుడు, బ్యాటరీ పూర్తిగా ఛార్జ్ అయినట్లు పరిగణించవచ్చు. బ్యాటరీల లక్షణాలు మారుతూ ఉంటాయి మరియు పూర్తి ఛార్జింగ్ కోసం పరిస్థితులు కూడా మారుతూ ఉంటాయి.

కింది బొమ్మ సాధారణ లిథియం బ్యాటరీ ఛార్జింగ్ లక్షణ వక్రరేఖను చూపుతుంది. బ్యాటరీ వోల్టేజ్ అత్యధిక ఛార్జింగ్ వోల్టేజీకి సమానంగా ఉన్నప్పుడు మరియు ఛార్జింగ్ కరెంట్ C/10కి తగ్గినప్పుడు, బ్యాటరీ పూర్తిగా ఛార్జ్ అయినట్లు పరిగణించబడుతుంది.

                             మూర్తి 2. లిథియం బ్యాటరీ ఛార్జింగ్ లక్షణ వక్రత

1.4 కనిష్ట డిశ్చార్జింగ్ వోల్టేజ్

కనిష్ట ఉత్సర్గ వోల్టేజ్‌ను కట్-ఆఫ్ డిచ్ఛార్జ్ వోల్టేజ్‌గా నిర్వచించవచ్చు, సాధారణంగా వోల్టేజ్ 0% ఛార్జ్ స్థితిలో ఉంటుంది. ఈ వోల్టేజ్ విలువ స్థిర విలువ కాదు, కానీ లోడ్, ఉష్ణోగ్రత, వృద్ధాప్య డిగ్రీ లేదా ఇతర కారకాలతో మారుతుంది.

1.5 పూర్తి ఉత్సర్గ

బ్యాటరీ వోల్టేజ్ కనీస ఉత్సర్గ వోల్టేజ్ కంటే తక్కువగా లేదా సమానంగా ఉన్నప్పుడు, దానిని పూర్తి డిచ్ఛార్జ్ అని పిలుస్తారు.

1.6 ఛార్జ్ డిచ్ఛార్జ్ రేట్ (C-రేట్)

ఛార్జ్ డిశ్చార్జ్ రేట్ అనేది బ్యాటరీ సామర్థ్యానికి సంబంధించి ఛార్జ్ డిశ్చార్జ్ కరెంట్ యొక్క ప్రాతినిధ్యం. ఉదాహరణకు, ఒక గంట పాటు డిశ్చార్జ్ చేయడానికి 1C ఉపయోగించినట్లయితే, బ్యాటరీ పూర్తిగా డిశ్చార్జ్ అవుతుంది. వేర్వేరు ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ రేట్లు వివిధ అందుబాటులో ఉన్న సామర్థ్యాలకు దారితీస్తాయి. సాధారణంగా, ఛార్జ్ ఉత్సర్గ రేటు ఎక్కువ, అందుబాటులో ఉన్న సామర్థ్యం తక్కువగా ఉంటుంది.

1.7 సైకిల్ లైఫ్

చక్రాల సంఖ్య అనేది బ్యాటరీ పూర్తి ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్‌కు గురైన సంఖ్య, ఇది వాస్తవ ఉత్సర్గ సామర్థ్యం మరియు డిజైన్ సామర్థ్యం నుండి అంచనా వేయబడుతుంది. ఎప్పుడైతే సేకరించబడిన ఉత్సర్గ సామర్థ్యం డిజైన్ సామర్థ్యానికి సమానం అయితే, చక్రాల సంఖ్య ఒకటి. సాధారణంగా, 500 ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ సైకిల్స్ తర్వాత, పూర్తిగా ఛార్జ్ చేయబడిన బ్యాటరీ సామర్థ్యం 10% నుండి 20% వరకు తగ్గుతుంది.

                          మూర్తి 3. సైకిల్ టైమ్స్ మరియు బ్యాటరీ కెపాసిటీ మధ్య సంబంధం

1.8 స్వీయ ఉత్సర్గ

పెరుగుతున్న ఉష్ణోగ్రతతో అన్ని బ్యాటరీల స్వీయ ఉత్సర్గ పెరుగుతుంది. స్వీయ ఉత్సర్గ అనేది ప్రాథమికంగా తయారీ లోపం కాదు, కానీ బ్యాటరీ యొక్క లక్షణం. అయినప్పటికీ, తయారీ ప్రక్రియలో సరికాని నిర్వహణ కూడా స్వీయ ఉత్సర్గ పెరుగుదలకు దారి తీస్తుంది. సాధారణంగా, బ్యాటరీ ఉష్ణోగ్రతలో ప్రతి 10 ° C పెరుగుదలకు, స్వీయ ఉత్సర్గ రేటు రెట్టింపు అవుతుంది. లిథియం అయాన్ బ్యాటరీలు నెలవారీ స్వీయ ఉత్సర్గ సామర్థ్యాన్ని సుమారుగా 1-2% కలిగి ఉంటాయి, అయితే వివిధ నికెల్ ఆధారిత బ్యాటరీలు నెలవారీ స్వీయ ఉత్సర్గ సామర్థ్యాన్ని 10-15% కలిగి ఉంటాయి.

                             మూర్తి 4. వివిధ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద లిథియం బ్యాటరీల స్వీయ ఉత్సర్గ రేటు పనితీరు