1. Pengantar baterai lithium-ion
1.1 Kondisi Penanggung Jawab (SOC)
Keadaan pengisian dapat didefinisikan sebagai keadaan energi listrik yang tersedia dalam baterai, biasanya dinyatakan dalam persentase.Karena energi listrik yang tersedia bervariasi dengan arus pengisian dan pengosongan, suhu dan fenomena penuaan, definisi status muatan juga dibagi menjadi dua jenis: Absolute State-Of-Charge (ASOC) dan Relative State-Of-Charge (RSOC) .
Umumnya, kisaran kondisi pengisian relatif adalah 0% – 100%, sedangkan 100% saat baterai terisi penuh dan 0% saat baterai kosong.Status pengisian daya absolut adalah nilai referensi yang dihitung berdasarkan nilai kapasitas tetap yang dirancang saat baterai diproduksi.Status pengisian absolut baterai baru yang terisi penuh adalah 100%;Bahkan jika baterai yang sudah tua terisi penuh, baterai tidak dapat mencapai 100% dalam kondisi pengisian dan pengosongan yang berbeda.
Gambar berikut menunjukkan hubungan antara voltase dan kapasitas baterai pada tingkat pengosongan yang berbeda.Semakin tinggi tingkat pengosongan, semakin rendah kapasitas baterai.Saat suhu rendah, kapasitas baterai juga akan berkurang.
Gambar 1. Hubungan antara voltase dan kapasitas di bawah laju pelepasan dan temperatur yang berbeda
1.2 Tegangan Pengisian Maks
Tegangan pengisian maksimum terkait dengan komposisi kimia dan karakteristik baterai.Tegangan pengisian baterai lithium biasanya 4.2V dan 4.35V, dan nilai tegangan bahan katoda dan anoda akan bervariasi.
1.3 Terisi Penuh
Ketika perbedaan antara tegangan baterai dan tegangan pengisian maksimum kurang dari 100mV dan arus pengisian dikurangi menjadi C/10, baterai dapat dianggap terisi penuh.Kondisi pengisian penuh berbeda dengan karakteristik baterai.
Gambar di bawah ini menunjukkan kurva karakteristik pengisian baterai lithium yang khas.Ketika tegangan baterai sama dengan tegangan pengisian maksimum dan arus pengisian dikurangi menjadi C/10, baterai dianggap terisi penuh.
Gambar 2. Kurva karakteristik pengisian baterai litium
1.4 Tegangan pelepasan minimum
Tegangan luahan minimum dapat ditentukan oleh tegangan luahan cut-off, yang biasanya merupakan tegangan saat keadaan muatan adalah 0%.Nilai tegangan ini bukan nilai tetap, tetapi berubah dengan beban, suhu, tingkat penuaan atau faktor lainnya.
1.5 Pelepasan Penuh
Ketika tegangan baterai kurang dari atau sama dengan tegangan pelepasan minimum, itu bisa disebut pelepasan total.
1.6 Tingkat pengisian dan pengosongan (Tingkat-C)
Laju charge-discharge adalah representasi dari arus charge-discharge relatif terhadap kapasitas baterai.Misalnya, jika Anda menggunakan 1C untuk pengosongan selama satu jam, idealnya baterai akan benar-benar kosong.Tarif charge-discharge yang berbeda akan menghasilkan kapasitas yang dapat digunakan berbeda.Umumnya, semakin tinggi tingkat charge-discharge, semakin kecil kapasitas yang tersedia.
1.7 Siklus hidup
Jumlah siklus mengacu pada jumlah pengisian dan pengosongan penuh baterai, yang dapat diperkirakan dengan kapasitas pengosongan aktual dan kapasitas desain.Ketika kapasitas pelepasan akumulasi sama dengan kapasitas desain, jumlah siklus harus satu.Umumnya, setelah 500 siklus pengisian daya, kapasitas baterai yang terisi penuh akan berkurang 10%~20%.
Gambar 3. Hubungan waktu siklus dengan kapasitas baterai
1.8 Pelepasan diri
Pengosongan sendiri semua baterai akan meningkat dengan meningkatnya suhu.Self-discharge pada dasarnya bukanlah cacat produksi, melainkan karakteristik dari baterai itu sendiri.Namun, perlakuan yang tidak tepat dalam proses pembuatan juga akan menyebabkan meningkatnya self-discharge.Umumnya, tingkat self-discharge akan menjadi dua kali lipat ketika suhu baterai meningkat sebesar 10 ° C. Kapasitas self-discharge baterai lithium-ion sekitar 1-2% per bulan, sedangkan berbagai baterai berbasis nikel adalah 10- 15% per bulan.
Gambar 4. Performa self-discharge rate baterai lithium pada temperatur yang berbeda
Waktu posting: Feb-07-2023