Iray amin'ireo toetra mampiavaka ny fampisehoana lehibe indrindrabateria fitahirizana angovodia ny fahombiazan'izy ireo. Mba hamaritana ny fitondran-tenan'ny batterie ao anatin'ny toe-javatra samihafa, dia ilaina ny mandrefy ny fikorianan'ny batterie, izay matetika dia fiolahana mampiseho ny fiovan'ny volavolan-tsolika rehefa mandeha ny fotoana. Ny fepetra fivoahana samihafa dia miavaka amin'ny paikadin'ny fivoahana, ary ny paikadin'ny fivoahana samihafa dia miteraka fiolahana samihafa. Ny paikadin'ny fandroahana matetika dia ahitana ny fomba famotsorana, ny rivo-doza, ny voltase famaranana ary ny mari-pana manodidina.
Fomba famoahana
Misy fomba telo ahafahan'ny bateria miala: ny fivoahana amin'izao fotoana izao, ny fivoahana tsy tapaka ary ny famotsorana herinaratra tsy tapaka. Ny fiolahana fanariana mahazatra dia aseho ao amin'ny sary 1-5, izay mampiseho ny fiovan'ny fiovaovan'ny ankehitriny, ny voltase ary ny herin'aratra amin'ny fotoana fivoahana amin'ireo fomba telo ireo.
Mandritra ny-famoahana tsy tapaka, dia mihena tsikelikely ny voltase miasa amin'ny bateria sy ny rivotry ny fivoahana rehefa mandeha ny fotoana. Toy izany koa, amin'ny -famoahana tsy tapaka amin'izao fotoana izao, dia mihena ihany koa ny voltase miasa rehefa mitohy ny fizotran'ny fivoahana. Ity fihenan'ny voltase miasa miaraka amin'ny fotoana fivoahana maharitra ity dia noho ny fitomboan'ny fanoherana ao anaty bateria. Fanampin'izay, miaraka amin'ny fitomboan'ny fampiasana ny herin'ny batterie amin'ny fitaovam-pamokarana herinaratra, ny fiara mandeha amin'ny herinaratra, ary ny fampiharana hafa, dia mihamitombo hatrany ny fivoahana herinaratra tsy tapaka-. Mandritra ny-famoahana herinaratra tsy tapaka, dia mihena hatrany ny tanjaky ny batterie raha mitombo hatrany ny rivotry ny fivoahana rehefa mandroso ny fivoahana.
Famoahana ankehitriny
Mandritra ny fiasan'ny batterie, ny cours avoakany dia antsoina hoe current discharge. Ny taham-pamokarana dia matetika antsoina koa hoe ny tahan'ny fivoahana, ary matetika no aseho amin'ny fampiasana ny tahan'ny ora (fantatra koa amin'ny hoe ny tahan'ny ora) sy ny multiplier.
Ny tahan'ny fivoahana dia manondro ny taham-pivoahan'ny bateria iray, refesina amin'ny fotoana fivoahana. Amin'ny ankapobeny, io no fotoana ilaina hamoahana tanteraka ny fahafahan'ny batterie amin'ny alàlan'ny tondra-drano manokana, izay matetika aseho amin'ny ora (h). Ohatra, ho an'ny batterie manana naoty 10 amp-ora (A·h), raha avoaka miaraka amin'ny courant 2A izany, dia adiny 5 (10A·h/2A-h) ny taham-pamokarana mifanaraka amin'izany, midika izany fa mivoaka amin'ny tahan'ny 5 ora ny bateria.
Ny tahan'ny famotsorana dia manondro ny sanda amin'izao fotoana izao, aseho amin'ny maha-maro ny fahafahan'ny bateria naoty, rehefa avoaka tanteraka ao anatin'ny fotoana voafaritra ny fahafahan'ny bateria feno. Ohatra, ny fivoahana 2C dia midika fa avo roa heny amin'ny fahafahan'ny bateria naoty ny current decharge, matetika asehon'ny 2C (izay i C dia maneho ny fahafahan'ny bateria naoty). Ho an'ny batterie manana naoty 10A·h, 2C discharge (misy olana amin'ny refy eto, izany hoe tsy mitovy ny singam-pahombiazana sy ny courant, fa fampiasa mahazatra io, ka tsy ovaina) dia midika hoe 2 x 10=20 (A) ny current discharge, mifanitsy amin'ny tahan'ny fivoahana 0,5h. Ny karazana sy ny endrika isan-karazany amin'ny batterie dia samy manana ny fahaizany mampifanaraka amin'ny toetry ny fivoahana: ny sasany dia mety kokoa amin'ny -famoahana amin'izao fotoana izao, fa ny hafa kosa miasa tsara kokoa amin'ny tondra-drano avo. Amin'ny ankapobeny, ny tahan'ny fivoahana latsaky ny 0,5C na mitovy amin'ny 0,5C dia antsoina hoe ambany; ireo eo anelanelan'ny 0,5C sy 3,5C dia antsoina hoe salan'isa antonony; ireo eo anelanelan'ny 3,5C sy 7C dia antsoina hoe taha ambony; ary ireo mihoatra ny 7C dia antsoina hoe -avo avo indrindra.
Volavolan'ny famaranana
Mandritra ny famotsorana ny batterie, ny sandan'ny voltase voalohany dia faritana ho toy ny voltase manomboka miasa; rehefa midina any amin'ny tokonam-baravarana izay tsy mety intsony ny fivoahana bebe kokoa, dia antsoina hoe voltora famaranana io teboka io. Ny sanda manokana amin'ity voltase fampitsaharana ity dia matetika napetraky ny tester mifototra amin'ny fepetra fitsapana tena izy sy ny traikefa taloha.
Miovaova arakaraka ny toetry ny fivoahana sy ny fiantraikany amin'ny fahafahan'ny batterie sy ny androm-piainany ny voltase fampitsaharana napetraka. Matetika ampiasaina amin'ny -maripàna ambany na ao anatin'ny -famokarana avo lenta amin'izao fotoana izao ny voltase fampitsaharana ambany kokoa, fa matetika kosa ny voltase fampitsaharana ambony kokoa dia apetraka ao anatin'ny -fepetra fivoahana ambany. Izany dia satria mihamitombo be ny polarization eo amin'ny elektrôda bateria mandritra ny -temperature na avo-manavotra amin'izao fotoana izao, ka mahatonga ny fampiasana tsy feno ny akora mavitrika sy ny fihenan'ny voltase haingana kokoa. Noho izany, manampy amin'ny famoahana angovo bebe kokoa ny fampidinana araka ny tokony ho izy ny voltase famaranana. Mifanohitra amin'izany kosa, rehefa mampiasa -etona ambany dia ampiasaina amin'ny fomba feno kokoa ireo singa mavitrika ao amin'ny batterie. Amin'ity tranga ity, ny fampitomboana ny voltase famaranana mba hamerana ny fivoahana lalina dia afaka manitatra tsara ny androm-piainan'ny bateria amin'ny ankapobeny.
Temperature ambient
Araka ny aseho amin'ny sary 1-6, ny mari-pana manodidina dia misy fiantraikany lehibe eo amin'ny curve fivoahana. Amin'ny mari-pana ambony kokoa, ny curve discharge dia mampiseho fironana somary malefaka; na izany aza, rehefa mihena ny mari-pana dia miha-mahery vaika izany fiovana izany. Ny antony fototra dia satria amin'ny hafanana ambany dia mihena ny tahan'ny fifindran'ny ion, mitarika amin'ny fitomboan'ny fanoherana anatiny ohmic. Amin'ny toe-javatra faran'izay mafy, raha ambany loatra ny mari-pana, dia mety hivaingana ny electrolyte, ka manakana ny fizotry ny famoahana ara-dalàna ny bateria. Ankoatra izany, amin'ny mari-pana ambany kokoa, ny polarization electrochemical sy ny polarization fifantohana dia ampitomboina mifanaraka amin'izany, izay manafaingana kokoa ny tahan'ny fahapotehan'ny curve discharge.
Sary 1-6 Fivesaran'ny batterie asidra firaka amin'ny hafanan'ny manodidina
Fahaizana sy fahaiza-manao manokana
Ny fahafahan'ny batterie dia manondro ny habetsahan'ny herinaratra azo avy amin'ny batterie amin'ny fepetra fivoahana sasany. Ny singa dia matetika aseho amin'ny amper-ora (Ah). Miankina amin'ny toe-javatra tena izy, ny fahafahan'ny bateria dia azo zaraina bebe kokoa amin'ny fahaiza-manaon'ny teorika, ny fahaiza-manao tena izy ary ny fahaiza-manao.
Ny fahaiza-manaon'ny teorika (Co) dia manondro ny habetsahan'ny herinaratra azo omena ao anatin'ny fepetra tsara indrindra rehefa mandray anjara feno amin'ny fihetsiky ny electrochemical an'ny bateria ny fitaovana mavitrika. Ity sanda ity dia kajy mifototra amin'ny lanjan'ny fitaovana mavitrika, manaraka ny lalàn'i Faraday. Ny lalàn'i Faraday dia milaza fa misy fifandraisana mivantana eo amin'ny lanjan'ny akora mandray anjara amin'ny fanehoan-kevitra eo amin'ny electrode sy ny habetsaky ny fiampangana afindrany; rehefa mandray anjara amin'ny fizotry ny electrochemical an'ny bateria ny mol ny akora mavitrika, dia afaka mamoaka fiampangana mitovy amin'ny 26,8 Ah na 1 farad (F). Noho izany, misy ny formula calcula manaraka:
Ao amin'ny formula, m dia ny faoben'ny zavatra mavitrika rehefa mihetsika tanteraka; n dia ny isan'ny elektrôna azo na very nandritra ny fanehoan-kevitra mikoriana; ary ny M dia ny molalin'ny zavatra mavitrika.
Ao amin'ny formula, K dia antsoina hoe electrochemical equivalent of the active substance.
Araka ny aseho ao amin'ny equation (1.5), ny fahaiza-manaon'ny electrode ara-teorika dia mifandraika amin'ny lanjan'ny fitaovana mavitrika sy ny mitovy amin'ny electrochemical. Miaraka amin'ny faobe mitovy amin'ny fitaovana mavitrika, ny kely kokoa ny mitovy amin'ny electrochemical, ny lehibe kokoa ny fahaiza-manao teorika. Ny equivalents electrochemical amin'ny fitaovana electrode sasany dia aseho amin'ny tabilao 1-3.
Tabilao 1-3 Mitovy amin'ny fitaovana elektronika sasany
| Fitaovana elektroda ratsy | Hateza (g/cm³) | Fahaizana manokana (mA·h/g) | Fitaovana Electrode Positive | Hateza (g/cm³) | Fahaizana manokana (mA·h/g) |
|---|---|---|---|---|---|
| H₂ | - | 0.037 | O₂ | - | 0.30 |
| Li | 0.534 | 0.259 | SOCl₂ | 1.63 | 2.22 |
| levitra | 0.74 | 0.454 | lasa Izay | 7.4 | 2.31 |
| Al | 2.699 | 0.335 | SO₂ | 1.37 | 2.38 |
| Fe | 7.85 | 1.04 | MnO₂ | 5.0 | 3.24 |
| Zn | 7.1 | 1.22 | NiOOH | 7.4 | 3.42 |
| Cd | 8.65 | 2.10 | Ag₂O | 7.1 | 4.33 |
| (Li)Cl₂ | 2.25 | 2.68 | PbO₂ | 9.3 | 4.45 |
| Pb | 11.34 | 3.87 | I₂ | 4.94 | 4.73 |
Ankoatra izany, dia matetika ampiasaina ny foto-kevitra momba ny fahaiza-manao tena izy sy ny fahaiza-manao. Ny fahafaha-manao tena izy dia manondro ny totalin'ny herinaratra azon'ny bateria omena ao anatin'ny fepetra fivoahana manokana. Ny fahafaha-manao tena izy dia voafetra tsy amin'ny sanda ambony indrindra amin'ny teorika fa amin'ny fepetra fanariana manokana ihany koa.
Ny fahaiza-manao naoty, etsy ankilany, dia fenitra napetraka ho an'ny bateria mandritra ny dingan'ny famolavolana sy ny famokarana; izany hoe ny fahafaha-mamokatra faran'izay kely indrindra tokony ho tratrarin'ny batterie ao anatin'ny fepetra fivoahana voafaritra, fantatra ihany koa amin'ny hoe capacité nominal.
Rehefa mampitaha karazana bateria isan-karazany ao anatin'ny andian-dahatsoratra mitovy, dia matetika ampiasaina amin'ny fanombanana ny fahaiza-manao manokana. Amin'ny ankapobeny, ny fahaiza-manao manokana dia manondro ny habetsahan'ny herinaratra azon'ny batterie omena isaky ny venty na ny volume, izany hoe, ny fahafaha-manao manokana (Ah/kg) ary ny fahafaha-manao manokana (Ah/L). Zava-dehibe ny manamarika fa rehefa manao kajy ny faobe sy ny habetsahan'ny bateria, ankoatra ny fandinihana ny electrode fitaovana sy ny electrolyte, dia tsy maintsy ho raisina an-tsaina ihany koa ny singa hafa amin'ny bateria, toy ny casing, separator, sy ny mifandray conductive singa. Indrindra ho an'ny bateria fitehirizana sy ny selan'ny solika, ny totalin'ny faobe sy ny volume dia ahitana ihany koa ny fitaovana fanampiny ilaina rehetra, toy ny tanky fitehirizana ranon-javatra, fitaovana fampahavitrihana (ho an'ny bateria fitehirizana), na rafitra fitahirizana sy famatsiana fitaovana mavitrika, rafitra fanaraha-maso, fanafanana, sns. (ho an'ny sela solika).
Amin'ny fampidirana ny foto-kevitra momba ny fahaiza-manao manokana, dia afaka mampitaha ny fahombiazan'ny bateria amin'ny karazana sy habe samihafa. Ny fahafahan'ny bateria dia mizara ho fahaiza-manaon'ny teorika sy ny fahaiza-manao tena izy; Mifanaraka amin'izany, ny fahaiza-manao manokana dia manana lafiny teorika sy tena izy.
Angovo sy angovo manokana
Ny angovon'ny batterie dia manondro ny totalin'ny angovo elektrônika avoakan'ny batterie rehefa manao asa ao anatin'ny fepetra fivoahana manokana, izay aseho amin'ny ankapobeny amin'ny ora -watt (W·h). Ny angovo bateria dia manana angovo teorika sy angovo tena izy.
Raha heverina fa mijanona amin'ny equilibrium ny bateria mandritra ny fivoahana ary ny voltase famotsorana azy dia mitovy amin'ny herin'ny electromotive, ary koa ny fiheverana fa ny fitaovana mavitrika rehetra dia mandray anjara amin'ny fanehoan-kevitra simika, dia ny angovo nomen'ny bateria dia tokony hitovy amin'ny angovo ambony indrindra Wo.
Ny angovo teorika an'ny batterie dia ny asa tsy{0}}betsaka indrindra ataon'ny batterie ao anatin'ny maripana tsy tapaka, ny fanerena tsy tapaka ary ny toe-javatra fivoahana azo averina.
Ny angovo tena izy (W) dia manondro ny angovo omen'ny bateria ao anatin'ny fepetra fivoahana sasany. Izany dia azo avy amin'ny isa amin'ny fampitomboana ny tena fahafahana amin'ny salan'isan'ny malefaka miasa. Satria ny fitaovana mavitrika ao anatin'ny bateria dia tsy azo ampiasaina amin'ny fomba feno, ary ny tanjaky ny fiasan'izy ireo dia matetika ambany noho ny herin'ny electromotive teorika, ny angovo tena izy dia ambany noho ny angovo teorika.
Ny angovo manokana dia manondro ny angovo avoakan'ny bateria isaky ny lanjan'ny singa na ny habetsaky ny singa. Ny vokatra angovo isaky ny lanjan'ny batterie dia faritana ho angovo manokana, izay refesina amin'ny -ora watt isaky ny kilao (Wh/kg). Ny famoahana angovo isaky ny habetsan'ny batterie dia faritana ho angovo manokana amin'ny volumetric, izay matetika aseho amin'ny -ora watt isaky ny litatra (Wh/L). Ankoatr'izay, ny foto-kevitry ny angovo manokana dia azo zaraina bebe kokoa amin'ny teoretika (W) sy ny tena (W), izay azo kajy amin'ny fampiasana ny equation (1.9):
Ao amin'ny raikipohy, K + dia ny electrochemical mitovy amin'ny fitaovana electrode tsara; K- dia ny elektrôkimika mitovy amin'ny akora elektrôda ratsy; ary E dia ny herin'ny electromotive bateria.
Hery sy hery manokana
Ny herin'ny batterie dia manondro ny angovo mivoaka avy amin'ny batterie isaky ny ora iray ao anatin'ny fepetra fivoahana manokana, ary ny fandrefesana azy dia watt (W) na kilowatt (kW). Rehefa heverina amin'ny faobe na ny haben'ny bateria io hery mivoaka io, dia azo ny hevitra momba ny hery manokana. Amin'ny ankapobeny, ny herin'ny faobe manokana dia mandrefy ny isan'ny watts ny herin'ny faoben'ny batterie iray, ary ny singany dia W/kg; raha ny herin'ny volumetric manokana kosa dia maneho ny herin'ny batterie iray, ary ny singa mifanaraka aminy dia W/L.
Ny hery sy ny hery manokana dia manondro ny taham-pivoahan'ny bateria. Ny herin'ny bateria ambony dia midika fa ny bateria dia afaka mivoaka amin'ny hafainganam-pandeha avo na avo. Ohatra, ny bateria zinc-volafotsy dia afaka mahazo hery manokana mihoatra ny 100 W/kg rehefa mivoaka amin'ny hakitroky antonony amin'izao fotoana izao, izay manondro ny fanoherana anatiny ambany sy ny fampandehanana avo-tsara. Mifanohitra amin'izany kosa, ny batterie sela maina manganese zinc-dia tsy afaka mahazo hery manokana 10 W/kg rehefa miasa amin'ny hakitroky ambany kely, izay manondro fanoherana avo be ao anatiny sy faharatsian'ny -famokarana avo lenta. Mitovy amin'ny angovo bateria, ny hery dia manana hery ara-teorika sy hery tena izy.
Ny herin'ny teorika ny bateria dia azo aseho toy izao:
Ao amin'ny formula, t dia fotoana; Co dia ny fahaiza-manaon'ny bateria; ary izaho no courant.
Ny tena herin'ny bateria dia tokony ho:
Ao amin'ny formula, I2R dia maneho ny hery lanin'ny fanoherana anatiny an'ny bateria. Io hery io dia tsy misy ilàna azy amin'ny enta-mavesatra ampiharina; izy io dia avadika ho angovo hafanana ary avoaka ho hafanana.
Ny fiainana tsingerina
Ho an'ny bateria, ny fiainana tsingerina, na ny tsingerin'ny fampiasana, dia iray amin'ireo tondro fototra hanombanana ny fahombiazan'ny bateria. Isaky ny tsingerin'ny fiampangana feno-dia raisina ho fe-potoana ho an'ny bateria.
Eo ambanin'ny fepetra fandoavana-fametrahana manokana, ny isan'ny tsingerina azon'ny batterie zakaina alohan'ny hidinan'ny fahafahany amin'ny sanda voafaritra voafaritra dia faritana ho fiainan'ny tsingerina na tsingerin'ny fampiasana azy. Arakaraka ny ela ny tsingerin'ny fiainana, ny tsara kokoa ny bateria ny tsingerin'ny performance.Different karazana batteries mampiseho samy hafa tsingerina fiainana; ohatra, ny nickel-cadmium batteries dia afaka mahavita tsingerina an'arivony, raha ny zinc-bateria volafotsy kosa dia manana tsingerina kely kokoa, ny sasany aza latsaky ny zato. Tsara ny manamarika fa na ny bateria mitovy karazana aza dia mety hanana fiainana tsingerina samihafa noho ny tsy fitovian'ny rafitra anatiny.
Ny fiainana tsingerin'ny bateria dia misy fiantraikany amin'ny anton-javatra maro samihafa. Ho fanampin'ny fampiasana sy fikojakojana araka ny tokony ho izy, dia mihatra ihany koa ireto lafiny fototra manaraka ireto: ① Mandritra ny tsingerin'ny fiampangana-dia mihena tsikelikely ny velaran'ny akora mavitrika, izay mitarika amin'ny fitomboan'ny hakitroky amin'izao fotoana izao ary mihamafy ny polarization; ② Ny singa mavitrika amin'ny electrodes dia mety hisaraka na hamindra; ③ Mandritra ny fiasan'ny batterie dia mety ho harafesina ny fitaovana electrode sasany; ④ Ny dendrites miforona eo amin'ny elektrôda mandritra ny bisikileta dia mety hiteraka fihodinana fohy ao anaty bateria; ⑤ Mety ho simba ny separator; ⑥ Miova ny endriky ny krystaly amin'ny akora mavitrika mandritra ny tsingerin'ny fivoahana miverimberina-, ka mampihena ny asany.
Fampisehoana fitahirizana
Ny fahombiazan'ny fitehirizana bateria dia manondro ny haavon'ny fahaverezan'ny angovo voajanahary ao anatin'ny batterie rehefa ao anatin'ny -circuit misokatra ao anatin'ny toe-javatra manokana momba ny tontolo iainana (toy ny hafanana sy ny hamandoana). Ity tranga ity dia fantatra ihany koa amin'ny hoe-famotsorana. Raha kely ny ampahany amin'ny fatiantoka angovo mandritra ny fitahirizana, dia midika izany fa manana fampisehoana fitahirizana tsara ny bateria.
Rehefa ao anatin'ny -circuit misokatra ny batterie, na dia tsy mamatsy angovo elektrônika any ivelany aza izy, dia mbola mandalo-tenany ihany. Ity trangan-javatra ity dia noho ny tsy fandriam-pahalemana thermodynamika ny electrodes ao amin'ny tontolo electrolyte, izay mitarika ho an'ny redox fanehoan-kevitra ho azy eo amin'ny electrodes. Na dia ao anatin'ny toetr'andro maina aza, raha toa ka tsy mafy loatra ny tombo-kase, ny fidiran'ny anton-javatra ivelany toy ny rivotra na ny hamandoana dia mbola mety hiteraka voka-dratsin'ny tena-ao anaty batterie.
Ny tahan'ny tena-dia azo ambara ihany koa amin'ny isan'ny andro ilain'ny batterie hihena ho amin'ny sanda voafaritra rehefa voatahiry, fantatra amin'ny anarana hoe fahaveloman'ny talantalana. Misy ny faharetan'ny maina sy ny faharetan'ny andro. Ohatra, ny bateria fitahirizana, tsy misy elektrôlôty alohan'ny fampiasana, dia azo tehirizina mandritra ny fotoana maharitra; bateria toy izany dia afaka manana fiainana talantalana maina lava. Ny fitehirizana amin'ny electrolyte dia antsoina hoe fitehirizana mando; Ny fitehirizana lena dia miteraka voka-dratsin'ny tena-mahery kokoa ary fohy kokoa ny androm-piainan'ny vata mando. Ohatra, ny bateria zinc-volafotsy dia mety manana fiainana maina mandritra ny 5-8 taona, raha toa ka volana vitsivitsy monja ny faharetany.