5. Lebenszyklus(Einheit: Mal)& Entladungstiefe, Verteidigungsministerium
AbflusstiefeZeigt den prozentualen Entladegrad der Batterie im Verhältnis zu ihrer Nennkapazität an. Flachzyklische Batterien sollten nicht mehr als 25 % ihrer Kapazität entladen werden, während tiefzyklische Batterien bis zu 80 % ihrer Kapazität entladen werden können. Die Entladung beginnt bei der oberen Grenzspannung und endet bei der unteren Grenzspannung. Die vollständig entladene Ladung wird als 100 % definiert. Ein Standardwert von 80 % Entladegrad (DOD) bedeutet, dass 80 % der Ladung entladen wurden. Beispiel: Beträgt der anfängliche Ladezustand (SOC) 100 % und wird die Batterie auf 20 % entladen, beträgt der Entladegrad 80 %.
Die Lebensdauer eines Lithium-Ionen-Akkus nimmt mit der Nutzung und Lagerung allmählich ab, was sich immer deutlicher bemerkbar macht. Nehmen wir Smartphones als Beispiel: Nach einer gewissen Nutzungsdauer merkt man deutlich, dass der Akku nicht mehr so lange hält. Anfangs reichte vielleicht ein Ladevorgang pro Tag, später sind es möglicherweise zwei – ein deutliches Beispiel für den kontinuierlichen Leistungsabfall.
Die Lebensdauer von Lithium-Ionen-Akkus wird in zwei Parameter unterteilt: Zyklenlebensdauer und Kalenderlebensdauer. Die Zyklenlebensdauer wird üblicherweise in Zyklen gemessen und charakterisiert die Anzahl der Lade- und Entladevorgänge eines Akkus. Dabei spielen bestimmte Bedingungen eine Rolle, insbesondere ideale Temperatur und Luftfeuchtigkeit, sowie der Nennlade- und -entladestrom bei einer Ladetiefe von 80 % (DOD). Die Anzahl der Zyklen wird berechnet, wenn die Akkukapazität auf 20 % der Nennkapazität gesunken ist.
Die Definition der Kalenderlebensdauer ist etwas komplexer. Der Akku wird nicht permanent geladen und entladen, sondern gelagert und befindet sich nicht immer unter idealen Umgebungsbedingungen. Er ist unterschiedlichen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen ausgesetzt, und die Lade- und Entladezyklen ändern sich ständig. Daher muss die tatsächliche Lebensdauer simuliert und getestet werden. Vereinfacht gesagt, ist die Kalenderlebensdauer der Zeitraum, in dem der Akku nach einer bestimmten Nutzungsdauer unter den gegebenen Umgebungsbedingungen den Zustand erreicht, in dem seine Kapazität auf 20 % sinkt. Die Kalenderlebensdauer ist eng mit den spezifischen Nutzungsanforderungen verknüpft, die üblicherweise die Festlegung spezifischer Nutzungs- und Umgebungsbedingungen sowie Lagerintervalle erfordern.
6. InternRWiderstand(Einheit: Ω)
InnenwiderstandEs bezeichnet den Widerstand des Stroms, der durch die Batterie fließt, wenn die Batterie in Betrieb ist, und umfasstohmscher InnenwiderstandUndPolarisations-Innenwiderstandund der Polarisationsinnenwiderstand umfasstelektrochemischer Polarisations-InnenwiderstandUndKonzentrationspolarisation Innenwiderstand.
Ohmscher Innenwiderstandbesteht aus Elektrodenmaterial, Elektrolyt, Membranwiderstand und Kontaktwiderstand jedes Teils.Polarisationsinnenwiderstandbezeichnet den Widerstand, der durch Polarisation während einer elektrochemischen Reaktion entsteht, einschließlich des Widerstands, der durch elektrochemische Polarisation und Konzentrationspolarisation entsteht.
Die Einheit des Innenwiderstands ist üblicherweise Milliohm (mΩ). Batterien mit hohem Innenwiderstand weisen einen hohen internen Energieverbrauch und eine starke Wärmeentwicklung beim Laden und Entladen auf. Dies führt zu einer beschleunigten Alterung und verkürzten Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien und schränkt gleichzeitig deren Einsatz bei hohen Lade- und Entladezyklen ein. Je kleiner der Innenwiderstand ist, desto besser sind daher die Lebensdauer und die Lade- und Entladeleistung der Lithium-Ionen-Batterie.
Veröffentlichungsdatum: 15. November 2023