Laminirana aluminijasta plastična folija:Je ključni material za pakiranje litijevih baterijskih celic v fleksibilno embalažo. To je visokotrden, visoko zaščiten večplastni kompozitni material, sestavljen iz različnih plastičnih mas, aluminijastih folij in lepil. Ima izjemno visoke pregradne lastnosti, stabilnost elektrolita, sposobnost oblikovanja pri hladnem vtiskovanju, odpornost proti prebadanju in izolacijo, zaradi česar je najbolj kritična varnostna povezava v mehkih litijevih baterijah.
Plošča:Dve elektrodi kemičnega vira energije, sestavljeni iz aktivnega materiala ter nosilnega in prevodnega "zbiralnika", na splošno poroznega telesa v obliki lista. Pri izdelavi elektrodnih plošč pogosto ni treba neposredno dodajati aktivne snovi v tokovni odjemnik, ampak je treba s posebnimi postopki surovine oblikovati v točno določene oblike in jih nato kombinirati s tokovnim odjemnikom. Na primer, pri svinčeno-kislinskih baterijah pogoste oblike elektrodnih plošč vključujejo lepljene plošče in cevaste plošče.
Pozitivna plošča:To je elektrodna plošča v bateriji z relativno pozitivnim elektrodnim potencialom. Med procesom polnjenja in praznjenja baterije aktivni material na pozitivni plošči sodeluje v elektrokemičnih reakcijah, pri čemer shranjuje in sprošča električno energijo. Hkrati je plošča pozitivne elektrode tudi pomemben del povezovanja zunanjega tokokroga akumulatorja, ki zagotavlja nemoten pretok toka.
Negativna plošča:To je elektrodna plošča z relativno negativnim elektrodnim potencialom v bateriji in skupaj s pozitivno ploščo tvori osnovno strukturo baterije. Med postopkom praznjenja baterije je aktivni material na plošči negativne elektrode podvržen oksidacijski reakciji, pri čemer se sprostijo elektroni in tečejo skozi zunanje vezje do plošče pozitivne elektrode, pri čemer se ustvari tok. Med postopkom polnjenja plošča negativne elektrode sprejme elektrone, ki tečejo nazaj s plošče pozitivne elektrode, kar povzroči, da je aktivni material podvržen redukcijski reakciji in se vrne v prvotno stanje.
elektroda:Uporablja se kot dva konca za vnos ali izvoz toka v prevodnem mediju (trdna snov, plin, vakuum ali raztopina elektrolitov). Pol, ki dovaja tok, se imenuje anoda ali pozitivni pol, pol, ki sprošča tok, pa se imenuje katoda ali negativni pol. Funkcija elektrod je, da delujejo kot prevodni medij za tok, prenašajo in pretvarjajo električno energijo v tokokrogih, vključno z zagotavljanjem poti pretoka elektronov, izvajanjem elektrokemičnih reakcij in pretvarjanjem signalov.
Aktivna površina elektrode:se nanaša na specifično področje v materialu elektrode, ki pride v stik z raztopino elektrolita in lahko sodeluje v elektrokemičnih reakcijah. Te regije imajo običajno edinstvene fizikalne in kemijske lastnosti, kot so visoka specifična površina, visoka prevodnost in številna katalitsko aktivna mesta. Glavne funkcije so zagotavljanje kanalov za prenos naboja, kataliziranje elektrokemičnih reakcij in povečanje reakcijske površine.
elektrolit:Spojina, ki je topna v vodni raztopini ali lahko sama prevaja električni tok v staljenem stanju. Glede na stopnjo ionizacije lahko elektrolite razdelimo na močne elektrolite in šibke elektrolite, pri čemer so skoraj vsi ionizirani elektroliti močni elektroliti in le majhen del ioniziranih elektrolitov je šibkih elektrolitov. Elektroliti so snovi, ki so vezane z ionskimi ali polarnimi kovalentnimi vezmi in lahko pri raztapljanju v vodi ali segrevanju disociirajo v prosto gibajoče se ione in tako prevajajo elektriko.
ločilo:Je tanek filmski material, ki se nahaja med pozitivno in negativno elektrodo baterije, kar neposredno vpliva na varnost in ceno baterije. Glavne funkcije so izolacija pozitivnih in negativnih elektrod, omogočanje prehoda ionov, izboljšanje varnosti, uravnavanje notranjega tlaka baterije in nadzor zmogljivosti baterije.
Puščanje:To je pojav električne tekočine, plina ali drugih snovi, ki tečejo iz notranjosti baterije. To puščanje lahko povzročijo različni razlogi, vključno s težavami s tesnjenjem, okvarami varnostnih ventilov, puščanjem priključkov itd., vendar ne omejeno nanje.
Aktivni material:se nanaša na snovi, ki lahko sodelujejo v kemičnih reakcijah med procesi polnjenja in praznjenja baterije, shranjevanje in sproščanje električne energije z reakcijami oksidacije in redukcije.
Elektrokemijska reakcija:se nanaša na kemično reakcijo, ki se pojavi v raztopini elektrolita zaradi delovanja električnega toka. Spada v kategorijo elektrokemije in je veja kemije, ki se ukvarja z razmerjem med elektriko in kemijskimi spremembami. Elektrokemične reakcije lahko razdelimo v dve kategoriji: elektrolitske reakcije in baterije.
Polarizacija elektrode:se nanaša na pojav, kjer potencial elektrode odstopa od reverzibilnega potenciala elektrode, ko tok teče skozi elektrodo. To odstopanje je posledica počasne hitrosti določenega koraka v reakcijskem procesu elektrode, zaradi česar potencial elektrode odstopa od svojega ravnotežnega stanja.
Polarizacija koncentracije:se nanaša na pojav, pri katerem se koncentracija raztopljenih snovi (ionov ali raztopljenih snovi z različnimi molekulskimi masami) spremeni na vmesniku ali mejni plasti med procesi ločevanja (kot je ločevanje membrane) ali elektrolizo, kar povzroči povečanje upora tekočine in lokalnega osmotskega tlaka, kar posledično vpliva na tok prepustnosti topila ali potencial elektrode.
Ohmska polarizacija:se nanaša na proces, v katerem se pozitivni in negativni ioni v materialu prerazporedijo in preusmerijo pod vplivom električnega polja, kar povzroči celotno polarizacijo materiala. Imenujemo jo lahko tudi kot uporovna polarizacija, ki je pojav, ki se pojavi v elektrokemičnih sistemih zaradi odpornosti elektrolitov na pretok toka.
Aktivacijska polarizacija:Znana tudi kot elektrokemična polarizacija ali kemična polarizacija, je temeljna oblika polarizacije elektrod. Nanaša se na pojav, ko potencial elektrode odstopa od ravnotežnega potenciala zaradi zakasnjenih elektrokemičnih reakcij.
Anodna polarizacija:Je pojav v elektrokemijskih procesih, kjer anodni potencial zaradi delovanja zunanjega toka odstopa od svojega ravnotežnega potenciala in se premakne v pozitivno smer. Načelo: V elektrokemičnem sistemu, ko zunanji tok teče skozi anodo, se prvotno ravnovesno stanje poruši in na površini anode pride do oksidacijske reakcije, zaradi česar elektroni tečejo iz anode in vstopijo v zunanje vezje. Ker je hitrost iztoka elektronov večja od hitrosti vstopa kovinskih ionov v raztopino na površini anode, se na površini anode kopičijo pozitivni naboji, zaradi česar se anodni potencial premakne v pozitivno smer.
Katodna polarizacija:Pojav, pri katerem se katodni potencial v primarni bateriji ali elektrolitski celici po prehodu toka premakne v negativno smer. Načelo: V elektrokemijskem sistemu, ko zunanji tok teče skozi katodo, pride do redukcijske reakcije na površini katode in elektroni tečejo v katodo iz zunanjega vezja. Če katodna reakcija še ne more absorbirati teh elektronov, se bodo elektroni kopičili na katodi, zaradi česar bo potencial v katodnem območju odstopal od ravnotežnega potenciala in se spremenil v negativno smer ter tako oblikoval katodno polarizacijo.
Stranska reakcija:se nanaša na dodatne in nepotrebne reakcije, ki se pojavijo med delovanjem baterije poleg glavnih reakcij baterije. Te reakcije imajo lahko škodljive učinke na delovanje baterije, na primer zmanjšanje učinkovitosti polnjenja, zmanjšanje zmogljivosti baterije, skrajšanje življenjske dobe baterije ali povzročijo zmanjšanje učinkovitosti baterije.
Kapaciteta:Nanaša se na količino električne energije, ki jo lahko baterija sprosti pod določenimi pogoji (kot so stopnja praznjenja, temperatura, priključna napetost itd.), običajno merjena v amper urah (A · h) ali miliamper urah (mAh). Med njimi je 1A · h enak 3600 kulonom (C), 1Ah pa 1000mAh.
Napetost:Fizikalna količina, ki meri enakomernost porazdelitve naboja v bateriji in predstavlja potencialno razliko med pozitivno in negativno elektrodo baterije. Preprosto povedano, napetost akumulatorja je "tlak" v akumulatorju, ki povzroči, da elektroni tečejo od pozitivne elektrode k negativni elektrodi skozi zunanji tokokrog in tako ustvarjajo tok.
trenutno:Fizikalna količina, ki opisuje stopnjo pretoka polnjenja v bateriji, ki odraža količino toka, ki jo baterija lahko zagotovi pod določenimi pogoji, kot so stopnja praznjenja, temperatura, obremenitev itd.
Odpornost:se nanaša na upor, ki ga doživlja baterija, ko tok teče skozi njeno notranjost med delovanjem. Je pomemben tehnični indikator za merjenje delovanja baterije. Notranja upornost baterij vključuje predvsem ohmsko upornost in polarizacijsko upornost, med katerimi polarizacijska upornost vključuje elektrokemično polarizacijsko upornost in koncentracijsko polarizacijsko upornost.
Nazivna zmogljivost:se nanaša na čas, v katerem lahko baterija neprekinjeno dovaja tok pod določenimi pogoji obremenitve, ko je popolnoma napolnjena, ali izraženo v fizičnih enotah kot merilo količine električne energije, ki jo lahko baterija shrani in sprosti.
Preostala zmogljivost:se nanaša na količino električne energije, ki jo lahko baterija shrani in sprosti v svojem trenutnem stanju, to je skupno količino električne energije, ki jo lahko baterija zagotovi od trenutnega stanja do popolne izpraznitve. Ta indikator je ključnega pomena za oceno stanja porabe baterije, predvidevanje preostalega časa uporabe in zagotavljanje pravilnega delovanja naprave.
Volumetrična zmogljivost:se nanaša na količino električne energije, ki jo lahko baterija ali aktivna snov shrani in sprosti na enoto prostornine. Običajno je izražena v miliamperskih urah na mililiter (mAh/mL) ali miliamperskih urah na kubični centimeter (mAh/cm³), kar odraža energijsko gostoto baterije glede na prostornino.
Gravimetrična zmogljivost:znana tudi kot specifična zmogljivost teže, se nanaša na količino električne energije, ki jo lahko zagotovi enota mase baterije ali aktivnega materiala, ko je popolnoma izpraznjena. Običajno je izražena v miliamperskih urah na gram (mAh/g) ali vatnih urah na kilogram (Wh/kg), kar odraža energijsko gostoto baterije glede na maso.
Območna zmogljivost:se nanaša na količino energije, ki jo lahko zagotovi baterija na enoto površine (kot je površina elektrode), kar odraža energijsko gostoto baterije v dimenziji površine. Ta indikator je običajno izražen v mAh/cm² ali F/cm² (za kapacitivne naprave za shranjevanje energije).
Kapaciteta na gram:znana tudi kot gostota kapacitete ali specifična zmogljivost mase, običajno izražena v miliamper urah na gram (mAh/g). Odraža količino električne energije, ki jo je mogoče shraniti in sprostiti na enoto mase aktivne snovi, in je eden od pomembnih parametrov za merjenje zmogljivosti shranjevanja energije baterije.
Temperaturni koeficient:se nanaša na razmerje med spremembo izhodne napetosti baterije in temperaturo, običajno izraženo kot sprememba napetosti na stopinjo Celzija (kot je mV/stopinja ali V/K). Pomen: odraža sposobnost baterije, da ohranja stabilno izhodno napetost pri različnih temperaturnih pogojih. Manjši kot je temperaturni koeficient, manjša je občutljivost akumulatorja na temperaturne spremembe in stabilnejša je izhodna napetost.
Energija baterije:se nanaša na skupno količino električne energije, shranjene v bateriji, ki predstavlja količino energije, ki jo lahko baterija sprosti pod določenimi pogoji. Izražena je v vatnih urah (Wh), ki je zmnožek nazivne napetosti, delovnega toka in časa delovanja baterije.
Volumetrična energija:znan tudi kot "volumetrična energijska gostota", se nanaša na količino energije, ki jo lahko baterija zagotovi na enoto prostornine. Odraža energijsko gostoto baterije v prostorninski dimenziji.
Gravimetrična energija:znana tudi kot masna gostota energije, je fizikalna količina, ki opisuje izhodno energijo na enoto mase baterije. Je eden izmed pomembnih kazalnikov za ocenjevanje zmogljivosti baterij in pomembno vpliva na splošno kakovost in doseg električnih vozil.
Volumetrična moč:znan tudi kot "volumetrična gostota moči", se nanaša na razmerje med izhodno močjo baterije in njeno prostornino in je eden od pomembnih indikatorjev za ocenjevanje učinkovitosti baterije.
Kolesarsko življenje:se nanaša na število ciklov polnega polnjenja in popolnega praznjenja, ki jih baterija lahko vzdrži, preden njena zmogljivost pade na določeno vrednost (kot je 80 % začetne zmogljivosti) pod določenim režimom polnjenja in praznjenja.
Krivulja polnjenja/praznjenja:Je grafični prikaz, ki opisuje variacijo napetosti baterije skozi čas ali kapaciteto med postopkom polnjenja in praznjenja. Te krivulje so zelo pomembne za ocenjevanje delovanja baterije, optimizacijo porabe baterije in napovedovanje življenjske dobe baterije.
Tok praznjenja:Tok, ki nastane, ko baterija ali baterija sprosti shranjeno električno energijo bremenu. Je pomemben pokazatelj delovanja baterije, ki neposredno vpliva na čas uporabe in učinkovitost baterije.
Stopnja praznjenja:se nanaša na hitrost, s katero se napetost akumulatorja zmanjša od začetne vrednosti do končne vrednosti med postopkom praznjenja, ali pa ga je mogoče razumeti kot trenutno vrednost, ki je potrebna, da akumulator izprazni svojo nazivno zmogljivost v določenem času. Je pomemben indikator za merjenje zmogljivosti praznjenja baterij.
Prekomerno praznjenje:se nanaša na obnašanje akumulatorja, ki se še naprej prazni, potem ko napetost med praznjenjem pade pod določeno zaključno napetost. Med procesom praznjenja akumulatorja se shranjena električna energija postopoma sprošča in napetost počasi pada. Ko napetost pade na določeno določeno vrednost, je treba praznjenje ustaviti in akumulator ponovno napolniti, da se ponovno vzpostavi stanje shranjevanja energije. Če se praznjenje nadaljuje pod to določeno vrednostjo, se šteje za čezmerno praznjenje.
Kratek stik:Razlog za to je, da sta pozitivni in negativni pol baterije povezana z zelo nizkim uporom, kar tvori nenormalno pot. Po Ohmovem zakonu (I=U/R) je pod konstantno napetostjo U manjši kot je upor R, večji je tok I. Zato bo pri kratkem stiku akumulatorja nastal zelo velik tok . Medtem ko v skladu z Joulovim zakonom (Q=I ² Rt) skozi prevodnik teče velik tok, se ustvari znatna količina toplote, kar povzroči močno povišanje temperature baterije.
Tok kratkega stika:se nanaša na tok, ki poteka skozi pot kratkega stika, ko baterija doživi kratek stik. Ta vrsta toka je običajno zelo velika in lahko močno preseže nazivni tok baterije, kar povzroči resno škodo na bateriji in okoliški opremi ter lahko celo povzroči požar ali eksplozijo.
Samopraznjenje:Gre za pojav, pri katerem se moč baterije v neuporabljenem ali shranjenem stanju postopoma zmanjšuje zaradi različnih notranjih dejavnikov, kot so stranske reakcije elektrolita, nestabilnost materialov elektrod, fizični mikro kratki stiki, okvare membrane, temperatura okolja, status shranjevanja itd. Pri litij-ionskih baterijah samopraznjenje povzročijo predvsem kemične reakcije v bateriji, kot je migracija litijevih ionov v elektrolitu in redoks reakcije elektrodnih materialov.
Globina praznjenja:Je pomemben indikator za merjenje stanja uporabe baterije, saj odraža razmerje med porabljeno zmogljivostjo in skupno zmogljivostjo baterije. To razmerje je običajno izraženo v odstotkih, posebna metoda izračuna pa je: DOD=(1- trenutna preostala moč/skupna moč baterije) x 100%.
Stopnja praznjenja/stopnja polnjenja:se nanaša na vrednost toka, ki je potrebna, da baterija izprazni ali napolni svojo nazivno kapaciteto v določenem času, običajno označenem s črko C. Numerično je enaka razmerju med polnilnim in praznilnim tokom ter nazivno zmogljivostjo, tj. C{{0 }}I/Q, kjer I predstavlja tok polnjenja in praznjenja (v amper urah) in Q predstavlja nazivno kapaciteto baterije (v amper urah).
Izpustna napetost:To je potencialna razlika med dvema elektrodama baterije, ko gre skozi zunanji tokokrog med procesom praznjenja. Vedno je nižja od napetosti odprtega tokokroga akumulatorja, ker mora tok premagati notranji upor akumulatorja, ko teče skozi njega. Velikost napetosti praznjenja je povezana z dejavniki, kot so vrsta, zmogljivost, tok praznjenja in čas praznjenja baterije.
Končna napetost praznjenja:Je pomemben parameter med postopkom praznjenja akumulatorja, ki označuje končno točko praznjenja akumulatorja. Ko napetost baterije pade pod priključno napetost, lahko nadaljnje praznjenje povzroči nepopravljivo škodo na bateriji, kot je zmanjšana zmogljivost, krajša življenjska doba ali celo poškodba. Zato je razumen nadzor zaključne napetosti baterije velikega pomena za zaščito baterije in podaljšanje njene življenjske dobe.
Nazivna napetost:se nanaša na povprečno vrednost izhodne napetosti baterije od začetka do konca praznjenja, ko je popolnoma napolnjena. Odraža razpon nazivne delovne napetosti baterije in zagotavlja pomembno referenco za uporabo, polnjenje, zaščito in druge vidike baterije.
Napetost odprtega tokokroga:enaka razliki med potencialom pozitivne elektrode in potencialom negativne elektrode baterije, ko med odprtim tokokrogom skozi oba pola ne teče tok. Ker je v dejanskih baterijskih sistemih potencial, vzpostavljen na dveh polih baterije, večinoma stabilen potencial, je napetost odprtega tokokroga pravzaprav razlika med stabilnima potencialoma obeh polov. Napetost odprtega tokokroga je na splošno nižja od elektromotorne sile baterije, vendar jo je mogoče približati kot elektromotorno silo baterije.
Delovna napetost:se nanaša na dejansko vrednost napetosti, ki jo zagotavlja baterija med postopkom praznjenja. Zaradi notranjega upora baterije mora tok, ko teče skozi baterijo, premagati upor notranjega upora. Zato je delovna napetost vedno nižja od napetosti odprtega tokokroga baterije (tj. napetosti, ko baterija ni povezana z nobenim bremenom ali zunanjim tokokrogom).
Napetost lupine:Napetost ohišja baterije ni standardni parameter baterije, vendar se v nekaterih primerih, kot je diagnostika napak ali ocena delovanja, meri napetost med ohišjem baterije in elektrodami. Ta vrednost napetosti lahko odraža notranje stanje baterije, kot je notranji upor, stanje elektrolita in prisotnost kratkega stika.