2019 сенеси энъ муим чыкъыш хусусиетлеринден бири.энергия сакълагъан батареялароларнынъ разряд перформансыдыр. Аккумуляторнынъ чешит шараитлерде разряд арекетини характеризлемек ичюн батареянынъ разряд эгрисини ольчемек керек, бу эгри, адет узьре, разряд кергинлигининъ вакъыт кечтикче денъишмесини косьтерген эгридир. Чешит тюрлю чыкъарув шараитлери чыкъарув стратегияларынен характерлене, чешит чыкъарув стратегиялары исе чешит чыкъарув эгрилерине кетиреджек. Разряд стратегияларына, адет узьре, разряд усулы, разряд току, токътав кергинлиги ве этраф муитнинъ арарети кире.
Разряд усулы .
Аккумуляторнынъ заряды учь ёлнен бошатыла биле: даима ток бошатылышы, даима къаршылыкъ бошатылышы ве даима кучь бошатылышы. Разряднынъ типик эгрилери 1-5 рес-де косьтерильген, оларда бу учь разряд режиминде разряд вакъты девамында разряд току, кергинлик ве къуветнинъ денъишмелери косьтерильген.
Даимий-къаршылыкълы разряд вакътында батареянынъ иш кергинлиги ве разряд току вакъыт кечтикче яваш-яваш эксиле. Айны шекильде, даимий-ток разрядында разряд джерьяны девам эттикче, иш кергинлиги де эксиле. Узакъ разряд вакътынен иш кергинлигининъ бойле эксильмеси батареянынъ ички къаршылыгъынынъ артмасынен багълыдыр. Бундан да гъайры, электрик алетлеринде, электрик автомобильлеринде ве дигер къулланмаларда батарея къуветининъ къулланылувы арткъан сайын, даима-къувет бошатылмасы зияде расткеле. Даимий-къувет разряды вакътында батареянынъ кергинлиги токътамайып эксиле, разряд току исе токътамайып арта.
Разряд току .
Аккумулятор чалышкъан вакъытта о чыкъаргъан токкъа разряд току дейлер. Разряд токуны кенъ таркъалгъан разряд темпи деп де адландыралар ве оны чокъ вакъыт саат темпи (саат темпи оларакъ да белли) ве арттырыджы ярдымынен ифаде этелер.
Разряд тезлиги батареянынъ разряд вакътынен ольчеген тезликке аиттир. Хусусан, бу белли бир разряд токуны къулланып, батареянынъ къуветини толусынен чыкъармакъ ичюн керек олгъан вакъыттыр, оны адет узьре саатлернен (с) ифаде этелер. Меселя, номиналь къувети 10 ампер-саат (А·с) олгъан батарея ичюн, эгер о 2 А токнен бошатылса, уйгъун бошатылув тезлиги 5 саат (10А·с/2А=5с) ола, яни батарея 5 саатлыкъ сурьатнен бошатыла.
Разряд тезлиги — белли бир вакъыт ичинде батареянынъ толу къувети толусынен чыкъарылгъанда, батареянынъ номиналь къуветининъ къатлысы оларакъ ифаделенген шимдики къыйметке аиттир. Меселя, 2С разряд демек, разряд току батареянынъ номиналь къуветинден эки кере зияде олгъаныны анълата, адет узьре, 2С иле косьтериле (бу ерде С — батареянынъ номиналь къуветини косьтере). Номиналь къувети 10А·с олгъан батарея ичюн 2С разряд (мында ольчю меселеси бар, яни къувет ве ток бирлемлери бир дегиль, лякин бу умумий къулланувдыр, онынъ ичюн о денъиштирильмейджек) разряд току 2 х . (А) демектир, бу разряд ra5 -ге келише. Аккумуляторларнынъ чешит тюрлери ве конструкциялары разряд шараитлерине чешит тюрлю уйгъунлашувгъа маликлер: базылары алчакъ-ток разрядына зияде келише, дигерлери исе юксек токларда яхшы чалышалар. Умумен, 0,5С-тен эксик я да мусавий олгъан чыкъарув тезликлерине алчакъ темплер дейлер; 0,5С ве 3,5С арасындакилерге орта темплер дейлер; 3,5С ве 7С арасындакилерге юксек темплер дейлер; ве 7С-ден зияде олгъанларгъа ультра-юксек темплер дейлер.
Токътатувы кергинлиги .
Аккумуляторны бошаткъан вакъытта башлангъыч кергинликнинъ къыймети башлангъыч иш кергинлиги оларакъ бельгилене; кергинлик илеридеки разряд энди келишмеген босагъагъа тюшкенде, бу кергинлик нокътасына токътав кергинлиги дейлер. Бу токътав кергинлигининъ специфик къыйметини, адет узьре, тестнинъ керчек талапларына ве кечмиш теджрибесине эсасланып, тестировщик бельгилей.
Комплектнинъ токътав кергинлиги чешит разряд шараитлерине ве оларнынъ батареянынъ къуветине ве омюрине тесирине коре денъише. Алчакъ токътав кергинликлери, адет узьре, алчакъ-араретли муитлерде я да юксек-ток разряды шараитлеринде къулланыла, юксек токътав кергинликлери исе, адет узьре, алчакъ-ток разряды шараитлеринде къоюла. Чюнки алчакъ-арарет я да юксек-ток разряды вакътында батарея электродлары арасындаки поляризация эп арта, бу исе фааль мадделернинъ толу ишлетильмемесине ве кергинликнинъ тездже тюшмесине кетире. Демек, токътав кергинлигини уйгъун шекильде тюшюрмек даа чокъ энергия чыкъармагъа ярдым эте. Аксине, алчакъ-ток разрядыны къуллангъанда, батареядаки фааль компонентлер даа толусынен ишлетиле. Бу вазиетте терен разрядны сынъырламакъ ичюн токътав кергинлигини арттырмакъ батареянынъ умумий омюрини семерели узатмакъ мумкюн.
Этраф муитнинъ арарети .
1-6 рес-де косьтерильгени киби, муитнинъ арарети чыкъарув эгрисине буюк тесир эте. Юксек араретлерде чыкъарув эгриси нисбетен йымшакъ тенденцияны косьтере; лякин арарет тюшкен сайын бу денъишюв эп кескинлеше. Эсас себеп шунда ки, алчакъ араретлерде ионларнынъ миграция сурьаты эксиле, бу исе ом ички къаршылыгъынынъ артмасына кетире. Экстремал алларда, эгер арарет пек алчакъ олса, электролит бузлап къалмакъ мумкюн, бу исе батареянынъ нормаль бошатылув джерьянына кедер эте. Бундан да гъайры, даа алчакъ араретлерде электрохимик поляризация ве концентрация поляризациясы уйгъун оларакъ къуветлене, бу исе разряд эгрисининъ парчаланув сурьатыны даа да тезлештире.
рес-де къуршун-экшилик батареяларынынъ чешит муит араретлеринде разряд эгрилери
Къабилиет ве махсус къабилиет .
Аккумуляторнынъ къувети белли бир разряд шараитлеринде аккумулятордан алынмакъ мумкюн олгъан электрик энергиясынынъ микъдарыны бильдире. Бирлем адет узьре ампер-саат (Ач) шеклинде ифаделене. Акъикъий вазиетке коре, батареянынъ къуветини даа назарий къуветке, акъикъий къуветке ве номиналь къуветке больмек мумкюн.
Назарий къабилиет (Со) — бу, фааль мадде батареянынъ электрохимик реакциясында толусынен иштирак этсе, идеаль шараитлерде бериле бильген электрик энергиясынынъ микъдарыдыр. Бу къыймет Фарадейнинъ къанунына риает этип, фааль мадденинъ массасына эсасланып эсаплана. Фарадейнинъ къанунында электродтаки реакцияда иштирак этиджи мадденинъ массасы ве онынъ ёллагъан юкнинъ микъдары арасында догърудан-догъру мутенасып багъ олгъаны къайд этиле; батареянынъ электрохимик джерьянында 1 моль фааль мадде иштирак этсе, о 26,8 А·с я да 1 фарад (F) эквивалентли зарядны чыкъара биле. Демек, бойле эсаплав формуласы бар: 1 .
Формулада м — фааль мадденинъ бутюнлей реакциягъа киргендеки массасы; n — акъынты реакциясы вакътында къазанылгъан я да гъайып этильген электронларнынъ сайысы; ве М — фааль мадденинъ моляр массасы.
Формулада К фааль мадденинъ электрохимик эквиваленти дейлер.
(1.5) мусавийлемеде косьтерильгени киби, электроднынъ назарий къабилиети фааль мадденинъ массасы ве электрохимик эквивалентинен багълыдыр. Айны фааль мадденинъ массасы олгъанда, электрохимик эквивалент не къадар кичик олса, назарий имкян о къадар буюк ола. Базы электрод материалларынынъ электрохимик эквивалентлери 1— 3 джедвельде берильген.
1-3 джедвельде базы электрод материалларынынъ электрохимик эквивалентлери .
| Менфий электроднынъ материалы . | Сыгъынты (г/см3) . | Специфик къувет (мА·с/г) | Мусбет электроднынъ материалы . | Сыгъынты (г/см3) . | Специфик къувет (мА·с/г) |
|---|---|---|---|---|---|
| H₂ | - | 0.037 | O₂ | - | 0.30 |
| Ли . | 0.534 | 0.259 | СОКл2 | 1.63 | 2.22 |
| Мг . | 0.74 | 0.454 | Эвельси | 7.4 | 2.31 |
| Ал . | 2.699 | 0.335 | СО2 | 1.37 | 2.38 |
| Fe . | 7.85 | 1.04 | МнО2 | 5.0 | 3.24 |
| Zn . | 7.1 | 1.22 | НиООН | 7.4 | 3.42 |
| Кд | 8.65 | 2.10 | Аг2О | 7.1 | 4.33 |
| (Ли)Сл2 | 2.25 | 2.68 | РбО2 | 9.3 | 4.45 |
| Рб . | 11.34 | 3.87 | I₂ | 4.94 | 4.73 |
Бундан да гъайры, керчек къувет ве номиналь къувет анъламлары сыкъ къулланыла. Акъикъий къувет — бу батареянынъ белли бир разряд шараитлеринде бере бильген электрик энергиясынынъ умумий микъдарыдыр. Акъикъий къувет тек назарий максималь къыйметнен дегиль де, махсус бошатув шараитлеринен де сынъырлана.
Номиналь къувет исе, лейха ве истисал джерьянында батарея ичюн стандарт комплекттир; яни белли бир разряд шараитлеринде батареянынъ иришмек керек олгъан энъ аз чыкъыш къувети, бунъа номиналь къувет де дейлер.
Бир серия ичиндеки чешит тюрлю батареяларны тенъештиргенде, къыймет кесмек ичюн, адет узьре, махсус къувет къулланыла. Хусусан, махсус къувет батареянынъ бирлем масса я да колемине коре электрик энергиясынынъ микъдарыны, яни кутьленинъ махсус къуветини (Ач/кг) ве колемнинъ махсус къуветини (Ач/л) бильдире. Шуны къайд этмек муим ки, батареянынъ массасыны ве колемини эсаплагъанда, электрод материалларыны ве электролитни козь огюне алмакътан гъайры, батареянынъ корпусы, айырыджысы ве оларнен багълы кечириджи компонентлер киби башкъа компонентлерини де эсапкъа алмакъ керек. Хусусан, сакълав батареялары ве якъы т элементлери ичюн умумий кутьле ве колемге бутюн керекли ярдымджы донатмалар да кире, меселя, сувукълыкъларны сакъламакъ ичюн цистерналар, активлештирюв алетлери (сакълав батареялары ичюн), я да фааль материалны сакълав ве теминлев системалары, идаре этюв системалары, къыздырув агрегатлары ве иляхре (якъы т элементлери ичюн).
Специфик къувет анъламыны кирсетип, чешит тюрлю ве колемдеки батареяларнынъ чалышувыны тенъештирмек мумкюн. Аккумуляторнынъ къувети назарий къуветке ве керчек къуветке болюне; уйгъун оларакъ, специфик къабилиетнинъ де назарий ве актуаль тарафлары бар.
Энергия ве специфик энергия .
Аккумулятор энергиясы — бу, белли бир разряд шараитлеринде ишни беджергенде, аккумуляторнынъ чыкъаргъан умумий электрик энергиясы, адет узьре, ватт-саат (Вт·с) иле ифаделенген. Аккумулятор энергиясынынъ да назарий энергиясы ве керчек энергиясы бар.
Аккумулятор разряд вакътында мувазене алда къалгъаныны ве онынъ разряд кергинлиги онынъ электроарекет къуветине мусавий даимий олгъаныны фарз этсек, эм де химиявий реакцияда бутюн фааль мадделер иштирак этелер, деп фарз этсек, о вакъыт аккумулятор берген энергия онынъ назарий максималь энергиясы Wo-гъа мусавий олмакъ керек.
Аккумуляторнынъ назарий энергиясы — бу, аккумуляторнынъ даимий арарет, даимий басым ве кери разряд шараитлеринде япкъан энъ буюк-колемсиз ишидир.
Акъикъий энергия (Вт) — белли бир разряд шараитлеринде батареянынъ керчектен берген энергиясыдыр. Оны ракъамлы шекильде, керчек къуветни орта иш кергинлигине арттырмакъ ёлунен чыкъаралар. Аккумулятор ичиндеки фааль мадделерни толусынен ишлетмек мумкюн олмагъанындан, онынъ иш кергинлиги, адет узьре, назарий электроарекет къуветинден эксик олгъаны ичюн, керчек энергия эр вакъыт назарий энергиядан эксик ола.
Специфик энергия дегенде, батареянынъ масса бирлемине я да бирлем колемине чыкъаргъан энергиясы дейлер. Аккумуляторнынъ бирлем массасына чыкъарылгъан энергия массагъа хас энергия оларакъ бельгилене, адет узьре, бир килограммгъа ватт-саат (Вт/кг) иле ольчениле. Аккумуляторнынъ бирлик колемине чыкъарылгъан энергия колемли специфик энергия оларакъ бельгилене, о, адет узьре, бир литрде ватт-саат (Вт/л) иле ифаделене. Бундан да гъайры, специфик энергия анъламыны даа назарий (W) ве фактик (W) деп больмек мумкюн, мында назарий кутьле специфик энергиясыны (1.9) мусавийлемеси ярдымынен эсапламакъ мумкюн: 1.1.
Формулада К+ — мусбет электрод материалынынъ электрохимик эквиваленти; К- — менфий электрод материалынынъ электрохимик эквиваленти; ве Е — батареянынъ электроарекет къувети.
Кучь ве специфик къувет .
Аккумуляторнынъ къувети белли бир разряд шараитлеринде аккумуляторнынъ бирлем вакъыт ичинде чыкъаргъан энергиясыны бильдире, онынъ ольчю бирлеми исе ватт (Вт) я да киловатт (кВт) ола. Бу чыкъыш къуветини батареянынъ массасына я да колемине коре бакъкъанда, махсус къувет анъламы эльде этиле. Хусусан, массагъа хас къувет батареянынъ бирлем массасы къач ватт къувет бере биледжегини ольчей, онынъ бирлеми исе Вт/кг; колемли специфик къувет исе батареянынъ бирлем колеминден чыкъарылгъан къуветни акс эте, онынъ уйгъун бирлеми исе Вт/Л ола.
Къувет ве махсус къувет батареянынъ разряд тезлигини косьтере. Аккумуляторнынъ къувети зияде олса, о, юксек ток я да юксек сурьатларда бошатыла биле. Меселя, цинк-кумюш батарея орта ток сыкълыгъында разрядлангъанда 100 Вт/кг-дан зияде специфик къуветке ирише биле, бу исе алчакъ ички къаршылыкъны ве яхшы юксек-тезликте разрядланув перформансыны косьтере. Аксине, цинк-марганецли къуру батарея алчакъ ток сыкълыгъында чалышкъанда тек 10 Вт/кг специфик къуветке ирише биле, бу исе юксек ички къаршылыкъны ве юксек-тезликтеки разряднынъ зайыф олгъаныны косьтере. Аккумулятор энергиясы киби, къуветнинъ де назарий къувети ве керчек къувети бар.
Аккумуляторнынъ назарий къуветини бойле ифаде этмек мумкюн: .
Формулада t — вакъыт; Co — батареянынъ назарий къувети; ве мен – акъынты.
Аккумуляторнынъ керчек къувети бойле олмакъ керек:
Формулада мен .2R — батареянынъ ички къаршылыгъы сарф этеджек къуветни косьтере. Бу кучь къоюлгъан юкке файдасыздыр; о, эсас оларакъ иссилик энергиясына чевириле ве иссилик оларакъ чыкъарыла.
Девирнинъ омюри .
Аккумуляторлар ичюн девирнинъ омюри я да къулланув деври батареянынъ чалышувыны къыймет кесмек ичюн эсас косьтергичлерден биридир. Эр бир толу заряд-разряд деври батарея ичюн вакъыт деври сайыла.
Белли бир заряд-разряд шараитлеринде батареянынъ къувети белли бир белли бир къыйметке тюшмегендже, онынъ девир омюри я да къулланув деври оларакъ даянып оладжакъ девирлернинъ сайысы бельгилене. Девирнинъ омюри не къадар узун олса, батареянынъ девир чалышувы о къадар яхшы олур.Чешит тюрлю батареялар чешит девир омюрини косьтере; меселя, никель-кадмий батареялары бинълернен девирге ирише билелер, цинк-кумюш батареяларынынъ девирлери исе нисбетен аз, базыларында атта юзден аз. Шуны къайд этмек керек ки, бир тюрдеки батареяларнынъ биле ички къурулышындаки фаркълар себебинден девир омюрлери чешит ола биле.
Аккумуляторнынъ девир омюрине чешит факторлар тесир этелер. Догъру къулланув ве бакъувдан гъайры, ашагъыдаки эсас тарафлар да къулланыла: 1 Заряд-разряд девирлеринде фааль мадденинъ юзюнинъ мейданлыгъы яваш-яваш эксиле, бу исе иш ток сыкълыгъынынъ артмасына ве поляризациянынъ интенсивлешмесине кетире; Электродлардаки фааль компонентлер айырыла я да кочип ола; Аккумулятор чалышкъан вакъытта электродларнынъ базы материаллары коррозиягъа огърай биле; Велосипед вакътында электродларда пейда олгъан дендритлер батарея ичинде къыскъа замыканиелернинъ пейда олувына себеп ола биле; Айырыджы зарарлангъан ола биле; Фааль мадденинъ кристалл морфологиясы текрарлангъан заряд-разряд девирлеринде денъише ве бунынънен онынъ фаалиети эксиле.
Сакълавнынъ чалышувы .
Аккумуляторнынъ сакълав перформансы — бу, белли бир муит шараитлеринде (арарет ве дымлыкъ киби) ачыкъ-схема вазиетинде олгъанда, онынъ ичиндеки табиий энергия джоюлув дереджесидир. Бу адисеге озь-озюни-бошатмакъ да дейлер. Эгер сакълав вакътында энергия джоюлувынынъ пайыны аз олса, бу батареянынъ сакълав перформансы мукеммель олгъаныны косьтере.
Аккумулятор ачыкъ-занги алында олгъанда, тышкъа электрик энергиясыны бермесе де, о, озь-озюни-разрядлав джерьянындан кече. Бу адисе эсасен электродларнынъ электролит муитиндеки термодинамик тургъунсызлыгъынен багълыдыр, бу исе электродлар арасында озь-озюнден пейда олгъан оксидленюв-къайта тикленюв реакцияларына кетире. Къуру шараитлерде биле, эгер муурь етерли дереджеде сыкъ олмаса, ава я да дымлыкъ киби тышкъы факторларнынъ ичине кирмеси батарея ичинде озь-озюни-разрядлав эффектини даа къозгъай биле.
Озь-озюни-разрядлав тезлигини батареянынъ къувети сакълангъанда белли бир къыйметке эндирильмеси ичюн керек олгъан куньлернинъ сайысы оларакъ да ифаде этмек мумкюн, бу исе раф муддети оларакъ беллидир.Къуру раф муддети ве дым раф муддети бар. Меселя, сакълав батареясыны, къулланмаздан эвель электролит къошмайып, чокъ вакъыт сакъламакъ мумкюн; бойле батареянынъ къуру раф омюри узун ола биле. Электролитнен сакълавгъа дым сакълав дейлер; дым сакълав озь-озюни-бошатув эффекти кучьлю ве дым раф муддети нисбетен къыскъа ола. Меселя, цинк-кумюш батареянынъ къуру алда 5–8 йыл сакълана биле, дым алда исе, адет узьре, тек бир къач ай сакълана.