Grundprinzipien und Terminologie von Batterien (1)

Grundprinzipien und Terminologie von BBatterien

1. Was ist eine Batterie?

Batterien sind Geräte zur Energieumwandlung und -speicherung. Es wandelt chemische Energie oder physikalische Energie durch Reaktion in elektrische Energie um. Entsprechend der unterschiedlichen Energieumwandlung von Batterien können diese in chemische Batterien und physikalische Batterien unterteilt werden.

Eine chemische Batterie oder ein chemisches Netzteil ist ein Gerät, das chemische Energie in elektrische Energie umwandelt. Es besteht aus zwei Arten elektrochemischer Aktivelektroden mit unterschiedlichen Komponenten, die jeweils positive und negative Elektroden bilden. Als Elektrolyt wird ein chemischer Stoff verwendet, der für die Medienleitung sorgen kann. Wenn es an einen externen Träger angeschlossen ist, stellt es elektrische Energie bereit, indem es seine interne chemische Energie umwandelt.

Eine physische Batterie ist ein Gerät, das physische Energie in elektrische Energie umwandelt.

2. Was sind die Unterschiede zwischen Primär- und Sekundärbatterien?

Der Hauptunterschied liegt im Unterschied der Wirkstoffe. Die Wirkstoffe in Sekundärbatterien sind reversibel, während die Wirkstoffe in Primärbatterien nicht reversibel sind. Die Selbstentladung einer Primärbatterie ist viel geringer als die einer Sekundärbatterie, der Innenwiderstand ist jedoch viel größer als bei einer Sekundärbatterie, was zu einer geringeren Ladekapazität führt. Darüber hinaus sind die masse- und volumenspezifische Kapazität einer Primärbatterie größer als die einer allgemeinen wiederaufladbaren Batterie.

3. Was ist das elektrochemische Prinzip einer Nickel-Metallhydrid-Batterie?

Nickel-Metallhydrid-Batterien verwenden Ni-Oxid als positive Elektrode, Wasserstoffspeichermetall als negative Elektrode und alkalische Lösung (hauptsächlich KOH) als Elektrolyt. Beim Laden eines Nickel-Metallhydrid-Akkus:

Positive Elektrodenreaktion: Ni (OH) 2+OH - → NiOOH+H2O e-
Negative Reaktion: M+H2O+e - → MH+OH-
Wenn der Nickel-Metallhydrid-Akku entladen ist:
Positive Elektrodenreaktion: NiOOH+H2O+e - → Ni (OH) 2+OH-
Negative Reaktion: MH+OH - → M+H2O+e-

4. Was ist das elektrochemische Prinzip von Lithium-Ionen-Batterien?

Der Hauptbestandteil der positiven Elektrode von Lithium-Ionen-Batterien ist LiCoO2, und die negative Elektrode besteht hauptsächlich aus C. Während des Ladens
Positive Elektrodenreaktion: LiCoO2 → Li1-xCoO2+xLi++xe-
Negative Reaktion: C+xLi++xe - → CLix
Gesamte Batteriereaktion: LiCoO2+C → Li1-xCoO2+CLix
Beim Entladen findet die Rückreaktion der obigen Reaktion statt.

5.Was sind die allgemein verwendeten Standards für Batterien?

Gängige IEC-Norm für Batterien: Die Norm für Nickel-Metallhydrid-Batterien ist IEC61951-2:2003; Die Lithium-Ionen-Batterieindustrie folgt im Allgemeinen UL- oder nationalen Standards.
Gemeinsamer nationaler Batteriestandard: Der Standard für Nickel-Metallhydrid-Batterien ist GB/T15100_ 1994, GB/T18288_ 2000; Der Standard für Lithiumbatterien ist GB/T10077_ 1998, YD/T998_ 1999, GB/T18287_ 2000.
Zu den gängigen Standards für Batterien gehört darüber hinaus auch der japanische Industriestandard JIS C für Batterien.
IEC, die Internationale Elektrotechnische Kommission, ist eine weltweite Normungsorganisation, die sich aus nationalen elektrotechnischen Kommissionen zusammensetzt. Ihr Zweck ist es, die Standardisierung der elektrotechnischen und elektronischen Bereiche weltweit voranzutreiben. IEC-Normen werden von der International Electrotechnical Commission formuliert.

6. Was sind die Hauptstrukturkomponenten einer Nickel-Metallhydrid-Batterie?

Die Hauptkomponenten einer Nickel-Metallhydrid-Batterie sind: positive Platte (Nickeloxid), negative Platte (Wasserstoffspeicherlegierung), Elektrolyt (hauptsächlich KOH), Membranpapier, Dichtungsring, positive Kappe, Batteriegehäuse usw.

7. Was sind die Hauptstrukturkomponenten von Lithium-Ionen-Batterien?

Die Hauptkomponenten der Lithium-Ionen-Batterie sind: die obere und untere Abdeckung der Batterie, die positive Platte (das aktive Material ist Lithiumoxid-Kobaltoxid), die Membran (ein spezieller Verbundfilm), die negative Platte (das aktive Material). ist Kohlenstoff), der organische Elektrolyt, das Batteriegehäuse (unterteilt in Stahlgehäuse und Aluminiumgehäuse) usw.

8. Was ist der Innenwiderstand der Batterie?

Es bezieht sich auf den Widerstand, den der Strom erfährt, der während des Betriebs durch das Innere der Batterie fließt. Es besteht aus zwei Teilen: dem ohmschen Innenwiderstand und dem Polarisationsinnenwiderstand. Ein großer Innenwiderstand der Batterie kann zu einer Verringerung der Arbeitsspannung der Batterieentladung und einer verkürzten Entladezeit führen. Die Größe des Innenwiderstands wird hauptsächlich von Faktoren wie Batteriematerial, Herstellungsprozess und Batteriestruktur beeinflusst. Es ist ein wichtiger Parameter zur Messung der Batterieleistung. Hinweis: Der Standard basiert im Allgemeinen auf dem Innenwiderstand im Ladezustand. Der Innenwiderstand der Batterie muss mit einem speziellen Innenwiderstandsmessgerät gemessen werden, anstatt den Ohmbereich eines Multimeters zur Messung zu verwenden.

9. Wie hoch ist die Nennspannung?

Die Nennspannung der Batterie bezieht sich auf die im Normalbetrieb angezeigte Spannung. Die Nennspannung der sekundären Nickel-Cadmium-Nickel-Metallhydrid-Batterie beträgt 1,2 V; Die Nennspannung der sekundären Lithiumbatterie beträgt 3,6 V.

10. Was ist Leerlaufspannung?

Unter Leerlaufspannung versteht man die Potentialdifferenz zwischen dem Plus- und dem Minuspol einer Batterie, wenn im Ruhezustand kein Strom durch den Stromkreis fließt. Die Arbeitsspannung, auch Klemmenspannung genannt, bezieht sich auf die Potenzialdifferenz zwischen dem Plus- und dem Minuspol einer Batterie, wenn im Betriebszustand Strom im Stromkreis fließt.

11. Welche Kapazität hat eine Batterie?

Die Batteriekapazität kann in Typenschildkapazität und tatsächliche Kapazität unterteilt werden. Die auf dem Typenschild der Batterie angegebene Kapazität bezieht sich auf die Bereitstellung oder Garantie, dass die Batterie bei der Entwicklung und Herstellung der Batterie unter bestimmten Entladungsbedingungen die Mindestmenge an Elektrizität entladen sollte. Die IEC-Norm legt fest, dass die auf dem Typenschild angegebene Kapazität von Ni-Cd- und Nickel-Metallhydrid-Batterien die Menge an Strom ist, die entladen wird, wenn sie 16 Stunden lang bei 0,1 °C geladen und bei 0,2 °C bis 1,0 V in einer Umgebung von 20 °C ± 5 entladen wird ℃, ausgedrückt in C5. Bei Lithium-Ionen-Batterien ist es erforderlich, 3 Stunden lang unter den Ladebedingungen normaler Temperatur, konstantem Strom (1 °C) und konstanter Spannung (4,2 V) zu laden und dann bei 0,2 °C bis 2,75 V zu entladen, wie auf dem Typenschild angegeben. Die tatsächliche Kapazität der Batterie bezieht sich auf die tatsächliche Kapazität der Batterie unter bestimmten Entladebedingungen, die hauptsächlich von der Entladerate und der Temperatur beeinflusst wird (streng genommen sollte die Batteriekapazität also die Lade- und Entladebedingungen angeben). Die Einheiten der Batteriekapazität sind Ah, mAh (1Ah=1000mAh)

12. Wie groß ist die Restentladekapazität einer Batterie?

Wenn der Akku mit einem großen Strom (z. B. 1C oder mehr) entladen wird, hat der Akku aufgrund des „Engpasseffekts“ der internen Diffusionsrate, der durch übermäßigen Strom verursacht wird, die Klemmenspannung erreicht, wenn die Kapazität nicht vollständig entladen werden kann. und kann mit einem kleinen Strom (z. B. 0,2 °C) weiter entladen werden, bis 1,0 V/Stück (Nickel-Cadmium- und Nickel-Metallhydrid-Batterie) und 3,0 V/Stück (Lithium-Batterien) als Restkapazität bezeichnet werden.

13. Was ist eine Entladeplattform?

Die Entladeplattform von wiederaufladbaren Nickel-Wasserstoff-Batterien bezieht sich normalerweise auf den Spannungsbereich, in dem die Arbeitsspannung der Batterie beim Entladen unter einem bestimmten Entladesystem relativ stabil ist. Sein Wert hängt vom Entladestrom ab, und je größer der Strom, desto niedriger ist sein Wert. Die Entladeplattform von Lithium-Ionen-Batterien stoppt den Ladevorgang im Allgemeinen, wenn die Spannung 4,2 V beträgt und der Strom bei konstanter Spannung weniger als 0,01 C beträgt, und lässt sie dann 10 Minuten lang bei jedem Entladestrom auf 3,6 V entladen. Es handelt sich um einen wichtigen Standard zur Messung der Qualität von Batterien.

Batterieidentifikation

14. Was ist die Identifizierungsmethode für wiederaufladbare Batterien gemäß den IEC-Vorschriften?

Gemäß der IEC-Norm besteht die Identifizierung von Nickel-Metallhydrid-Batterien aus fünf Teilen.
01) Batterietyp: HF und HR stehen für Nickel-Metallhydrid-Batterien
02) Informationen zur Batteriegröße: einschließlich Durchmesser und Höhe kreisförmiger Batterien, Höhe, Breite, Dicke und durch Schrägstriche getrennte Zahlenwerte quadratischer Batterien, Einheit: mm
03) Symbol für die Entladecharakteristik: L steht für eine geeignete Entladestromrate innerhalb von 0,5 °C
M stellt eine geeignete Entladestromrate im Bereich von 0,5–3,5 °C dar
H steht für einen geeigneten Entladestrom im Bereich von 3,5–7,0 °C
X zeigt an, dass die Batterie mit einem hohen Entladestrom von 7 °C bis 15 °C betrieben werden kann
04) Symbol für Hochtemperaturbatterie: dargestellt durch T
05) Darstellung des Batterieanschlussstücks: CF stellt kein Verbindungsstück dar, HH stellt das Verbindungsstück dar, das für die Batteriezug-Reihenschaltung verwendet wird, und HB stellt das Verbindungsstück dar, das für die parallele Reihenschaltung von Batteriestreifen verwendet wird.
Beispielsweise stellt HF18/07/49 eine quadratische Nickel-Metallhydrid-Batterie mit einer Breite von 18 mm, einer Dicke von 7 mm und einer Höhe von 49 mm dar.
KRMT33/62HH stellt eine Nickel-Cadmium-Batterie mit einer Entladerate zwischen 0,5 C und 3,5 dar. Die Einzelbatterie der Hochtemperaturserie (ohne Stecker) hat einen Durchmesser von 33 mm und eine Höhe von 62 mm.

Gemäß der Norm IEC61960 ist die Identifizierung von sekundären Lithiumbatterien wie folgt:
01) Zusammensetzung der Batterieidentifikation: 3 Buchstaben, gefolgt von 5 Zahlen (zylindrisch) oder 6 Zahlen (quadratisch).
02) Erster Buchstabe: Zeigt das Material der negativen Elektrode der Batterie an. I – steht für Lithium-Ionen mit eingebauter Batterie; L – steht für eine Lithiummetallelektrode oder eine Lithiumlegierungselektrode.
03) Zweiter Buchstabe: Zeigt das positive Elektrodenmaterial der Batterie an. C – Elektrode auf Kobaltbasis; N – Elektrode auf Nickelbasis; M – Elektrode auf Manganbasis; V – Elektrode auf Vanadiumbasis.
04) Der dritte Buchstabe: stellt die Form der Batterie dar. R – steht für eine zylindrische Batterie; L – steht für eine quadratische Batterie.
05) Nummer: Zylindrische Batterie: 5 Zahlen geben den Durchmesser bzw. die Höhe der Batterie an. Die Einheit des Durchmessers ist Millimeter und die Einheit der Höhe ist ein Zehntel Millimeter. Wenn der Durchmesser oder die Höhe einer Abmessung größer oder gleich 100 mm ist, sollte eine diagonale Linie zwischen den beiden Abmessungen hinzugefügt werden.
Quadratische Batterie: 6 Zahlen geben die Dicke, Breite und Höhe der Batterie in Millimetern an. Wenn eine der drei Abmessungen größer oder gleich 100 mm ist, sollte eine diagonale Linie zwischen den Abmessungen hinzugefügt werden; Wenn eines der drei Maße kleiner als 1 mm ist, fügen Sie vor diesem Maß, das in Zehntelmillimetern gemessen wird, den Buchstaben „t“ ein.
Zum Beispiel, 

ICR18650 stellt eine zylindrische sekundäre Lithium-Ionen-Batterie mit einem positiven Elektrodenmaterial aus Kobalt, einem Durchmesser von etwa 18 mm und einer Höhe von etwa 65 mm dar.
ICR20/1050.
ICP083448 stellt eine quadratische sekundäre Lithium-Ionen-Batterie mit einem positiven Elektrodenmaterial aus Kobalt, einer Dicke von etwa 8 mm, einer Breite von etwa 34 mm und einer Höhe von etwa 48 mm dar.
ICP08/34/150 stellt eine quadratische sekundäre Lithium-Ionen-Batterie mit einem positiven Elektrodenmaterial aus Kobalt, einer Dicke von etwa 8 mm, einer Breite von etwa 34 mm und einer Höhe von etwa 150 mm dar

15. Welche Verpackungsmaterialien gibt es für Batterien?

01) Nicht trocknendes Meson (Papier) wie Faserpapier und doppelseitiges Klebeband
02) PVC-Folie und Markenschlauch
03) Verbindungsstück: Edelstahlblech, reines Nickelblech, vernickeltes Stahlblech
04) Herausführendes Stück: Edelstahlstück (leicht zu löten)   Reines Nickelblech (fest punktgeschweißt)
05) Steckertyp
06) Schutzkomponenten wie Temperaturkontrollschalter, Überstromschutz und Strombegrenzungswiderstände
07) Kisten, Kisten
08) Kunststoffschalen

16. Welchen Zweck haben Batterieverpackung, -kombination und -design?

01) Ästhetik und Marke
02) Begrenzung der Batteriespannung: Um eine höhere Spannung zu erhalten, müssen mehrere Batterien in Reihe geschaltet werden
03) Schützen Sie die Batterie, um Kurzschlüsse zu vermeiden und ihre Lebensdauer zu verlängern
04) Maßbeschränkungen
05) Leicht zu transportieren
06) Design für besondere Funktionen, wie z. B. Wasserdichtigkeit, spezielle Außengestaltung usw.

Akkuleistung und test

17. Was sind die Hauptaspekte der Leistung von Sekundärbatterien, die üblicherweise genannt werden?

Dazu gehören hauptsächlich Spannung, Innenwiderstand, Kapazität, Energiedichte, Innendruck, Selbstentladungsrate, Lebensdauer, Dichtungsleistung, Sicherheitsleistung, Lagerleistung, Aussehen usw. Weitere Faktoren sind Überladung, Tiefentladung, Korrosionsbeständigkeit usw.

18. Was sind die Zuverlässigkeitstests für Batterien?

01) Lebenszyklus
02) Entladeeigenschaften bei unterschiedlichen Raten
03) Entladeeigenschaften bei verschiedenen Temperaturen
04) Ladeeigenschaften
05) Selbstentladungseigenschaften
06) Lagereigenschaften
07) Überentladungseigenschaften
08) Innenwiderstandseigenschaften bei verschiedenen Temperaturen
09) Temperaturwechseltest
10) Falltest
11) Vibrationsprüfung
12) Kapazitätstest
13) Innenwiderstandstest
14) GMS-Test
15) Schlagversuch bei hoher und niedriger Temperatur
16) Mechanische Schlagprüfung
17) Prüfung bei hoher Temperatur und Luftfeuchtigkeit

19. Was sind die Sicherheitsprüfpunkte für Batterien?

01) Kurzschlusstest
02) Überlade- und Entladetests
03) Spannungsfestigkeitstest
04) Schlagtest
05) Vibrationstest
06) Heiztest
07) Brandtest
09) Temperaturwechseltest
10) Erhaltungsladetest
11) Freifalltest
12) Niederdruckbereichstest
13) Zwangsentladungstest
15) Test der elektrischen Heizplatte
17) Thermoschocktest
19) Akupunkturtest
20) Squeeze-Test
21) Aufpralltest mit schweren Gegenständen

20. Welche gängigen Lademethoden gibt es?

Lademodus des Nickel-Metallhydrid-Akkus:
01) Konstantstromladen: Der Ladestrom während des gesamten Ladevorgangs beträgt einen bestimmten Wert, was die gebräuchlichste Methode ist;
02) Laden mit konstanter Spannung: Während des Ladevorgangs behalten beide Enden der Ladestromversorgung einen konstanten Wert bei und der Strom im Stromkreis nimmt mit zunehmender Batteriespannung allmählich ab.
03) Konstantstrom- und Konstantspannungsladung: Die Batterie wird zunächst mit Konstantstrom (CC) geladen. Wenn die Batteriespannung auf einen bestimmten Wert ansteigt, bleibt die Spannung unverändert (CV) und der Strom im Stromkreis sinkt auf einen sehr kleinen Wert und tendiert schließlich gegen Null.
Lademethode für Lithiumbatterien:
Konstantstrom- und Konstantspannungsladung: Die Batterie wird zunächst mit Konstantstrom (CC) geladen. Wenn die Batteriespannung auf einen bestimmten Wert ansteigt, bleibt die Spannung unverändert (CV) und der Strom im Stromkreis sinkt auf einen sehr kleinen Wert und tendiert schließlich gegen Null.

21. Was ist die Standardladung und -entladung von Nickel-Metallhydrid-Batterien?

Die internationalen IEC-Normen legen fest, dass das standardmäßige Laden und Entladen von Nickel-Metallhydrid-Batterien wie folgt aussieht: Entladen Sie die Batterie zuerst bei 0,2 °C bis 1,0 V/Stück, laden Sie sie dann 16 Stunden lang bei 0,1 °C auf und entladen Sie sie dann, nachdem sie eine Stunde lang beiseite gelegt wurde es bei 0,2C bis 1,0V/Stück, was dem Standard-Laden und Entladen der Batterie entspricht.

22. Was ist Impulsladen? Welche Auswirkungen hat dies auf die Batterieleistung?

Beim Impulsladen wird im Allgemeinen die Methode des Ladens und Entladens verwendet, d. h. 5 Sekunden lang geladen und dann 1 Sekunde lang entladen. Auf diese Weise wird der größte Teil des beim Ladevorgang entstehenden Sauerstoffs unter dem Entladeimpuls zu Elektrolyt reduziert. Dadurch wird nicht nur die Vergasungsmenge des internen Elektrolyten begrenzt, sondern alte Batterien, die bereits stark polarisiert waren, erholen sich nach fünf- bis zehnmaligem Laden und Entladen mit dieser Lademethode allmählich wieder oder erreichen ihre ursprüngliche Kapazität.

23. Was ist Erhaltungsladung?

Die Erhaltungsladung dient dazu, den Kapazitätsverlust auszugleichen, der durch die Selbstentladung des Akkus nach dem vollständigen Laden entsteht. Um die oben genannten Ziele zu erreichen, wird im Allgemeinen das Laden mit Impulsstrom eingesetzt.

24. Was ist Ladeeffizienz?

Unter Ladeeffizienz versteht man die Messung des Ausmaßes, in dem die von der Batterie beim Ladevorgang verbrauchte elektrische Energie in von der Batterie gespeicherte chemische Energie umgewandelt wird. Sie wird hauptsächlich durch den Batterieprozess und die Arbeitsumgebungstemperatur der Batterie beeinflusst. Generell gilt: Je höher die Umgebungstemperatur, desto geringer die Ladeeffizienz.

25. Was ist die Entladungseffizienz?

Die Entladeeffizienz bezieht sich auf das Verhältnis der tatsächlich entladenen Elektrizität zur Klemmenspannung unter bestimmten Entladebedingungen zur Nennkapazität, die hauptsächlich von der Entladerate, der Umgebungstemperatur, dem Innenwiderstand und anderen Faktoren beeinflusst wird. Generell gilt: Je höher die Entladungsrate, desto geringer die Entladungseffizienz. Je niedriger die Temperatur, desto geringer ist die Entladungseffizienz.

26. Wie groß ist die Ausgangsleistung einer Batterie?

Die Ausgangsleistung einer Batterie bezeichnet die Fähigkeit, pro Zeiteinheit Energie abzugeben. Sie wird auf Basis des Entladestroms I und der Entladespannung P=U * I in Watt berechnet.

Je kleiner der Innenwiderstand der Batterie ist, desto höher ist die Ausgangsleistung. Der Innenwiderstand der Batterie sollte kleiner sein als der Innenwiderstand des Elektrogeräts, da sonst auch die von der Batterie selbst aufgenommene Leistung größer ist als die vom Elektrogerät aufgenommene Leistung. Dies ist unwirtschaftlich und kann zur Beschädigung der Batterie führen.

27. Was ist Selbstentladung von Sekundärbatterien? Wie hoch ist die Selbstentladungsrate verschiedener Batterietypen?

Selbstentladung, auch Ladungserhaltungskapazität genannt, bezieht sich auf die Fähigkeit einer Batterie, ihre gespeicherte Energie unter bestimmten Umgebungsbedingungen im offenen Stromkreiszustand aufrechtzuerhalten. Im Allgemeinen wird die Selbstentladung hauptsächlich durch den Herstellungsprozess, die Materialien und die Lagerbedingungen beeinflusst. Die Selbstentladung ist einer der Hauptparameter zur Messung der Batterieleistung. Generell gilt: Je niedriger die Lagertemperatur einer Batterie, desto geringer ist ihre Selbstentladung. Es ist jedoch auch zu beachten, dass niedrige oder hohe Temperaturen den Akku beschädigen und ihn unbrauchbar machen können.

Nachdem der Akku vollständig aufgeladen und eine Zeit lang offen gelassen wurde, ist ein gewisses Maß an Selbstentladung ein normales Phänomen. Die IEC-Norm schreibt vor, dass die Nickel-Metallhydrid-Batterie nach vollständiger Aufladung 28 Tage lang bei einer Temperatur von 20 ℃ ± 5 ℃ und einer Luftfeuchtigkeit von (65 ± 20) % offen gehalten werden muss und die Entladekapazität bei 0,2 °C 60 erreichen muss % der Anfangskapazität.

28. Was ist ein 24-Stunden-Selbstentladungstest?

Der Selbstentladungstest von Lithiumbatterien wird im Allgemeinen mithilfe einer 24-Stunden-Selbstentladung durchgeführt, um ihre Fähigkeit zur Ladungserhaltung schnell zu testen. Der Akku wird bei 0,2C bis 3,0V entladen, bei konstantem Strom und konstanter Spannung 1C bis 4,2V geladen, mit einem Abschaltstrom von 10mA. Nach 15-minütiger Lagerung wird die Entladekapazität C1 bei 1C bis 3,0V gemessen, anschließend wird der Akku bei konstantem Strom und konstanter Spannung 1C bis 4,2V geladen, mit einem Abschaltstrom von 10mA. Nach 24 Stunden Lagerung wird die 1C-Kapazität C2 gemessen und C2/C1 * 100 % sollte größer als 99 % sein.

29. Was ist der Unterschied zwischen dem Innenwiderstand im Ladezustand und dem Innenwiderstand im Entladezustand?

Der Innenwiderstand im Ladezustand bezieht sich auf den Innenwiderstand einer Batterie bei voller Ladung; Der Innenwiderstand im Entladezustand bezieht sich auf den Innenwiderstand einer Batterie nach vollständiger Entladung.

Im Allgemeinen ist der Innenwiderstand im Entladezustand instabil und relativ groß, während der Innenwiderstand im Ladezustand klein und der Widerstandswert relativ stabil ist. Beim Einsatz von Batterien ist lediglich der Ladezustands-Innenwiderstand von praktischer Bedeutung. In den späteren Phasen der Batterienutzung steigt der Innenwiderstand der Batterie aufgrund der Erschöpfung des Elektrolyten und der Abnahme der inneren chemischen Aktivität in unterschiedlichem Maße an.

30. Was ist ein statischer Widerstand? Was ist dynamischer Widerstand?

Der statische Innenwiderstand bezieht sich auf den Innenwiderstand der Batterie während des Entladens, und der dynamische Innenwiderstand bezieht sich auf den Innenwiderstand der Batterie während des Ladens.

31. Handelt es sich um einen standardmäßigen Überladungstest?

Die IEC schreibt vor, dass der standardmäßige Überladewiderstandstest von Nickel-Metallhydrid-Batterien wie folgt lautet: Entladen Sie die Batterie bei 0,2 °C bis 1,0 V pro Stück und laden Sie sie 48 Stunden lang kontinuierlich bei 0,1 °C auf. Die Batterie muss frei von Verformungen und Leckagen sein und die Entladezeit von 0,2 °C auf 1,0 V nach dem Überladen muss mehr als 5 Stunden betragen.

32. Was ist der IEC-Standard-Lebenszyklustest?

Die IEC legt fest, dass der standardmäßige Lebensdauertest für Nickel-Metallhydrid-Batterien wie folgt lautet:
Nach dem Entladen des Akkus bei 0,2 °C bis 1,0 V/Zelle
01) 16 Stunden lang bei 0,1 °C laden, dann 2 Stunden und 30 Minuten lang bei 0,2 °C entladen (ein Zyklus)
02) Laden bei 0,25 °C für 3 Stunden und 10 Minuten, Entladen bei 0,25 °C für 2 Stunden und 20 Minuten (2–48 Zyklen).
03) 3 Stunden und 10 Minuten bei 0,25 °C laden und bei 0,25 °C auf 1,0 V entladen (Zyklus 49)
04) 16 Stunden bei 0,1 °C laden, 1 Stunde stehen lassen, bei 0,2 °C auf 1,0 V entladen (50. Zyklus). Bei einer Nickel-Metallhydrid-Batterie sollte die Entladezeit bei 0,2 °C mehr als 3 Stunden betragen, nachdem 1–4 400 Zyklen lang wiederholt wurde. Wiederholen Sie die Schritte 1 bis 4 für insgesamt 500 Zyklen für die Nickel-Cadmium-Batterie. Die Entladezeit bei 0,2 °C sollte mehr als 3 Stunden betragen.

33. Wie hoch ist der Innendruck einer Batterie?

Der Innendruck einer Batterie bezieht sich auf das beim Lade- und Entladevorgang der versiegelten Batterie erzeugte Gas, das hauptsächlich von Faktoren wie Batteriematerial, Herstellungsprozess und Batteriestruktur beeinflusst wird. Der Hauptgrund für sein Auftreten ist die Ansammlung von Wasser und Gas, die durch die Zersetzung organischer Lösungen in der Batterie entstehen. Im Allgemeinen wird der Innendruck der Batterie auf einem normalen Niveau gehalten. Bei Überladung oder Entladung kann der Innendruck der Batterie ansteigen:

Zum Beispiel Überladung, positive Elektrode: 4OH -4e → 2H2O+O2 ↑; ①
Der erzeugte Sauerstoff reagiert mit dem an der negativen Elektrode abgeschiedenen Wasserstoffgas und erzeugt Wasser 2H2+O2 → 2H2O ②
Wenn die Geschwindigkeit der Reaktion ② geringer ist als die der Reaktion ①, wird der erzeugte Sauerstoff nicht rechtzeitig verbraucht, was zu einem Anstieg des Innendrucks der Batterie führt.

34. Was ist der Standard-Ladeerhaltungstest?

Die IEC legt fest, dass der Standard-Ladeerhaltungstest für Nickel-Metallhydrid-Batterien wie folgt lautet:
Der Akku wird bei 0,2 °C bis 1,0 V entladen, 16 Stunden lang bei 0,1 °C geladen, 28 Tage lang bei 20 °C ± 5 °C und 65 % ± 20 % Luftfeuchtigkeit gelagert und dann bei 0,2 °C bis 1,0 V entladen, während der Nickelgehalt beträgt –Metallhydridbatterie sollte mehr als 3 Stunden dauern.
Gemäß den nationalen Standards lautet der standardmäßige Ladungserhaltungstest für Lithiumbatterien wie folgt: (IEC hat keine relevanten Standards) Die Batterie wird bei 0,2 °C bis 3,0 °C pro Zelle entladen und dann bei 1 °C konstantem Strom und einer Spannung von 4,2 V geladen Abschaltstrom von 10mA. Nach 28 Tagen Lagerung bei einer Temperatur von 20 °C ± 5 °C wird bei 0,2 °C bis 2,75 V entladen und die Entladekapazität berechnet. Im Vergleich zur Nennkapazität der Batterie sollte sie nicht weniger als 85 % der Anfangskapazität betragen.

35. Was ist ein Kurzschlussexperiment?

Schließen Sie eine vollständig geladene Batterie in einer explosionsgeschützten Box mit einem Innenwiderstand von ≤ 100 m Ω an, um die positiven und negativen Pole kurzzuschließen. Die Batterie darf nicht explodieren oder Feuer fangen.

36. Was ist ein Hochtemperatur- und Feuchtigkeitstest?

Der Test der Nickel-Metallhydrid-Batterie bei hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit erfolgt wie folgt:
Nachdem der Akku vollständig aufgeladen ist, lagern Sie ihn mehrere Tage lang unter konstanten Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsbedingungen und beobachten Sie, ob während des Lagerungsprozesses Leckagen auftreten.
Der Hochtemperatur- und Feuchtigkeitstest für Lithiumbatterien ist: (Nationaler Standard)
Laden Sie den Akku 1C bei einem konstanten Strom und einer Spannung von 4,2 V und einem Abschaltstrom von 10 mA auf und legen Sie ihn dann in eine Box mit konstanter Temperatur und Luftfeuchtigkeit bei (40 ± 2) ℃ und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 90 % -95 % für 48 Stunden. Nehmen Sie die Batterie heraus und lassen Sie sie 2 Stunden lang bei (20 ± 5) ℃ stehen. Beobachten Sie das Aussehen der Batterie und es sollten keine Auffälligkeiten vorliegen. Anschließend entladen Sie den Akku mit einem konstanten Strom von 1C auf 2,75V. Führen Sie dann 1C-Lade- und 1C-Entladezyklen bei (20 ± 5) ℃ durch, bis die Entladekapazität nicht weniger als 85 % der Anfangskapazität beträgt. Die Anzahl der Zyklen sollte jedoch das Dreifache nicht überschreiten.

37. Was ist ein Temperaturanstiegsexperiment?

Nachdem Sie den Akku vollständig aufgeladen haben, legen Sie ihn in einen Ofen und erhitzen Sie ihn von Raumtemperatur mit einer Geschwindigkeit von 5 °C/Minute. Wenn die Ofentemperatur 130 °C erreicht, halten Sie sie 30 Minuten lang aufrecht. Der Akku darf nicht explodieren oder Feuer fangen.

38. Was ist ein Temperaturwechselexperiment?

Das Temperaturwechselexperiment besteht aus 27 Zyklen und jeder Zyklus besteht aus den folgenden Schritten:
01) Wechseln Sie die Batterie von Raumtemperatur auf 1 Stunde bei 66 ± 3 ℃ und 15 ± 5 %,
02) Umstellung auf 1 Stunde Lagerung bei einer Temperatur von 33 ± 3 ℃ und einer Luftfeuchtigkeit von 90 ± 5 ℃,
03) Ändern Sie die Bedingung auf -40 ± 3 ℃ und lassen Sie es 1 Stunde lang stehen
04) Lassen Sie den Akku 0,5 Stunden lang bei 25 °C stehen
Dieser 4-stufige Prozess schließt einen Zyklus ab. Nach 27 Versuchszyklen sollte die Batterie kein Auslaufen, kein Alkalikriechen, keinen Rost oder andere ungewöhnliche Zustände aufweisen.

39. Was ist ein Falltest?

Nachdem der Akku oder das Batteriepaket vollständig aufgeladen ist, wird er dreimal aus einer Höhe von 1 m auf Beton- (oder Zement-)Boden fallen gelassen, um einen Aufprall in zufälliger Richtung zu erzielen.

40. Was ist ein Vibrationsexperiment?

Die Vibrationstestmethode für Nickel-Metallhydrid-Batterien ist:
Nachdem Sie den Akku bei 0,2 °C auf 1,0 V entladen haben, laden Sie ihn 16 Stunden lang bei 0,1 °C auf und lassen Sie ihn 24 Stunden lang stehen, bevor Sie unter folgenden Bedingungen vibrieren:
Amplitude: 0,8 mm
Schütteln Sie die Batterie zwischen 10 Hz und 55 Hz, wobei die Vibrationsrate bei 1 Hz pro Minute zunimmt oder abnimmt.
Die Spannungsänderung der Batterie sollte innerhalb von ± 0,02 V liegen und die Änderung des Innenwiderstands sollte innerhalb von ± 5 mΩ liegen. (Vibrationszeit beträgt innerhalb von 90 Minuten)
Die Vibrationsversuchsmethode für Lithiumbatterien ist:
Nachdem Sie den Akku bei 0,2 C auf 3,0 V entladen haben, laden Sie ihn bei 1 C Konstantstrom und Spannung auf 4,2 V mit einem Abschaltstrom von 10 mA. Nach 24 Stunden Lagerung entsprechend den folgenden Bedingungen vibrieren:
Führen Sie Vibrationsexperimente mit einer Vibrationsfrequenz im Bereich von 10 Hz bis 60 Hz und dann innerhalb von 5 Minuten auf 10 Hz mit einer Amplitude von 0,06 Zoll durch. Die Batterie vibriert in drei Achsenrichtungen, wobei jede Achse eine halbe Stunde lang vibriert.
Die Spannungsänderung der Batterie sollte innerhalb von ± 0,02 V liegen und die Änderung des Innenwiderstands sollte innerhalb von ± 5 mΩ liegen.

41. Was ist ein Wirkungsexperiment?

Nachdem der Akku vollständig aufgeladen ist, legen Sie einen harten Stab horizontal auf den Akku und lassen Sie ihn mit einem 20-Pfund-Gewicht aus einer bestimmten Höhe fallen, um den harten Stab zu treffen. Der Akku darf nicht explodieren oder Feuer fangen.

42. Was ist ein Penetrationsexperiment?

Nachdem der Akku vollständig aufgeladen ist, führen Sie einen Nagel mit einem bestimmten Durchmesser durch die Mitte des Akkus und lassen Sie den Nagel im Akku. Der Akku darf nicht explodieren oder Feuer fangen.

43. Was ist ein Feuerexperiment?

Stellen Sie den vollständig geladenen Akku zum Verbrennen auf ein Heizgerät mit spezieller Schutzhülle, ohne dass Schmutz in die Schutzhülle eindringt.