اصول اولیه و اصطلاحات باتری ها (1)

اصول و اصطلاحات پایه بیوسایل

1. باتری چیست؟

باتری وسیله ای برای تبدیل و ذخیره انرژی است. انرژی شیمیایی یا انرژی فیزیکی را از طریق واکنش به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. با توجه به تبدیل انرژی مختلف باتری ها، آنها را می توان به باتری های شیمیایی و باتری های فیزیکی تقسیم کرد.

باتری شیمیایی یا منبع تغذیه شیمیایی وسیله ای است که انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. از دو نوع الکترود فعال الکتروشیمیایی با اجزای مختلف تشکیل شده است که به ترتیب الکترودهای مثبت و منفی را تشکیل می دهند. یک ماده شیمیایی که می تواند هدایت رسانه را فراهم کند به عنوان الکترولیت استفاده می شود. هنگامی که به یک حامل خارجی متصل می شود، انرژی الکتریکی را با تبدیل انرژی شیمیایی داخلی خود تامین می کند.

باتری فیزیکی وسیله ای است که انرژی فیزیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند.

2. تفاوت بین باتری های اولیه و ثانویه چیست؟

تفاوت اصلی تفاوت در مواد فعال است. مواد فعال در باتری های ثانویه برگشت پذیر هستند، در حالی که مواد فعال در باتری های اولیه برگشت پذیر نیستند. تخلیه خود یک باتری اولیه بسیار کمتر از باتری ثانویه است، اما مقاومت داخلی بسیار بیشتر از باتری ثانویه است و در نتیجه ظرفیت بار کمتری دارد. علاوه بر این، جرم و حجم ویژه ظرفیت باتری اولیه بیشتر از ظرفیت باتری قابل شارژ عمومی است.

3. اصل الکتروشیمیایی باتری نیکل هیدرید فلز چیست؟

باتری نیکل-فلز هیدرید از اکسید نیکل به عنوان الکترود مثبت، فلز ذخیره هیدروژن به عنوان الکترود منفی و محلول قلیایی (عمدتاً KOH) به عنوان الکترولیت استفاده می کند. هنگام شارژ باتری نیکل هیدرید فلز:

واکنش الکترود مثبت: Ni (OH) 2+OH - → NiOOH+H2O e-
واکنش منفی: M+H2O+e - → MH+OH-
هنگامی که باتری نیکل-فلز هیدرید تخلیه می شود:
واکنش الکترود مثبت: NiOOH+H2O+e - → Ni (OH) 2+OH-
واکنش منفی: MH+OH - → M+H2O+e-

4. اصل الکتروشیمیایی باتری‌های لیتیوم یون چیست؟

جزء اصلی الکترود مثبت باتری‌های لیتیوم یون LiCoO2 و الکترود منفی عمدتاً C است. در هنگام شارژ،
واکنش الکترود مثبت: LiCoO2 → Li1-xCoO2+xLi++xe-
واکنش منفی: C+xLi++xe - → CLix
واکنش کل باتری: LiCoO2+C → Li1-xCoO2+CLix
واکنش معکوس واکنش فوق در هنگام تخلیه رخ می دهد.

5. استانداردهای رایج برای باتری ها چیست؟

استاندارد IEC باتری رایج: استاندارد باتری نیکل-فلز هیدرید IEC61951-2:2003 است. صنعت باتری لیتیوم یون به طور کلی از استانداردهای UL یا ملی پیروی می کند.
استاندارد ملی رایج باتری: استاندارد باتری نیکل هیدرید فلز GB/T15100_ 1994، GB/T18288_ 2000 است. استاندارد باتری های لیتیومی GB/T10077_ 1998، YD/T998_ 1999، GB/T18287_ 2000 است.
علاوه بر این، استانداردهای رایج مورد استفاده برای باتری ها نیز شامل استاندارد صنعتی ژاپنی JIS C برای باتری ها می شود.
IEC، کمیسیون بین المللی الکتروتکنیکی، یک سازمان استانداردسازی جهانی است که از کمیسیون های ملی الکتروتکنیک تشکیل شده است. هدف آن ترویج استانداردسازی زمینه های الکتروتکنیکی و الکترونیکی جهان است. استانداردهای IEC توسط کمیسیون بین المللی الکتروتکنیکی تدوین شده است.

6. اجزای ساختاری اصلی باتری نیکل-فلز هیدرید چیست؟

اجزای اصلی باتری نیکل هیدرید فلز عبارتند از: صفحه مثبت (اکسید نیکل)، صفحه منفی (آلیاژ ذخیره هیدروژن)، الکترولیت (عمدتاً KOH)، کاغذ دیافراگم، حلقه آب بندی، کلاهک مثبت، پوسته باتری و غیره.

7. اجزای ساختاری اصلی باتری‌های لیتیوم یونی چیست؟

اجزای اصلی باتری لیتیوم یونی عبارتند از: پوشش بالایی و پایینی باتری، صفحه مثبت (ماده فعال اکسید کبالت اکسید لیتیوم است)، دیافراگم (یک فیلم کامپوزیت ویژه)، صفحه منفی (ماده فعال). کربن است)، الکترولیت آلی، پوسته باتری (تقسیم شده به پوسته فولادی و پوسته آلومینیومی) و غیره.

8. مقاومت داخلی باتری چیست؟

این به مقاومتی اطلاق می شود که جریانی که از داخل باتری در حین کار می گذرد تجربه می کند. از دو بخش تشکیل شده است: مقاومت داخلی اهمی و مقاومت داخلی قطبی. مقاومت داخلی زیاد باتری می تواند منجر به کاهش ولتاژ کاری تخلیه باتری و کوتاه شدن زمان تخلیه شود. اندازه مقاومت داخلی عمدتاً تحت تأثیر عواملی مانند مواد باتری، فرآیند ساخت و ساختار باتری است. این یک پارامتر مهم برای اندازه گیری عملکرد باتری است. توجه: استاندارد به طور کلی بر اساس مقاومت داخلی در حالت شارژ است. مقاومت داخلی باتری به جای استفاده از محدوده اهم مولتی متر برای اندازه گیری باید با استفاده از یک مقاومت سنج داخلی اختصاصی اندازه گیری شود.

9. ولتاژ اسمی چیست؟

ولتاژ اسمی باتری به ولتاژ نمایش داده شده در طول کارکرد عادی اشاره دارد. ولتاژ اسمی باتری ثانویه نیکل کادمیوم نیکل-فلز هیدرید 1.2 ولت است. ولتاژ اسمی باتری لیتیومی ثانویه 3.6 ولت است.

10. ولتاژ مدار باز چیست؟

ولتاژ مدار باز به اختلاف پتانسیل بین قطب مثبت و منفی یک باتری در زمانی که جریانی در مدار در حالت غیر فعال وجود نداشته باشد، اشاره دارد. ولتاژ کاری که به عنوان ولتاژ ترمینال نیز شناخته می شود، به اختلاف پتانسیل بین قطب مثبت و منفی یک باتری در زمانی که در مدار در حالت کار جریان دارد، اشاره دارد.

11. ظرفیت باتری چقدر است؟

ظرفیت باتری را می توان به ظرفیت پلاک نام و ظرفیت واقعی تقسیم کرد. ظرفیت پلاک نام باتری به ارائه یا تضمینی اشاره دارد که باتری در هنگام طراحی و ساخت باتری باید حداقل مقدار برق را تحت شرایط تخلیه مشخص تخلیه کند. استاندارد IEC تصریح می کند که ظرفیت پلاک نام باتری های Ni Cd و نیکل-فلز هیدرید، مقدار برق تخلیه شده است که آنها در دمای 0.1 درجه سانتیگراد به مدت 16 ساعت شارژ می شوند و در دمای 0.2 درجه سانتیگراد تا 1.0 ولت در محیط 5 ± 20 ℃ تخلیه می شوند. ℃، بیان شده در C5. برای باتری‌های لیتیوم یونی، باید به مدت 3 ساعت تحت شرایط شارژ دمای معمولی، جریان ثابت (1C) - کنترل ولتاژ ثابت (4.2V) شارژ شود و سپس در 0.2C تا 2.75V به عنوان ظرفیت پلاک آن تخلیه شود. ظرفیت واقعی باتری به ظرفیت واقعی باتری در شرایط دشارژ معین اشاره دارد که عمدتاً تحت تأثیر نرخ دشارژ و دما قرار دارد (بنابراین، ظرفیت باتری باید شرایط شارژ و دشارژ را مشخص کند). واحدهای ظرفیت باتری Ah، mAh (1Ah = 1000mAh) است.

12. ظرفیت تخلیه باقیمانده باتری چقدر است؟

هنگامی که باتری قابل شارژ با یک جریان زیاد (مانند 1 درجه سانتیگراد یا بالاتر) تخلیه می شود، به دلیل "اثر گلوگاه" نرخ انتشار داخلی ناشی از جریان بیش از حد، باتری به ولتاژ پایانه رسیده است که ظرفیت به طور کامل تخلیه نمی شود. و می تواند با یک جریان کوچک (مانند 0.2 درجه سانتیگراد) به تخلیه خود ادامه دهد تا اینکه 1.0 ولت / قطعه (باتری نیکل کادمیوم و نیکل هیدرید فلز) و 3.0 ولت / قطعه (باتری های لیتیومی) ظرفیت باقیمانده نامیده می شود.

13. سکوی تخلیه چیست؟

پلت فرم تخلیه باتری های قابل شارژ نیکل هیدروژن معمولاً به محدوده ولتاژی اطلاق می شود که در آن ولتاژ کاری باتری زمانی که تحت یک سیستم تخلیه خاص تخلیه می شود نسبتاً پایدار است. مقدار آن مربوط به جریان تخلیه است و هر چه جریان بزرگتر باشد مقدار آن کمتر می شود. پلت فرم تخلیه باتری های لیتیوم یون معمولاً زمانی که ولتاژ 4.2 ولت و جریان کمتر از 0.01 درجه سانتیگراد در ولتاژ ثابت باشد، شارژ را متوقف می کند و سپس آن را به مدت 10 دقیقه رها می کند تا با هر نرخ جریان تخلیه به 3.6 ولت تخلیه شود. این یک استاندارد مهم برای اندازه گیری کیفیت باتری ها است.

شناسایی باتری

14-روش شناسایی باتری های قابل شارژ طبق مقررات IEC چیست؟

با توجه به استاندارد IEC، شناسایی باتری نیکل هیدرید فلز از پنج قسمت تشکیل شده است.
01) نوع باتری: HF و HR نشان دهنده باتری نیکل-فلز هیدرید هستند
02) اطلاعات اندازه باتری: شامل قطر و ارتفاع باتری‌های دایره‌ای، ارتفاع، عرض، ضخامت و مقادیر عددی باتری‌های مربعی جدا شده با خطوط بریده، واحد: میلی‌متر
03) نماد مشخصه تخلیه: L نشان دهنده نرخ جریان تخلیه مناسب در 0.5 درجه سانتیگراد است
M نشان دهنده نرخ جریان تخلیه مناسب در محدوده 0.5-3.5C است
H نشان دهنده نرخ جریان تخلیه مناسب در محدوده 3.5-7.0C است
X نشان می دهد که باتری می تواند در جریان تخلیه بالای 7C-15C کار کند
04) نماد باتری با دمای بالا: نشان داده شده توسط T
05) نمایش قطعه اتصال باتری: CF نشان دهنده بدون قطعه اتصال، HH نشان دهنده قطعه اتصال مورد استفاده برای قطعه اتصال سری کششی باتری، و HB نشان دهنده قطعه اتصال مورد استفاده برای اتصال سری موازی نوار باتری است.
به عنوان مثال، HF18/07/49 نشان دهنده یک باتری نیکل-فلز هیدرید مربعی با عرض 18 میلی متر، ضخامت 7 میلی متر و ارتفاع 49 میلی متر است.
KRMT33/62HH نشان دهنده یک باتری نیکل-کادمیم با نرخ دشارژ بین 0.5C-3.5 است. باتری تک سری دمای بالا (بدون کانکتور) دارای قطر 33 میلی متر و ارتفاع 62 میلی متر است.

با توجه به استاندارد IEC61960، شناسایی باتری های لیتیومی ثانویه به شرح زیر است:
01) ترکیب شناسایی باتری: 3 حرف به دنبال آن 5 عدد (اسوانه ای) یا 6 عدد (مربع).
02) حرف اول: نشان دهنده ماده الکترود منفی باتری است. I - نشان دهنده یون لیتیوم با باتری داخلی است. L - نشان دهنده یک الکترود فلزی لیتیوم یا الکترود آلیاژ لیتیوم است.
03) حرف دوم: نشان دهنده ماده الکترود مثبت باتری است. ج - الکترود بر پایه کبالت; N - الکترود مبتنی بر نیکل. M - الکترود مبتنی بر منگنز؛ V - الکترود مبتنی بر وانادیوم.
04) حرف سوم: شکل باتری را نشان می دهد. R - نشان دهنده باتری استوانه ای است. L - نشان دهنده یک باتری مربع است.
05) شماره: باتری استوانه ای: 5 عدد به ترتیب نشان دهنده قطر و ارتفاع باتری است. واحد قطر میلی متر و واحد ارتفاع یک دهم میلی متر است. هنگامی که قطر یا ارتفاع هر بعد بزرگتر یا مساوی 100 میلی متر باشد، باید یک خط مورب بین دو بعد اضافه شود.
باتری مربعی: 6 عدد نشان دهنده ضخامت، عرض و ارتفاع باتری، بر حسب میلی متر است. هنگامی که هر یک از سه بعد بزرگتر یا مساوی 100 میلی متر است، باید یک خط مورب بین ابعاد اضافه شود. اگر هر یک از ابعاد سه گانه کمتر از 1 میلی متر باشد، حرف "t" را قبل از این بعد که بر حسب دهم میلی متر اندازه گیری می شود، اضافه کنید.
مثلا، 

ICR18650 نشان دهنده یک باتری لیتیوم یون ثانویه استوانه ای است که دارای ماده الکترود مثبت از کبالت، قطر تقریباً 18 میلی متر و ارتفاع تقریباً 65 میلی متر است.
ICR20/1050.
ICP083448 یک باتری لیتیوم یون ثانویه مربعی، با ماده الکترود مثبت کبالت، ضخامت تقریباً 8 میلی متر، عرض تقریباً 34 میلی متر و ارتفاع تقریباً 48 میلی متر را نشان می دهد.
ICP08/34/150 نشان دهنده یک باتری لیتیوم-یون ثانویه مربعی شکل است، با ماده الکترود مثبت کبالت، ضخامت تقریباً 8 میلی متر، عرض تقریباً 34 میلی متر و ارتفاع تقریباً 150 میلی متر.

15. مواد بسته بندی باتری ها چیست؟

01) مزون (کاغذ) غیر خشک کننده مانند کاغذ فیبر و نوار دو طرفه
02) فیلم PVC و لوله علامت تجاری
03) قطعه اتصال: ورق فولاد ضد زنگ، ورق نیکل خالص، ورق فولادی نیکل اندود
04) قطعه سرب: قطعه فولادی ضد زنگ (لحیم کاری آسان)   ورق نیکل خالص (لکه ای محکم جوش داده می شود)
05) نوع دوشاخه
06) اجزای حفاظتی مانند کلیدهای کنترل دما، محافظ های جریان اضافه و مقاومت های محدود کننده جریان
07) جعبه، جعبه
08) پوسته های پلاستیکی

16. هدف از بسته بندی، ترکیب و طراحی باتری چیست؟

01) زیبایی شناسی و برند
02) محدودیت ولتاژ باتری: برای به دست آوردن ولتاژ بالاتر، باید چندین باتری به صورت سری وصل شوند.
03) از باتری برای جلوگیری از اتصال کوتاه و افزایش عمر مفید آن محافظت کنید
04) محدودیت های ابعادی
05) حمل و نقل آسان
06) طراحی برای عملکردهای خاص، مانند ضد آب، طراحی بیرونی ویژه و غیره.

عملکرد باتری و تیارزیابی

17. جنبه های اصلی عملکرد باتری های ثانویه که معمولاً به آنها اشاره می شود چیست؟

به طور عمده شامل ولتاژ، مقاومت داخلی، ظرفیت، چگالی انرژی، فشار داخلی، نرخ تخلیه خود، عمر چرخه، عملکرد آب بندی، عملکرد ایمنی، عملکرد ذخیره سازی، ظاهر و غیره می شود. عوامل دیگر عبارتند از شارژ بیش از حد، تخلیه بیش از حد، مقاومت در برابر خوردگی و غیره.

18. موارد تست قابلیت اطمینان برای باتری ها چیست؟

01) چرخه عمر
02) ویژگی های تخلیه با نرخ های مختلف
03) خصوصیات تخلیه در دماهای مختلف
04) ویژگی های شارژ
05) ویژگی های خود تخلیه
06) ویژگی های ذخیره سازی
07) ویژگی های تخلیه بیش از حد
08) ویژگی های مقاومت داخلی در دماهای مختلف
09) تست چرخه دما
10) تست سقوط
11) تست ارتعاش
12) تست ظرفیت
13) تست مقاومت داخلی
14) تست GMS
15) تست ضربه با دمای بالا و پایین
16) آزمایش ضربه مکانیکی
17) تست دما و رطوبت بالا

19. موارد تست ایمنی برای باتری ها چیست؟

01) تست اتصال کوتاه
02) تست های شارژ و تخلیه بیش از حد
03) تست مقاومت ولتاژ
04) تست ضربه
05) تست ارتعاش
06) تست گرمایش
07) آزمایش آتش
09) تست چرخه دما
10) تست شارژ قطره ای
11) تست سقوط آزاد
12) تست ناحیه کم فشار
13) آزمایش تخلیه اجباری
15) تست صفحه گرمایش الکتریکی
17) تست شوک حرارتی
19) تست طب سوزنی
20) تست فشار
21) تست ضربه جسم سنگین

20. روش‌های رایج شارژ چیست؟

حالت شارژ باتری نیکل هیدرید فلز:
01) شارژ جریان ثابت: جریان شارژ در کل فرآیند شارژ یک مقدار مشخص است که رایج ترین روش است.
02) شارژ ولتاژ ثابت: در طول فرآیند شارژ، هر دو انتهای منبع تغذیه شارژ مقدار ثابتی را حفظ می کنند و با افزایش ولتاژ باتری، جریان در مدار به تدریج کاهش می یابد.
03) جریان ثابت و شارژ ولتاژ ثابت: باتری ابتدا با جریان ثابت (CC) شارژ می شود. هنگامی که ولتاژ باتری به مقدار معینی افزایش می یابد، ولتاژ بدون تغییر باقی می ماند (CV) و جریان در مدار به مقدار بسیار کمی کاهش می یابد و در نهایت به صفر میل می کند.
روش شارژ باتری های لیتیومی:
جریان ثابت و شارژ ولتاژ ثابت: ابتدا باتری با جریان ثابت (CC) شارژ می شود. هنگامی که ولتاژ باتری به مقدار معینی افزایش می یابد، ولتاژ بدون تغییر باقی می ماند (CV) و جریان در مدار به مقدار بسیار کمی کاهش می یابد و در نهایت به صفر میل می کند.

21. شارژ و دشارژ استاندارد باتری نیکل هیدرید فلز چیست؟

استانداردهای بین المللی IEC تصریح می کند که شارژ و دشارژ استاندارد باتری نیکل هیدرید فلز به این صورت است: ابتدا باتری را با ولتاژ 0.2 درجه سانتی گراد تا 1.0 ولت / قطعه تخلیه کنید، سپس آن را در دمای 0.1 درجه سانتی گراد به مدت 16 ساعت شارژ کنید، پس از یک ساعت کناری گذاشتن، آن را تخلیه کنید. آن را در 0.2C تا 1.0V / قطعه، که شارژ و دشارژ استاندارد باتری است.

22. شارژ پالس چیست؟ چه تاثیری بر عملکرد باتری دارد؟

شارژ پالس به طور کلی روش شارژ و دشارژ را اتخاذ می کند، یعنی شارژ به مدت 5 ثانیه و سپس تخلیه برای 1 ثانیه. به این ترتیب، بیشتر اکسیژن تولید شده در طول فرآیند شارژ به الکترولیت در زیر پالس تخلیه کاهش می یابد. نه تنها مقدار گازی شدن الکترولیت داخلی را محدود می کند، بلکه برای باتری های قدیمی که قبلاً به شدت پلاریزه شده اند، پس از استفاده از این روش شارژ برای 5-10 بار شارژ و دشارژ، به تدریج بهبود می یابند یا به ظرفیت اولیه خود نزدیک می شوند.

23. شارژ Trickle چیست؟

شارژ قطره ای برای جبران افت ظرفیت ناشی از خود تخلیه باتری پس از شارژ کامل استفاده می شود. شارژ جریان پالس به طور کلی برای دستیابی به اهداف فوق استفاده می شود.

24. راندمان شارژ چیست؟

بازده شارژ به اندازه گیری درجه تبدیل انرژی الکتریکی مصرف شده توسط باتری در فرآیند شارژ به انرژی شیمیایی ذخیره شده توسط باتری اشاره دارد. عمدتاً تحت تأثیر فرآیند باتری و دمای محیط کار باتری است. به طور کلی، هر چه دمای محیط بالاتر باشد، راندمان شارژ کمتر است.

25. راندمان تخلیه چیست؟

بازده تخلیه به نسبت برق واقعی تخلیه شده به ولتاژ پایانه تحت شرایط تخلیه معین به ظرفیت پلاک اشاره دارد که عمدتاً تحت تأثیر نرخ تخلیه، دمای محیط، مقاومت داخلی و سایر عوامل است. به طور کلی، هر چه میزان دبی بیشتر باشد، راندمان تخلیه کمتر است. هرچه دما کمتر باشد، راندمان تخلیه کمتر است.

26. توان خروجی باتری چقدر است؟

توان خروجی باتری به توانایی خروجی انرژی در واحد زمان اشاره دارد. بر اساس جریان تخلیه I و ولتاژ تخلیه، P=U * I، بر حسب وات محاسبه می شود.

هرچه مقاومت داخلی باتری کمتر باشد، توان خروجی بیشتر است. مقاومت داخلی باتری باید کمتر از مقاومت داخلی وسیله الکتریکی باشد، در غیر این صورت توان مصرفی خود باتری نیز از توان مصرفی دستگاه الکتریکی بیشتر خواهد بود. این غیراقتصادی است و ممکن است به باتری آسیب برساند.

27. خود تخلیه باتری های ثانویه چیست؟ میزان خود تخلیه انواع باتری ها چقدر است؟

تخلیه خودکار که به عنوان ظرفیت نگهداری شارژ نیز شناخته می شود، به توانایی باتری برای حفظ انرژی ذخیره شده خود در شرایط محیطی خاص در حالت مدار باز اشاره دارد. به طور کلی، تخلیه خود عمدتاً تحت تأثیر فرآیند تولید، مواد و شرایط ذخیره سازی قرار می گیرد. تخلیه خودکار یکی از پارامترهای اصلی برای اندازه گیری عملکرد باتری است. به طور کلی، هرچه دمای ذخیره سازی باتری کمتر باشد، میزان خود تخلیه آن نیز کمتر است. البته لازم به ذکر است که دمای پایین یا زیاد ممکن است به باتری آسیب برساند و آن را غیرقابل استفاده کند.

پس از اینکه باتری کاملاً شارژ شد و برای مدتی باز ماند، میزان مشخصی از خود تخلیه یک پدیده طبیعی است. استاندارد IEC تصریح می کند که پس از شارژ کامل، باتری نیکل-فلز هیدرید باید به مدت 28 روز در دمای 5 ± 20 ℃ و رطوبت (20 ± 65) درصد باز نگه داشته شود و ظرفیت تخلیه 0.2 درجه سانتی گراد به 60 برسد. درصد ظرفیت اولیه

28. آزمایش تخلیه 24 ساعته خود چیست؟

آزمایش خود تخلیه باتری های لیتیومی معمولاً با استفاده از تخلیه خودکار 24 ساعته برای آزمایش سریع توانایی حفظ شارژ آنها انجام می شود. باتری در 0.2C تا 3.0V تخلیه می شود، با جریان ثابت و ولتاژ ثابت 1C تا 4.2V شارژ می شود، با جریان قطع 10mA. پس از 15 دقیقه ذخیره سازی، ظرفیت تخلیه C1 در 1C تا 3.0V اندازه گیری می شود و سپس باتری با جریان ثابت و ولتاژ ثابت 1C تا 4.2V با جریان قطع 10mA شارژ می شود. پس از 24 ساعت ذخیره سازی، ظرفیت 1C C2 اندازه گیری می شود و C2/C1 * 100٪ باید بیشتر از 99٪ باشد.

29. تفاوت مقاومت داخلی حالت شارژ و مقاومت داخلی حالت تخلیه چیست؟

مقاومت داخلی حالت شارژ به مقاومت داخلی باتری در هنگام شارژ کامل اشاره دارد. مقاومت داخلی حالت دشارژ به مقاومت داخلی باتری پس از تخلیه کامل اشاره دارد.

به طور کلی، مقاومت داخلی در حالت تخلیه ناپایدار و نسبتاً بزرگ است، در حالی که مقاومت داخلی در حالت شارژ کوچک است و مقدار مقاومت نسبتاً پایدار است. در طول استفاده از باتری ها، فقط مقاومت داخلی حالت شارژ اهمیت عملی دارد. در مراحل بعدی استفاده از باتری، به دلیل تخلیه الکترولیت و کاهش فعالیت شیمیایی داخلی، مقاومت داخلی باتری به درجات مختلف افزایش می یابد.

30. مقاومت استاتیک چیست؟ مقاومت دینامیکی چیست؟

مقاومت داخلی استاتیک به مقاومت داخلی باتری در هنگام تخلیه اشاره دارد و مقاومت داخلی پویا به مقاومت داخلی باتری در هنگام شارژ اشاره دارد.

31. آیا این یک تست استاندارد شارژ بیش از حد است؟

IEC تصریح می کند که تست استاندارد مقاومت در برابر شارژ بیش از حد باتری نیکل هیدرید فلز عبارت است از: باتری را با ولتاژ 0.2C تا 1.0V / قطعه تخلیه کنید و آن را به طور مداوم در 0.1C به مدت 48 ساعت شارژ کنید. باتری باید بدون تغییر شکل و نشتی باشد و زمان تخلیه از 0.2C تا 1.0V پس از شارژ بیش از حد باید بیش از 5 ساعت باشد.

32. آزمون چرخه عمر استاندارد IEC چیست؟

IEC تصریح می کند که تست چرخه استاندارد باتری نیکل هیدرید فلز عبارت است از:
پس از تخلیه باتری در 0.2C تا 1.0V/cell
01) شارژ در دمای 0.1 درجه سانتیگراد به مدت 16 ساعت، سپس در دمای 0.2 درجه سانتیگراد به مدت 2 ساعت و 30 دقیقه (یک چرخه) شارژ کنید.
02) شارژ در دمای 0.25 درجه سانتیگراد به مدت 3 ساعت و 10 دقیقه، تخلیه در دمای 0.25 درجه سانتیگراد به مدت 2 ساعت و 20 دقیقه (2-48 چرخه)
03) شارژ در دمای 0.25 درجه سانتیگراد به مدت 3 ساعت و 10 دقیقه و تخلیه در 0.25 درجه سانتیگراد تا 1.0 ولت (چرخه 49)
04) در دمای 0.1 درجه سانتیگراد به مدت 16 ساعت شارژ کنید، بگذارید 1 ساعت بماند، در 0.2 درجه سانتیگراد تا 1.0 ولت تخلیه کنید (سیکل 50). برای باتری نیکل-فلز هیدرید، پس از تکرار 1-4 برای 400 سیکل، زمان تخلیه 0.2C آن باید بیش از 3 ساعت باشد. 1-4 را برای مجموع 500 چرخه برای باتری نیکل کادمیوم تکرار کنید و زمان تخلیه 0.2C باید بیش از 3 ساعت باشد.

33. فشار داخلی باتری چقدر است؟

فشار داخلی باتری به گاز تولید شده در طی فرآیند شارژ و دشارژ باتری مهر و موم شده اشاره دارد که عمدتاً تحت تأثیر عواملی مانند مواد باتری، فرآیند ساخت و ساختار باتری قرار می گیرد. دلیل اصلی وقوع آن به دلیل تجمع آب و گاز حاصل از تجزیه محلول های آلی در داخل باتری است. به طور کلی، فشار داخلی باتری در سطح نرمال حفظ می شود. در صورت شارژ یا دشارژ بیش از حد، فشار داخلی باتری ممکن است افزایش یابد:

به عنوان مثال، شارژ بیش از حد، الکترود مثبت: 4OH -4e → 2H2O+O2 ↑; ①
اکسیژن تولید شده با گاز هیدروژن رسوب شده روی الکترود منفی واکنش داده و آب 2H2+O2 → 2H2O ② تولید می کند.
اگر سرعت واکنش ② کمتر از واکنش ① باشد، اکسیژن تولید شده به موقع مصرف نمی شود که باعث افزایش فشار داخلی باتری می شود.

34. تست استاندارد نگهداری شارژ چیست؟

IEC تصریح می کند که تست استاندارد نگهداری شارژ باتری نیکل هیدرید فلز عبارت است از:
باتری در 0.2C تا 1.0V دشارژ می شود، در 0.1C به مدت 16 ساعت شارژ می شود، در دمای 20 ℃ ± ℃ و رطوبت 65 ± 20% به مدت 28 روز ذخیره می شود و سپس در 0.2 C تا 1.0 ولت تخلیه می شود، در حالی که نیکل باتری متال هیدرید باید بیش از 3 ساعت باشد.
طبق استانداردهای ملی، تست استاندارد حفظ شارژ باتری های لیتیومی به شرح زیر است: (IEC هیچ استاندارد مربوطه ای ندارد) باتری در دمای 0.2C تا 3.0/cell تخلیه می شود، سپس با جریان ثابت 1C و ولتاژ تا 4.2V شارژ می شود. جریان قطع 10 میلی آمپر پس از 28 روز نگهداری در دمای 5 ± 20 ℃، در 0.2 درجه سانتیگراد تا 2.75 ولت تخلیه می شود و ظرفیت تخلیه محاسبه می شود. در مقایسه با ظرفیت اسمی باتری، نباید کمتر از 85 درصد ظرفیت اولیه باشد.

35. آزمایش اتصال کوتاه چیست؟

یک باتری کاملا شارژ شده را در یک جعبه ضد انفجار با سیم مقاومت داخلی ≤ 100m Ω وصل کنید تا قطب های مثبت و منفی را اتصال کوتاه کنید و باتری نباید منفجر شود یا آتش بگیرد.

36. تست دما و رطوبت بالا چیست؟

تست دما و رطوبت بالا باتری نیکل هیدرید فلز به شرح زیر است:
پس از شارژ کامل باتری، آن را به مدت چند روز در شرایط دما و رطوبت ثابت نگهداری کنید و مشاهده کنید که آیا در طول فرآیند ذخیره سازی نشتی وجود دارد یا خیر.
تست دما و رطوبت بالا برای باتری های لیتیومی به شرح زیر است: (استاندارد ملی)
باتری 1C را با جریان و ولتاژ ثابت 4.2 ولت و با جریان قطع 10 میلی آمپر شارژ کنید و سپس آن را در جعبه دما و رطوبت ثابت در دمای (2±40) ℃ با رطوبت نسبی 90٪ -95 قرار دهید. درصد به مدت 48 ساعت باتری را بردارید و بگذارید 2 ساعت در دمای (5±20) ℃ بماند. ظاهر باتری را رعایت کنید و هیچ گونه ناهنجاری وجود نداشته باشد. سپس باتری را با جریان ثابت 1C تا 2.75V تخلیه کنید. سپس، چرخه های شارژ 1C و تخلیه 1C را در دمای (5±20) ℃ انجام دهید تا ظرفیت تخلیه کمتر از 85٪ ظرفیت اولیه نباشد، اما تعداد چرخه ها نباید بیش از 3 بار باشد.

37. آزمایش افزایش دما چیست؟

پس از شارژ کامل باتری، آن را در فر قرار دهید و از دمای اتاق با سرعت 5 درجه در دقیقه گرم کنید. وقتی دمای فر به 130 درجه رسید، آن را به مدت 30 دقیقه نگه دارید. باتری نباید منفجر شود یا آتش بگیرد.

38. آزمایش چرخه دما چیست؟

آزمایش چرخه دما شامل 27 چرخه است و هر چرخه شامل مراحل زیر است:
01) باتری را از دمای اتاق به 1 ساعت در 3 ± 66 ℃ و 15 ± 5٪ تغییر دهید.
02) به 1 ساعت نگهداری در دمای 3 ± 33 ℃ و رطوبت 5 ± 90 ℃ تغییر دهید.
03) شرایط را به -40 ± 3 ℃ تغییر دهید و بگذارید 1 ساعت بماند.
04) باتری را به مدت 0.5 ساعت در دمای 25 ℃ بگذارید
این فرآیند 4 مرحله ای یک چرخه را کامل می کند. پس از 27 دوره آزمایش، باتری نباید نشتی، خزیدن قلیایی، زنگ زدگی یا سایر شرایط غیرعادی داشته باشد.

39. تست دراپ چیست؟

پس از شارژ کامل باتری یا بسته باتری، سه بار از ارتفاع 1 متری روی زمین بتنی (یا سیمانی) انداخته می شود تا ضربه جهت تصادفی حاصل شود.

40. آزمایش ارتعاش چیست؟

روش تست ارتعاش باتری نیکل هیدرید فلز به شرح زیر است:
پس از تخلیه باتری در ولتاژ 0.2 درجه سانتیگراد تا 1.0 ولت، آن را به مدت 16 ساعت در دمای 0.1 درجه سانتیگراد شارژ کنید و با توجه به شرایط زیر اجازه دهید تا 24 ساعت بماند و سپس ویبره شود:
دامنه: 0.8 میلی متر
باتری را بین 10HZ-55HZ تکان دهید، با نرخ ارتعاش 1HZ در دقیقه کم یا زیاد کنید.
تغییر ولتاژ باتری باید در ± 0.02 ولت و تغییر مقاومت داخلی باید در ± 5 متر Ω باشد. (زمان لرزش 90 دقیقه است)
روش آزمایشی ارتعاشی برای باتری های لیتیومی به شرح زیر است:
پس از تخلیه باتری در 0.2C تا 3.0V، آن را با جریان ثابت 1C و ولتاژ را تا 4.2V با جریان قطع 10mA شارژ کنید. پس از 24 ساعت نگهداری، بر اساس شرایط زیر لرزش دهید:
آزمایش‌های ارتعاشی را با فرکانس ارتعاش از 10 هرتز تا 60 هرتز و سپس تا 10 هرتز در عرض 5 دقیقه، با دامنه 0.06 اینچ انجام دهید. باتری در جهت سه محور می لرزد و هر محور به مدت نیم ساعت می لرزد.
تغییر ولتاژ باتری باید در ± 0.02 ولت و تغییر مقاومت داخلی باید در ± 5 متر Ω باشد.

41. آزمایش ضربه چیست؟

پس از شارژ کامل باتری، یک میله سخت را به صورت افقی روی باتری قرار دهید و با استفاده از یک وزنه 20 پوندی از ارتفاع مشخصی به میله سخت ضربه بزنید. باتری نباید منفجر شود یا آتش بگیرد.

42. آزمایش نفوذ چیست؟

پس از شارژ کامل باتری، با استفاده از میخ با قطر مشخص از مرکز باتری عبور کرده و میخ را داخل باتری بگذارید. باتری نباید منفجر شود یا آتش بگیرد.

43. آزمایش آتش چیست؟

باتری کاملا شارژ شده را روی یک دستگاه گرمایشی با پوشش محافظ مخصوص برای سوختن قرار دهید، بدون اینکه هیچ گونه زباله به پوشش محافظ نفوذ کند.