[Vollständige Anleitung] Entdecken Sie das Grundwissen der Batterie

          Batterien sind ein unverzichtbarer Bestandteil unseres täglichen Lebens. Von Mobiltelefonen über Elektrofahrzeuge bis hin zu großen Energiespeichersystemen spielen Batterien in der modernen Gesellschaft eine immer wichtigere Rolle. Für die meisten Menschen sind die internen Funktionsprinzipien und Leistungsindikatoren von Batterien jedoch oft ein mysteriöses Gebiet. Dieser Artikel vermittelt Ihnen umfassende und tiefgehende Grundlagenkenntnisse zu Batterien, damit Sie diese allgegenwärtigen Energieträger besser verstehen.  

Das Funktionsprinzip der Batterie 

          Das Funktionsprinzip der Batterie basiert auf einer chemischen Reaktion. Die Batterie besteht aus drei Grundkomponenten: positive Elektrode, negative Elektrode und Elektrolyt. Während der Entladung der Batterie führen die Chemikalien der negativen Elektrode eine Oxidationsreaktion durch und setzen Elektronen frei. Die Chemikalien des positiven Pols reagieren und nehmen diese Elektronen auf. Dieser Elektronenfluss stellt den von der Batterie erzeugten Strom dar. Die Spannung der Batterie hängt von den chemischen Eigenschaften der positiven und negativen Extremsubstanzen ab. Indem wir die Zusammensetzung der Elektrodenmaterialien und Elektrolyte steuern, können wir Batterien mit unterschiedlichen Leistungen entwickeln. 

 

Einführung in die wichtigsten Batterietypen 

        Zu den derzeit gängigsten Batterietypen auf dem Markt zählen: 

 Lithium-Eisenphosphat-Batterie 

Merkmale : 

Hohe Sicherheit, es ist nicht leicht zu explodieren und zu brennen 

Die Zykluslebensdauer ist lang, sie kann 2000-3000 Mal aufgeladen und entladen werden 

Hohe Leistungsdichte, kann große Ströme liefern 

Die Energiedichte ist niedrig, im Allgemeinen 90–120 Wh/kg 

Vorteil: 

Zusätzliche Sicherheit, geeignet für Anwendungen mit hohen Sicherheitsanforderungen 

Lange Zyklenlebensdauer, lange Lebensdauer 

Hohe Leistungsdichte, geeignet für schnelle Lade- und Entladevorgänge 

Niedrige Kosten, ungiftig und umweltfreundlich 

Anwendungsfeld: 

Leichte Elektrofahrzeuge wie Elektrofahrräder, elektrische Dreiecksfahrzeuge 

Kleine tragbare Geräte wie Gartengeräte, Elektrowerkzeuge 

Haushalts- und zentrales Energiespeichersystem 

Stromnetzfrequenzanpassung und Notstromversorgung 

Einige Elektrofahrzeug-Batteriesystem  

 

•Blei-Säure-Batterie

Merkmale: 

Einfacher Aufbau und niedrige Herstellungskosten 

Verfügt über eine hohe Leistungsabgabefähigkeit 

Leistungsleistung in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen 

Hohe Rückgewinnungs- und Nutzungsrate 

Vorteil : 

Niedrige Kosten, weit verbreitet in Autostart- und Ersatzstromversorgungen 

Große Energiespeicher bieten Vorteile 

Dosenrecycling und guter Umweltschutz 

Anwendungsfeld: 

Autostartstromversorgung 

Ersatznetzteil und großer Energiespeicher 

Einige Industrie- und Elektrogeräte 

 

•NiMH-Akkus 

Merkmale: 

Die Energiedichte ist etwas niedriger als bei der Lithium-Ionen-Batterie und liegt im Allgemeinen bei 60-120 WH/KG 

Die Lebensdauer ist lang, bis zu 1000-2000 Lade-/Entladevorgänge 

Gute Leistung in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen 

Die Herstellungskosten sind relativ niedrig 

Vorteil : 

Gute Sicherheit, es ist nicht leicht zu explodieren oder zu brennen 

Gute Leistung unter Niedrigtemperaturbedingungen 

Lange Lebensdauer 

Anwendungsfeld: 

hybrid-elektrisches Fahrzeug 

Industrielle Anlagen und Notstromversorgung 

Einige digitale Produkte (nach und nach durch Lithiumbatterien ersetzt)  

         Jeder Batterietyp hat seine eigenen Vorteile und Nachteile. In praktischen Anwendungen ist es notwendig, die geeignete Batterie entsprechend den spezifischen Anforderungen auszuwählen.

 

Analyse der Batterieleistungsparameter 

          Zu den wichtigsten Indikatoren, die sich auf die Batterieleistung auswirken, gehören:  

1.Kapazität (MAH) - Die gesamte Strommenge, die vom Akku bereitgestellt werden kann; 

2.Energiedichte (WH/KG) -E gespeicherte Energie pro Einheitsqualität oder Volumen der Batterie; 

3.Leistungsdichte (W/kg) -D maximale Momentanleistung der Massen- oder Volumeneinheit der Batterie; 

4.Kreislauflebensdauer – die Anzahl der Batterien, die geladen und entladen werden können; 

5.Sicherheit – Die Stabilität und Explosionssicherheit der Batterie während des Gebrauchs.  

          Die Vor- und Nachteile dieser Parameter bestimmen direkt die Anwendbarkeit von Batterien in verschiedenen Anwendungsszenarien. Beispielsweise sind für das Energiespeichersystem zu Hause Energiedichte, Zyklenlebensdauer und Sicherheit wichtige Indikatoren, und für digitale Produkte ist es wichtiger, das geringe Gewicht und die lange Batteriekapazität der Batterie beizubehalten.

 

Technologie zum Befüllen und Entladen von Batterien 

         Um die Leistung und Sicherheit der Batterie zu optimieren, spielt das Batteriemanagementsystem (BMS) eine entscheidende Rolle. BMS kann den Ladezustand der Batterie in Echtzeit überwachen und anpassen, um eine übermäßige Beladung zu verhindern und die Lebensdauer des gesamten Batteriepakets durch den SOC-Unterschied zwischen den ausgeglichenen Batteriemonomeren zu verlängern. Darüber hinaus wirkt sich das Design des Ladegeräts auch direkt auf die Ladeeffizienz und Sicherheit der Batterie aus.  

         Diese Technologie zur Verwaltung des Befüllens und Entladens von Batterien wird hauptsächlich bei Lithiumbatterien verwendet, da bei Lithiumbatterien strenge Anforderungen an die Überwachung und Anpassung des Ladezustands gelten, die bei anderen chemischen Batteriesystemen wie Bleibatterien und Nickel-Metall-Batterien nicht so kritisch sind. Angemessene Ladekurven, ein Konstantstrom-Konstantspannungsmodus und eine Temperaturkompensationsfunktion tragen dazu bei, die Ladeeffizienz von Lithiumbatterien zu verbessern und versteckte Sicherheitsrisiken während des Ladevorgangs zu vermeiden.

 

Zukünftige Entwicklungstrends für Batterien 

         Mit dem kontinuierlichen Fortschritt der neuen Energietechnologie entwickelt sich auch die Batterieindustrie in Richtung höherer Energiedichte, längerer Lebensdauer und niedrigerer Kosten. Neue Batteriechemiesysteme wie Festkörperbatterien und Metall-Luft-Batterien werden allmählich kommerzialisiert und bieten breite Anwendungsaussichten in den Bereichen Elektrofahrzeuge und große Energiespeichersysteme. Auch in Zukunft wird die Entwicklung der Batterietechnologie die Verbreitung sauberer Energie weiter vorantreiben und der menschlichen Gesellschaft eine nachhaltigere Energiezukunft bescheren.  

 

Abschluss 

        Da es sich um ein Schlüsselgerät zur Umwandlung und Speicherung von Energie handelt, sind die internen Funktionsprinzipien und Leistungsindikatoren unseres umfassenden Verständnisses würdig. Durch die Einführung in diesen Artikel haben Sie sich meines Erachtens zunächst die Grundkenntnisse der Batterie angeeignet. Lassen Sie uns diese innovative Batteriewelt erkunden und zu unserer Zukunft beitragen.

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