Laminovaná hliníková plastová fólie:Je to klíčový materiál pro balení lithiových bateriových článků do flexibilních obalů. Jedná se o vysoce pevný, vysoce bariérový vícevrstvý kompozitní materiál složený z různých plastů, hliníkových fólií a lepidel. Má extrémně vysoké bariérové vlastnosti, stabilitu elektrolytu, tvarovatelnost pro lisování za studena, odolnost proti propíchnutí a izolaci, což z něj dělá nejkritičtější bezpečnostní článek v lithiových bateriích s měkkým obalem.
Talíř:Dvě elektrody chemického zdroje energie, sestávající z aktivního materiálu a nosného a vodivého "kolektoru", obecně plošného porézního tělesa. Při výrobě elektrodových desek není často nutné přímo přidávat účinnou látku do sběrače proudu, ale pomocí specifických procesů zpracovávat suroviny do specifických forem a následně je kombinovat se sběračem proudu. Například u olověných baterií běžné formy elektrodových desek zahrnují lepené desky a trubkové desky.
Pozitivní deska:Jedná se o elektrodovou desku v baterii s relativně kladným elektrodovým potenciálem. Během procesu nabíjení a vybíjení baterie se aktivní materiál na kladné desce účastní elektrochemických reakcí, uchovává a uvolňuje elektrickou energii. Deska kladné elektrody je zároveň důležitou součástí připojení vnějšího obvodu baterie, která zajišťuje hladký průchod proudu.
Negativní deska:Jedná se o elektrodovou desku s relativně záporným elektrodovým potenciálem v baterii a spolu s kladnou deskou tvoří základní strukturu baterie. Během procesu vybíjení baterie prochází aktivní materiál na desce záporné elektrody oxidační reakci, uvolňuje elektrony a proudí vnějším obvodem na desku kladné elektrody, čímž generuje proud. Během procesu nabíjení přijímá deska záporné elektrody elektrony proudící zpět z desky kladné elektrody, což způsobuje, že aktivní materiál podléhá redukční reakci a vrací se do původního stavu.
Elektroda:Používá se jako dva konce pro přivádění nebo vyvádění proudu ve vodivém prostředí (pevná látka, plyn, vakuum nebo roztok elektrolytu). Pól, který přivádí proud, se nazývá anoda nebo kladný pól a pól, který uvolňuje proud, se nazývá katoda nebo záporný pól. Funkcí elektrod je působit jako vodivé médium pro proud, přenášet a přeměňovat elektrickou energii v obvodech, včetně zajišťování cest toku elektronů, realizace elektrochemických reakcí a převádění signálů.
Aktivní povrch elektrody:Pojem "oblast elektrody" označuje specifickou oblast v materiálu elektrody, která přichází do kontaktu s roztokem elektrolytu a může se účastnit elektrochemických reakcí. Tyto oblasti mají typicky jedinečné fyzikální a chemické vlastnosti, jako je vysoký specifický povrch, vysoká vodivost a hojné katalyticky aktivní místa. Hlavní funkce jsou poskytovat kanály pro přenos náboje, katalyzovat elektrochemické reakce a zvětšovat reakční plochu.
Elektrolyt:Sloučenina, která je rozpustná ve vodném roztoku nebo může sama o sobě vést elektřinu v roztaveném stavu. Podle stupně ionizace lze elektrolyty rozdělit na silné elektrolyty a slabé elektrolyty, přičemž téměř všechny ionizované elektrolyty jsou silné elektrolyty a pouze malá část ionizovaných elektrolytů jsou slabé elektrolyty. Elektrolyty jsou látky, které jsou vázány iontovými nebo polárními kovalentními vazbami a při rozpuštění ve vodě nebo zahřátí se mohou disociovat na volně se pohybující ionty, čímž vedou elektřinu.
Oddělovač:Je tenkovrstvý materiál umístěný mezi kladnou a zápornou elektrodou baterie, což má přímý dopad na bezpečnost a cenu baterie. Hlavní funkce jsou izolovat kladné a záporné elektrody, umožnit průchod iontů, zlepšit bezpečnost, regulovat vnitřní tlak baterie a kontrolovat kapacitu baterie.
únik:Je to jev elektrické tekutiny, plynu nebo jiných látek přetékajících z vnitřku baterie. Tento únik může být způsoben různými důvody, mimo jiné včetně problémů s těsněním, selháním pojistného ventilu, netěsností na terminálech atd.
Aktivní materiál:Termín "látky", které se mohou podílet na chemických reakcích během nabíjení a vybíjení baterie, uchovává a uvolňuje elektrickou energii prostřednictvím oxidačních a redukčních reakcí.
Elektrochemická reakce:Termín "chemická reakce" se vztahuje na chemickou reakci, ke které dochází v roztoku elektrolytu v důsledku působení elektrického proudu. Patří do kategorie elektrochemie a je odvětvím chemie, které se zabývá vztahem elektřiny a chemických změn. Elektrochemické reakce lze rozdělit do dvou kategorií: elektrolytické reakce a bateriové reakce.
Polarizace elektrod:se týká jevu, kdy se elektrodový potenciál odchyluje od reverzibilního elektrodového potenciálu, když proud prochází elektrodou. Tato odchylka je způsobena pomalou rychlostí určitého kroku v procesu elektrodové reakce, což má za následek odchylku elektrodového potenciálu od svého rovnovážného stavu.
Koncentrační polarizace:označuje jev, při kterém se během separačních procesů (jako je membránová separace) nebo elektrolýzy mění koncentrace rozpuštěných látek (iontů nebo rozpuštěných látek s různou molekulovou hmotností) na rozhraní nebo hraniční vrstvě, což má za následek zvýšení odporu tekutin a místního osmotického tlaku, což zase ovlivňuje tok permeace rozpouštědla nebo potenciál elektrody.
Ohmická polarizace:se týká procesu, ve kterém jsou kladné a záporné ionty v materiálu přerozdělovány a přesměrovány pod vlivem elektrického pole, což vede k celkové polarizaci materiálu. Může být také označována jako odporová polarizace, což je jev, který se vyskytuje v elektrochemických systémech v důsledku odporu elektrolytů vůči toku proudu.
Aktivační polarizace:Také známá jako elektrochemická polarizace nebo chemická polarizace je základní forma polarizace elektrody. Týká se jevu, kdy se potenciál elektrody odchyluje od rovnovážného potenciálu v důsledku zpožděných elektrochemických reakcí.
Anodická polarizace:Jde o jev v elektrochemických procesech, kdy se anodový potenciál vychyluje ze svého rovnovážného potenciálu a působením vnějšího proudu se pohybuje kladným směrem. Princip: V elektrochemickém systému dochází při průchodu vnějšího proudu anodou k porušení původního rovnovážného stavu a na povrchu anody dojde k oxidační reakci, která způsobí, že elektrony vytečou z anody a vstoupí do vnějšího obvodu. Vzhledem k tomu, že rychlost výtoku elektronů je větší než rychlost kovových iontů vstupujících do roztoku na povrchu anody, na povrchu anody se hromadí kladné náboje, které způsobují pohyb anodového potenciálu v kladném směru.
Katodická polarizace:Jev, při kterém se katodový potenciál v primární baterii nebo elektrolytickém článku po průchodu proudu pohybuje v záporném směru. Princip: V elektrochemickém systému při průchodu vnějšího proudu katodou dochází na povrchu katody k redukční reakci a do katody proudí elektrony z vnějšího obvodu. Pokud katodická reakce ještě není schopna tyto elektrony pohltit, elektrony se budou na katodě hromadit, což způsobí vychýlení potenciálu v katodové oblasti od rovnovážného potenciálu a změnu v negativním směru, čímž vznikne katodická polarizace.
Vedlejší reakce:se vztahuje k dalším a zbytečným reakcím, ke kterým dochází během provozu baterie, kromě hlavních reakcí baterie. Tyto reakce mohou mít nepříznivý vliv na výkon baterie, jako je snížení účinnosti nabíjení, snížení kapacity baterie, zkrácení životnosti baterie nebo vedoucí k poklesu výkonu baterie.
Kapacita:Odkazuje na množství elektřiny, které může baterie uvolnit za určitých podmínek (jako je rychlost vybíjení, teplota, ukončovací napětí atd.), obvykle měřeno v ampérhodinách (A · h) nebo miliampérhodinách (mAh). Mezi nimi se 1A · h rovná 3600 coulombům (C) a 1Ah se rovná 1000 mAh.
Napětí:Fyzikální veličina, která měří rovnoměrnost rozložení náboje v baterii, představující potenciální rozdíl mezi kladnými a zápornými elektrodami baterie. Jednoduše řečeno, napětí baterie je „tlak“ uvnitř baterie, který způsobuje, že elektrony proudí z kladné elektrody na zápornou elektrodu přes vnější obvod, čímž vzniká proud.
Proud:Fyzikální veličina, která popisuje rychlost toku nabíjení v baterii, odrážející množství proudu, který může baterie poskytnout za určitých podmínek, jako je rychlost vybíjení, teplota, zatížení atd.
Odpor:se týká odporu, který baterie zažívá, když proud protéká jejím vnitřkem během provozu. Je to důležitý technický ukazatel pro měření výkonu baterie. Vnitřní odpor baterií zahrnuje především ohmický odpor a polarizační odpor, mezi které patří polarizační odpor elektrochemický polarizační odpor a koncentrační polarizační odpor.
Jmenovitá kapacita:se vztahuje k době, po kterou může baterie nepřetržitě dodávat proud za určitých podmínek zatížení, když je plně nabitá, nebo vyjádřená ve fyzických jednotkách jako míra množství elektřiny, kterou může baterie uložit a uvolnit.
Zbytková kapacita:se týká množství elektřiny, které může baterie uložit a uvolnit ve svém aktuálním stavu, to znamená celkové množství elektřiny, které může baterie poskytnout ze svého současného stavu do úplného vybití. Tento indikátor je zásadní pro vyhodnocení stavu využití baterie, předpovídání zbývající doby používání a zajištění správného provozu zařízení.
Objemová kapacita:se týká množství elektrické energie, které může baterie nebo účinná látka uložit a uvolnit na jednotku objemu. Obvykle se vyjadřuje v miliampérhodinách na mililitr (mAh/ml) nebo miliampérhodinách na krychlový centimetr (mAh/cm³), což odráží hustotu energie baterie z hlediska objemu.
Gravimetrická kapacita:také známá jako hmotnostně specifická kapacita, odkazuje na množství elektřiny, které může poskytnout jednotková hmotnost baterie nebo aktivního materiálu při úplném vybití. Obvykle se vyjadřuje v miliampérhodinách na gram (mAh/g) nebo ve watthodinách na kilogram (Wh/kg), což odráží hustotu energie baterie z hlediska hmotnosti.
Specifická kapacita oblasti:se týká množství energie, kterou může baterie poskytnout na jednotku plochy (jako je plocha povrchu elektrody), odrážející hustotu energie baterie v rozměru plochy. Tento indikátor se obvykle vyjadřuje v mAh/cm² nebo F/cm² (pro kapacitní zařízení pro ukládání energie).
Kapacita na gram:také známá jako hustota kapacity nebo hmotnostně specifická kapacita, obvykle vyjádřená v miliampérhodinách na gram (mAh/g). Odráží množství elektřiny, které lze uložit a uvolnit na jednotku hmotnosti účinné látky, a je jedním z důležitých parametrů pro měření kapacity akumulátoru pro skladování energie.
Teplotní koeficient:označuje poměr změny výstupního napětí baterie k teplotě, obvykle vyjádřený jako změna napětí na stupeň Celsia (jako mV/stupeň nebo V/K). Význam: Odráží schopnost baterie udržovat stabilní výstupní napětí za různých teplotních podmínek. Čím menší je teplotní koeficient, tím nižší je citlivost baterie na změny teploty a tím stabilnější je výstupní napětí.
Energie baterie:se týká celkového množství elektrické energie uložené v baterii, představující množství energie, kterou může baterie za určitých podmínek uvolnit. Vyjadřuje se ve watthodinách (Wh), což je součin jmenovitého napětí, provozního proudu a provozní doby baterie.
Objemová energie:také známý jako "objemová hustota energie", odkazuje na množství energie, které může baterie poskytnout na jednotku objemu. Odráží hustotu energie baterie v objemovém rozměru.
Gravimetrická energie:také známá jako hustota energie hmoty, je fyzikální veličina, která popisuje energetický výstup na jednotku hmotnosti baterie. Je to jeden z důležitých ukazatelů pro hodnocení výkonu baterií a má významný vliv na celkovou kvalitu a dojezd elektromobilů.
Objemový výkon:také známý jako "objemová hustota výkonu", odkazuje na poměr výstupního výkonu baterie k jejímu objemu a je jedním z důležitých ukazatelů pro hodnocení výkonu baterie.
Život na kole:označuje počet cyklů úplného nabití a úplného vybití, které baterie vydrží, než její kapacita klesne na stanovenou hodnotu (např. 80 % její počáteční kapacity) za určitého režimu nabíjení a vybíjení.
Křivka nabíjení/vybíjení:Je to grafické znázornění, které popisuje změny napětí baterie v průběhu času nebo kapacity během procesu nabíjení a vybíjení. Tyto křivky mají velký význam pro hodnocení výkonu baterie, optimalizaci využití baterie a předpovídání životnosti baterie.
Vybíjecí proud:Proud, který vzniká, když baterie nebo baterie uvolní uloženou elektrickou energii do zátěže. Je to důležitý ukazatel výkonu baterie, který přímo ovlivňuje dobu používání a účinnost baterie.
Rychlost vybíjení:se týká rychlosti, s jakou napětí baterie klesá ze své počáteční hodnoty na její konečnou hodnotu během procesu vybíjení, nebo ji lze chápat jako hodnotu proudu potřebnou k tomu, aby baterie vybila svou jmenovitou kapacitu během stanovené doby. Je to důležitý ukazatel pro měření vybíjecího výkonu baterií.
Nadměrné vybití:označuje chování baterie, která se dále vybíjí poté, co napětí během vybíjení klesne pod specifikované ukončovací napětí. Během procesu vybíjení baterie se postupně uvolňuje nahromaděná elektrická energie a napětí pomalu klesá. Když napětí klesne na určitou specifikovanou hodnotu, vybíjení by mělo být zastaveno a baterie by měla být znovu nabita, aby se obnovil její stav akumulace energie. Pokud výboj pokračuje pod touto specifikovanou hodnotou, je to považováno za nadměrné vybíjení.
Zkrat:Je to z nějakého důvodu způsobeno tím, že kladné a záporné póly baterie jsou navzájem spojeny s velmi nízkým odporem a tvoří abnormální cestu. Podle Ohmova zákona (I=U/R) při konstantním napětí U platí, že čím menší je odpor R, tím větší je proud I. Proto při zkratování baterie vznikne velmi velký proud . Mezitím, podle Jouleova zákona (Q=I ² Rt), když vodičem prochází velký proud, vzniká značné množství tepla, což vede k prudkému zvýšení teploty baterie.
Zkratový proud:se týká proudu procházejícího zkratovou cestou, když dojde ke zkratu baterie. Tento typ proudu je obvykle velmi velký a může daleko překročit jmenovitý proud baterie, způsobit vážné poškození baterie a okolního zařízení a dokonce může způsobit požár nebo výbuch.
Samovybíjení:Jde o jev, kdy výkon baterie v nevyužitém nebo skladovaném stavu postupně klesá vlivem různých vnitřních faktorů, jako jsou vedlejší reakce elektrolytu, nestabilita materiálů elektrod, fyzikální mikrozkraty, defekty membrány, teplota prostředí, stav skladování atd. U lithium-iontových baterií je samovybíjení způsobeno hlavně chemickými reakcemi uvnitř baterie, jako je migrace iontů lithia v elektrolytu a redoxní reakce materiálů elektrod.
Hloubka vybití:Je to důležitý ukazatel pro měření stavu využití baterie, který odráží poměr využité kapacity k celkové kapacitě baterie. Tento poměr je obvykle vyjádřen v procentech a konkrétní metoda výpočtu je: DOD=(1- aktuální zbývající energie/celková energie baterie) x 100 %.
Rychlost vybíjení/rychlost nabíjení:označuje aktuální hodnotu potřebnou k tomu, aby se baterie vybila nebo nabila její jmenovitá kapacita za stanovený čas, obvykle reprezentovaná písmenem C. Číselně se rovná poměru nabíjecího a vybíjecího proudu ke jmenovité kapacitě, tj. C{{0 }}I/Q, kde I představuje nabíjecí a vybíjecí proud (v ampérhodinách) a Q představuje jmenovitou kapacitu baterie (v ampérhodinách).
Vybíjecí napětí:Je to potenciální rozdíl mezi dvěma elektrodami baterie, když prochází vnějším obvodem během procesu vybíjení. Je vždy nižší než napětí naprázdno baterie, protože proud musí překonat vnitřní odpor baterie, když jí prochází. Velikost vybíjecího napětí souvisí s faktory, jako je typ, kapacita, vybíjecí proud a doba vybíjení baterie.
Konec vybíjecího napětí:Je to důležitý parametr během procesu vybíjení baterie, který označuje konečný bod vybití baterie. Když napětí baterie klesne pod koncové napětí, další vybíjení může způsobit nevratné poškození baterie, jako je snížení kapacity, zkrácení životnosti nebo dokonce poškození. Rozumná kontrola koncového napětí baterie má proto velký význam pro ochranu baterie a prodloužení její životnosti.
Jmenovité napětí:označuje průměrnou hodnotu výstupního napětí baterie od začátku do konce vybití, když je plně nabitá. Odráží rozsah jmenovitého provozního napětí baterie a poskytuje důležité reference pro aplikaci, nabíjení, ochranu a další aspekty baterie.
Napětí naprázdno:rovná rozdílu mezi kladným elektrodovým potenciálem a záporným elektrodovým potenciálem baterie, když těmito dvěma póly neprochází žádný proud během otevřeného obvodu. Ve skutečných bateriových systémech, protože potenciál stanovený na dvou pólech baterie je většinou stabilní potenciál, je napětí naprázdno ve skutečnosti rozdílem mezi stabilními potenciály dvou pólů. Napětí naprázdno je obecně nižší než elektromotorická síla baterie, ale lze jej aproximovat jako elektromotorickou sílu baterie.
Pracovní napětí:odkazuje na skutečnou hodnotu napětí dodávanou baterií během procesu vybíjení. Vzhledem k vnitřnímu odporu baterie, když proud protéká baterií, musí překonat odpor vnitřního odporu. Proto je provozní napětí vždy nižší než napětí naprázdno baterie (tj. napětí, když baterie není připojena k žádné zátěži nebo externímu obvodu).
Napětí pláště:Napětí pláště baterie není standardním parametrem baterie, ale v některých případech, jako je diagnostika závad nebo hodnocení výkonu, se měří napětí mezi pláštěm baterie a elektrodami. Tato hodnota napětí může odrážet vnitřní stav baterie, jako je vnitřní odpor, stav elektrolytu a přítomnost zkratů.