1. Емкость (единица измерения: А·ч)
Это параметр, который волнует всех больше всего. Ёмкость аккумулятора — один из важных показателей производительности, позволяющий оценить его производительность. Она показывает, сколько электроэнергии аккумулятор разряжает при определённых условиях (скорость разряда, температура, конечное напряжение и т. д.) (доступен тест разряда JS-150D), то есть ёмкость аккумулятора, обычно измеряемую в ампер-часах (сокращенно выражается в А·ч, 1 А·ч = 360°C). Например, если аккумулятор 48 В·200 А·ч, это означает, что он может хранить 48 В·200 А·ч = 9,6 кВт·ч, то есть 9,6 киловатт электроэнергии. Ёмкость аккумулятора подразделяется на фактическую, теоретическую и номинальную в зависимости от условий.
Фактическая мощностьЭто количество электроэнергии, которое аккумулятор может отдать при определённом режиме разряда (определённый уровень осадка, определённая плотность тока и определённое напряжение на клеммах). Фактическая ёмкость, как правило, не равна номинальной, которая напрямую зависит от температуры, влажности, скорости зарядки и разрядки. Как правило, фактическая ёмкость меньше номинальной, иногда даже значительно меньше.
Теоретическая мощностьЭто количество электричества, вырабатываемое всеми активными веществами, участвующими в реакции аккумулятора. То есть, ёмкость в наиболее идеальном состоянии.
Номинальная мощностьОтносится к паспортной мощности, указанной на двигателе или электроприборе, способном работать длительное время в номинальных условиях эксплуатации. Обычно относится к полной мощности для трансформаторов, активной мощности для двигателей и полной или реактивной мощности для фазорегулирующего оборудования в ВА, кВА, МВА. На практике геометрия полюсной пластины, напряжение на клеммах, температура и скорость разряда влияют на ёмкость аккумулятора. Например, зимой на севере при использовании мобильного телефона на открытом воздухе ёмкость аккумулятора быстро падает.
2. Плотность энергии (единица измерения: Вт·ч/кг или Вт·ч/л)
Плотность энергии, плотность энергии аккумулятора, для данного электрохимического накопителя энергии – отношение энергии, которую можно зарядить, к массе или объёму носителя. Первая называется «массовой плотностью энергии», вторая – «объёмной плотностью энергии», единицы измерения – соответственно ватт-час/кг, Вт·ч/кг, ватт-час/литр, Вт·ч/л. Мощность здесь – это упомянутая выше ёмкость (А·ч) и рабочее напряжение (В) интеграла. С точки зрения приложений, метрика плотности энергии более показательна, чем ёмкость.
Современная технология литий-ионных аккумуляторов позволяет достичь удельной энергии порядка 100–200 Вт⋅ч/кг, что всё ещё относительно мало и во многих случаях стало узким местом для применения литий-ионных аккумуляторов. Эта проблема актуальна и для электромобилей: объём и масса строго ограничены, а удельная энергия аккумулятора определяет максимальный запас хода электромобиля, поэтому существует понятие «беспокойство о пробеге». Если запас хода электромобиля на одной зарядке должен достигать 500 километров (что сопоставимо с запасом хода автомобиля на обычном топливе), удельная энергия мономера аккумулятора должна составлять не менее 300 Вт⋅ч/кг.
Увеличение плотности энергии литий-ионных аккумуляторов — медленный процесс, значительно медленнее, чем закон Мура в отрасли интегральных схем, что создает разницу между повышением производительности электронных продуктов и повышением плотности энергии аккумуляторов, которая продолжает увеличиваться с течением времени.
Время публикации: 10 ноября 2023 г.