المبادئ الأساسية والمصطلحات الخاصة بالبطاريات (1)

المبادئ الأساسية والمصطلحات لـ Bالشرايين

1. ما هي البطارية؟

البطاريات هي جهاز لتحويل الطاقة وتخزينها. يقوم بتحويل الطاقة الكيميائية أو الطاقة الفيزيائية إلى طاقة كهربائية من خلال التفاعل. وفقا لتحويل الطاقة المختلفة للبطاريات، يمكن تقسيمها إلى بطاريات كيميائية وبطاريات فيزيائية.

البطارية الكيميائية أو مصدر الطاقة الكيميائية هو جهاز يحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية. يتكون من نوعين من الأقطاب الكهربائية الكهروكيميائية النشطة بمكونات مختلفة، والتي تشكل على التوالي أقطابًا كهربائية موجبة وسالبة. يتم استخدام مادة كيميائية يمكنها توفير التوصيل للوسائط كإلكتروليت. عند توصيله بحامل خارجي، فإنه يوفر الطاقة الكهربائية عن طريق تحويل الطاقة الكيميائية الداخلية الخاصة به.

البطارية المادية هي جهاز يحول الطاقة المادية إلى طاقة كهربائية.

2. ما هي الاختلافات بين البطاريات الأساسية والثانوية؟

والفرق الرئيسي هو الفرق في المواد الفعالة. المواد الفعالة في البطاريات الثانوية قابلة للعكس، في حين أن المواد الفعالة في البطاريات الأولية غير قابلة للعكس. يكون التفريغ الذاتي للبطارية الأولية أصغر بكثير من البطارية الثانوية، ولكن المقاومة الداخلية أكبر بكثير من مقاومة البطارية الثانوية، مما يؤدي إلى انخفاض سعة التحميل. بالإضافة إلى ذلك، فإن السعة النوعية للكتلة والحجم للبطارية الأساسية أكبر من تلك الخاصة بالبطارية العامة القابلة لإعادة الشحن.

3. ما هو المبدأ الكهروكيميائي لبطارية هيدريد النيكل والمعدن؟

تستخدم بطارية هيدريد النيكل-معدن أكسيد النيكل كقطب موجب، ومعدن تخزين الهيدروجين كقطب سالب، والمحلول القلوي (أساسًا KOH) ككهارل. عند شحن بطارية هيدريد النيكل-معدن:

تفاعل القطب الموجب: Ni (OH) 2+OH - → NiOOH+H2O e-
رد الفعل السلبي: M+H2O+e - → MH+OH-
عندما يتم تفريغ بطارية هيدريد النيكل فلز:
تفاعل القطب الموجب: NiOOH+H2O+e - → Ni (OH) 2+OH-
رد الفعل السلبي: MH+OH - → M+H2O+e-

4. ما هو المبدأ الكهروكيميائي لبطاريات الليثيوم أيون؟

المكون الرئيسي للقطب الموجب لبطاريات الليثيوم أيون هو LiCoO2، والقطب السالب هو بشكل أساسي C. أثناء الشحن،
تفاعل القطب الموجب: LiCoO2 → Li1-xCoO2+xLi++xe-
رد الفعل السلبي: C+xLi++xe - → CLix
إجمالي تفاعل البطارية: LiCoO2+C → Li1-xCoO2+CLix
يحدث التفاعل العكسي للتفاعل أعلاه أثناء التفريغ.

5. ما هي المعايير الشائعة الاستخدام للبطاريات؟

معيار IEC القياسي للبطارية: معيار بطارية هيدريد النيكل والمعدن هو IEC61951-2:2003؛ تتبع صناعة بطاريات الليثيوم أيون بشكل عام معايير UL أو المعايير الوطنية.
المعيار الوطني المشترك للبطارية: معيار بطارية هيدريد النيكل المعدني هو GB/T15100_ 1994، GB/T18288_ 2000؛ معيار بطاريات الليثيوم هو GB/T10077_ 1998، YD/T998_ 1999، GB/T18287_ 2000.
بالإضافة إلى ذلك، تتضمن المعايير شائعة الاستخدام للبطاريات أيضًا المعيار الصناعي الياباني JIS C للبطاريات.
IEC، اللجنة الكهروتقنية الدولية، هي منظمة عالمية لتوحيد المقاييس تتألف من لجان كهروتقنية وطنية. والغرض منه هو تعزيز توحيد المجالات الكهروتقنية والإلكترونية في العالم. يتم صياغة معايير IEC من قبل اللجنة الكهروتقنية الدولية.

6. ما هي المكونات الهيكلية الرئيسية لبطارية هيدريد النيكل والمعدن؟

المكونات الرئيسية لبطارية هيدريد النيكل والمعدن هي: اللوحة الموجبة (أكسيد النيكل)، اللوحة السالبة (سبائك تخزين الهيدروجين)، المنحل بالكهرباء (أساسًا KOH)، ورق الحجاب الحاجز، حلقة الختم، الغطاء الموجب، غلاف البطارية، إلخ.

7. ما هي المكونات الهيكلية الرئيسية لبطاريات الليثيوم أيون؟

المكونات الرئيسية لبطارية الليثيوم أيون هي: الأغطية العلوية والسفلية للبطارية، اللوحة الموجبة (المادة النشطة هي أكسيد الكوبالت وأكسيد الليثيوم)، الحجاب الحاجز (فيلم مركب خاص)، اللوحة السلبية (المادة النشطة هو الكربون)، المنحل بالكهرباء العضوي، قذيفة البطارية (مقسمة إلى قذيفة الصلب وقذيفة الألومنيوم)، الخ.

8. ما هي المقاومة الداخلية للبطارية؟

يشير إلى المقاومة التي يواجهها التيار المتدفق عبر الجزء الداخلي للبطارية أثناء التشغيل. ويتكون من جزأين: المقاومة الداخلية الأومية والمقاومة الداخلية للاستقطاب. يمكن أن تؤدي المقاومة الداخلية الكبيرة للبطارية إلى انخفاض جهد التشغيل لتفريغ البطارية وتقصير وقت التفريغ. يتأثر حجم المقاومة الداخلية بشكل أساسي بعوامل مثل مادة البطارية وعملية التصنيع وهيكل البطارية. إنها معلمة مهمة لقياس أداء البطارية. ملاحظة: يعتمد المعيار بشكل عام على المقاومة الداخلية في حالة الشحن. يجب قياس المقاومة الداخلية للبطارية باستخدام مقياس مقاومة داخلي مخصص، بدلاً من استخدام نطاق أوم متعدد المقاييس للقياس.

9. ما هو الجهد الاسمي؟

يشير الجهد الاسمي للبطارية إلى الجهد المعروض أثناء التشغيل العادي. الجهد الاسمي لبطارية النيكل والكادميوم الثانوية وهيدريد المعدن هو 1.2 فولت؛ الجهد الاسمي لبطارية الليثيوم الثانوية هو 3.6 فولت.

10. ما هو جهد الدائرة المفتوحة؟

يشير جهد الدائرة المفتوحة إلى فرق الجهد بين القطبين الموجب والسالب للبطارية عندما لا يكون هناك تيار يتدفق عبر الدائرة في حالة عدم العمل. يشير جهد التشغيل، المعروف أيضًا باسم الجهد الطرفي، إلى فرق الجهد بين القطبين الموجب والسالب للبطارية عندما يكون هناك تيار في الدائرة أثناء حالة عملها.

11. ما هي سعة البطارية؟

يمكن تقسيم سعة البطارية إلى سعة اللوحة والقدرة الفعلية. تشير سعة لوحة البطارية إلى توفير أو ضمان أن البطارية يجب أن تقوم بتفريغ الحد الأدنى من الكهرباء في ظل ظروف تفريغ معينة عند تصميم البطارية وتصنيعها. ينص معيار IEC على أن سعة اللوحة الاسمية لبطارية Ni Cd ونيكل-ميتال هيدريد هي كمية الكهرباء التي يتم تفريغها عند شحنها عند 0.1 درجة مئوية لمدة 16 ساعة وتفريغها عند 0.2 درجة مئوية إلى 1.0 فولت تحت بيئة 20 درجة مئوية ± 5 ℃، معبرًا عنها بـ C5. بالنسبة لبطاريات الليثيوم أيون، يلزم شحنها لمدة 3 ساعات في ظل ظروف الشحن لدرجة الحرارة العادية، والتيار الثابت (1 درجة مئوية) - التحكم في الجهد الثابت (4.2 فولت)، ثم تفريغها عند 0.2 درجة مئوية إلى 2.75 فولت كسعة لوحة الاسم. تشير السعة الفعلية للبطارية إلى السعة الفعلية للبطارية في ظل ظروف تفريغ معينة، والتي تتأثر بشكل أساسي بمعدل التفريغ ودرجة الحرارة (وبالمعنى الدقيق للكلمة، يجب أن تحدد سعة البطارية ظروف الشحن والتفريغ). وحدات سعة البطارية هي Ah، mAh (1Ah=1000mAh)

12. ما هي قدرة التفريغ المتبقية للبطارية؟

عندما يتم تفريغ البطارية القابلة لإعادة الشحن بتيار كبير (مثل 1C أو أعلى)، بسبب "تأثير عنق الزجاجة" لمعدل الانتشار الداخلي الناجم عن التيار الزائد، تصل البطارية إلى الجهد الطرفي عندما لا يمكن تفريغ السعة بالكامل، ويمكن أن يستمر في التفريغ بتيار صغير (مثل 0.2 درجة مئوية) حتى 1.0 فولت/قطعة (بطارية النيكل والكادميوم وبطارية هيدريد معدن النيكل) و3.0 فولت/القطعة (بطاريات الليثيوم) تسمى السعة المتبقية.

13. ما هي منصة التفريغ؟

تشير منصة التفريغ لبطاريات النيكل والهيدروجين القابلة لإعادة الشحن عادةً إلى نطاق الجهد الذي يكون فيه جهد تشغيل البطارية مستقرًا نسبيًا عند تفريغها في ظل نظام تفريغ معين. وترتبط قيمته بتيار التفريغ، وكلما زاد التيار، انخفضت قيمته. تتوقف منصة التفريغ لبطاريات الليثيوم أيون عن الشحن بشكل عام عندما يكون الجهد 4.2 فولت والتيار أقل من 0.01 درجة مئوية عند جهد ثابت، ثم تتركها لمدة 10 دقائق لتفريغها إلى 3.6 فولت بأي معدل من تيار التفريغ. إنه معيار مهم لقياس جودة البطاريات.

تحديد البطارية

14. ما هي طريقة التعرف على البطاريات القابلة لإعادة الشحن وفقاً للوائح اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC)؟

وفقًا لمعايير IEC، يتكون تحديد بطارية هيدريد النيكل-معدن من خمسة أجزاء.
01) نوع البطارية: HF وHR يمثلان بطارية هيدريد النيكل والمعدن
02) معلومات حجم البطارية: بما في ذلك قطر البطاريات الدائرية وارتفاعها، والارتفاع والعرض والسمك والقيم الرقمية للبطاريات المربعة المفصولة بخطوط مائلة، الوحدة: مم
03) رمز خاصية التفريغ: يمثل L معدل تيار تفريغ مناسب ضمن 0.5 درجة مئوية
يمثل M معدل تيار التفريغ المناسب ضمن 0.5-3.5C
يمثل H معدل التفريغ الحالي المناسب ضمن 3.5-7.0C
يشير X إلى أن البطارية يمكن أن تعمل عند تيار تفريغ عالي يتراوح بين 7C-15C
04) رمز البطارية ذات درجة الحرارة المرتفعة: ويمثله T
05) تمثيل قطعة توصيل البطارية: لا يمثل CF أي قطعة اتصال، ويمثل HH قطعة الاتصال المستخدمة لقطعة توصيل سلسلة سحب البطارية، ويمثل HB قطعة الاتصال المستخدمة لتوصيل سلسلة متوازية لشريط البطارية.
على سبيل المثال، تمثل HF18/07/49 بطارية مربعة من هيدريد معدن النيكل بعرض 18 مم، وسمك 7 مم، وارتفاع 49 مم،
تمثل KRMT33/62HH بطارية النيكل والكادميوم بمعدل تفريغ يتراوح بين 0.5C-3.5. بطارية واحدة من سلسلة درجة الحرارة العالية (بدون موصل) يبلغ قطرها 33 مم وارتفاعها 62 مم.

وفقًا لمعيار IEC61960، يكون تعريف بطاريات الليثيوم الثانوية كما يلي:
01) تكوين تعريف البطارية: 3 أحرف متبوعة بـ 5 أرقام (أسطوانية) أو 6 أرقام (مربع).
02) الحرف الأول: يشير إلى مادة القطب السالب للبطارية. I - يمثل أيون الليثيوم مع بطارية مدمجة؛ L - يمثل قطبًا من معدن الليثيوم أو قطبًا من سبائك الليثيوم.
03) الحرف الثاني: يشير إلى مادة القطب الموجب للبطارية. ج - القطب القائم على الكوبالت؛ N - القطب القائم على النيكل. م - القطب القائم على المنغنيز. V - القطب القائم على الفاناديوم.
04) الحرف الثالث : يمثل شكل البطارية . R - يمثل البطارية الأسطوانية؛ L - يمثل بطارية مربعة.
05) الرقم: البطارية الأسطوانية: 5 أرقام تمثل قطر البطارية وارتفاعها على التوالي. وحدة القطر هي المليمتر، ووحدة الارتفاع هي عُشر المليمتر. عندما يكون قطر أو ارتفاع أي بعد أكبر من أو يساوي 100 مم، يجب إضافة خط قطري بين البعدين.
البطارية المربعة: 6 أرقام تمثل سمك البطارية وعرضها وارتفاعها بالملليمتر. عندما يكون أي من الأبعاد الثلاثة أكبر من أو يساوي 100 مم، يجب إضافة خط قطري بين الأبعاد؛ إذا كان أي من الأبعاد الثلاثة أقل من 1 ملم، يضاف قبل هذا البعد حرف "t" والذي يقاس بأعشار المليمتر.
على سبيل المثال، 

يمثل ICR18650 بطارية ليثيوم أيون ثانوية أسطوانية، مع مادة قطب كهربائي موجب من الكوبالت، يبلغ قطرها حوالي 18 مم، وارتفاعها حوالي 65 مم.
إي سي آر 20/1050.
يمثل ICP083448 بطارية ليثيوم أيون ثانوية مربعة الشكل، مع مادة قطب كهربائي موجب من الكوبالت، ويبلغ سمكها حوالي 8 مم، وعرضها حوالي 34 مم، وارتفاعها حوالي 48 مم.
يمثل ICP08/34/150 بطارية ليثيوم أيون ثانوية مربعة الشكل، مع مادة القطب الموجب من الكوبالت، ويبلغ سمكها حوالي 8 مم، وعرضها حوالي 34 مم، وارتفاعها حوالي 150 مم

15. ما هي مواد تغليف البطاريات؟

01) الميزون غير الجاف (الورق) مثل ورق الألياف والشريط اللاصق على الوجهين
02) فيلم PVC وأنبوب العلامة التجارية
03) قطعة التوصيل: صفائح الفولاذ المقاوم للصدأ، صفائح النيكل النقي، صفائح الفولاذ المطلية بالنيكل
04) قطعة الرصاص: قطعة من الفولاذ المقاوم للصدأ (سهلة اللحام)    صفيحة نيكل نقية (بقعية ملحومة بقوة)
05) نوع المكونات
06) مكونات الحماية مثل مفاتيح التحكم في درجة الحرارة، واقيات التيار الزائد، ومقاومات تحديد التيار
07) الصناديق، الصناديق
08) الأصداف البلاستيكية

16. ما هو الغرض من تعبئة البطارية ودمجها وتصميمها؟

01) الجماليات والعلامة التجارية
02) محدودية جهد البطارية: للحصول على جهد أعلى، يجب توصيل بطاريات متعددة على التوالي
03) حماية البطارية لمنع حدوث دوائر قصيرة وإطالة عمر الخدمة
04) قيود الأبعاد
05) سهولة النقل
06) تصميم لوظائف خاصة، مثل العزل المائي، والتصميم الخارجي الخاص، وما إلى ذلك.

أداء البطارية ورesting

17. ما هي الجوانب الرئيسية لأداء البطاريات الثانوية التي يشار إليها عادة؟

بما في ذلك بشكل أساسي الجهد، والمقاومة الداخلية، والسعة، وكثافة الطاقة، والضغط الداخلي، ومعدل التفريغ الذاتي، وعمر الدورة، وأداء الختم، وأداء السلامة، وأداء التخزين، والمظهر، وما إلى ذلك. وتشمل العوامل الأخرى الشحن الزائد، والتفريغ الزائد، ومقاومة التآكل، وما إلى ذلك.

18. ما هي عناصر اختبار موثوقية البطاريات؟

01) دورة الحياة
02) خصائص التفريغ بمعدلات مختلفة
03) خصائص التفريغ عند درجات حرارة مختلفة
04) خصائص الشحن
05) خصائص التفريغ الذاتي
06) خصائص التخزين
07) الإفراط في خصائص التفريغ
08) خصائص المقاومة الداخلية عند درجات الحرارة المختلفة
09) اختبار دورة درجة الحرارة
10) اختبار السقوط
11) اختبار الاهتزاز
12) اختبار القدرات
13) اختبار المقاومة الداخلية
14) اختبار GMS
15) اختبار تأثير درجات الحرارة العالية والمنخفضة
16) اختبار التأثير الميكانيكي
17) اختبار ارتفاع درجة الحرارة والرطوبة

19. ما هي عناصر اختبار سلامة البطاريات؟

01) اختبار ماس كهربائى
02) اختبارات الشحن الزائد والتفريغ
03) اختبار تحمل الجهد
04) اختبار التأثير
05) اختبار الاهتزاز
06) اختبار التسخين
07) اختبار الحريق
09) اختبار دورة درجة الحرارة
10) اختبار الشحن المتتابع
11) اختبار السقوط الحر
12) اختبار منطقة الضغط المنخفض
13) اختبار التفريغ القسري
15) اختبار لوحة التدفئة الكهربائية
17) اختبار الصدمة الحرارية
19) اختبار الوخز بالإبر
20) اختبار الضغط
21) اختبار تأثير الأجسام الثقيلة

20. ما هي طرق الشحن الشائعة؟

طريقة شحن بطارية هيدريد النيكل-معدن:
01) الشحن الحالي المستمر: يكون تيار الشحن أثناء عملية الشحن بأكملها قيمة معينة، وهي الطريقة الأكثر شيوعًا؛
02) شحن الجهد المستمر: أثناء عملية الشحن، يحافظ طرفا مصدر طاقة الشحن على قيمة ثابتة، وينخفض ​​التيار في الدائرة تدريجيًا مع زيادة جهد البطارية؛
03) شحن التيار المستمر والجهد المستمر: يتم شحن البطارية أولاً بالتيار المستمر (CC). عندما يرتفع جهد البطارية إلى قيمة معينة، يبقى الجهد دون تغيير (CV)، وينخفض ​​التيار في الدائرة إلى قيمة صغيرة جدًا، ويميل في النهاية إلى الصفر.
طريقة شحن بطاريات الليثيوم:
شحن التيار المستمر والجهد المستمر: يتم شحن البطارية أولاً بتيار ثابت (CC). عندما يرتفع جهد البطارية إلى قيمة معينة، يبقى الجهد دون تغيير (CV)، وينخفض ​​التيار في الدائرة إلى قيمة صغيرة جدًا، ويميل في النهاية إلى الصفر.

21. ما هو الشحن والتفريغ القياسي لبطارية هيدريد النيكل والمعدن؟

تنص معايير IEC الدولية على أن الشحن والتفريغ القياسي لبطارية هيدريد النيكل-معدن هو: قم أولاً بتفريغ البطارية عند 0.2 درجة مئوية إلى 1.0 فولت/القطعة، ثم شحنها عند 0.1 درجة مئوية لمدة 16 ساعة، بعد وضعها جانبًا لمدة ساعة واحدة، ثم تفريغها. عند 0.2 درجة مئوية إلى 1.0 فولت/قطعة، وهو الشحن والتفريغ القياسي للبطارية.

22. ما هو الشحن النبضي؟ ما هو تأثير ذلك على أداء البطارية؟

يعتمد الشحن النبضي عمومًا طريقة الشحن والتفريغ، أي الشحن لمدة 5 ثوانٍ، ثم التفريغ لمدة ثانية واحدة. بهذه الطريقة، يتم تحويل معظم الأكسجين الناتج أثناء عملية الشحن إلى إلكتروليت تحت نبض التفريغ. لا يقتصر الأمر على الحد من كمية تغويز المنحل بالكهرباء الداخلي فحسب، بل بالنسبة للبطاريات القديمة التي تم بالفعل استقطابها بشدة، بعد استخدام طريقة الشحن هذه لمدة 5-10 مرات من الشحن والتفريغ، فإنها ستتعافى تدريجيًا أو تقترب من قدرتها الأصلية.

23. ما هو الشحن المتتابع؟

يتم استخدام الشحن المتتابع للتعويض عن فقدان السعة الناتج عن التفريغ الذاتي للبطارية بعد شحنها بالكامل. يستخدم الشحن النبضي بشكل عام لتحقيق الأهداف المذكورة أعلاه.

24. ما هي كفاءة الشحن؟

تشير كفاءة الشحن إلى قياس الدرجة التي يتم بها تحويل الطاقة الكهربائية التي تستهلكها البطارية في عملية الشحن إلى طاقة كيميائية مخزنة بواسطة البطارية. يتأثر بشكل أساسي بعملية البطارية ودرجة حرارة بيئة عمل البطارية. بشكل عام، كلما ارتفعت درجة الحرارة المحيطة، انخفضت كفاءة الشحن.

25. ما هي كفاءة التفريغ؟

تشير كفاءة التفريغ إلى نسبة الكهرباء الفعلية التي تم تفريغها إلى الجهد الطرفي في ظل ظروف تفريغ معينة إلى سعة اللوحة، والتي تتأثر بشكل أساسي بمعدل التفريغ ودرجة الحرارة المحيطة والمقاومة الداخلية وعوامل أخرى. بشكل عام، كلما ارتفع معدل التفريغ، انخفضت كفاءة التفريغ. كلما انخفضت درجة الحرارة، انخفضت كفاءة التفريغ.

26. ما هي الطاقة الناتجة من البطارية؟

تشير الطاقة الناتجة للبطارية إلى القدرة على إخراج الطاقة لكل وحدة زمنية. ويتم حسابه على أساس تيار التفريغ I وجهد التفريغ، P=U * I، بالواط.

كلما كانت المقاومة الداخلية للبطارية أصغر، زادت طاقة الخرج. يجب أن تكون المقاومة الداخلية للبطارية أقل من المقاومة الداخلية للجهاز الكهربائي، وإلا فإن الطاقة التي تستهلكها البطارية نفسها ستكون أيضًا أكبر من الطاقة التي يستهلكها الجهاز الكهربائي. هذا غير اقتصادي وقد يؤدي إلى تلف البطارية.

27. ما هو التفريغ الذاتي للبطاريات الثانوية؟ ما هو معدل التفريغ الذاتي للأنواع المختلفة من البطاريات؟

يشير التفريغ الذاتي، المعروف أيضًا بقدرة الاحتفاظ بالشحن، إلى قدرة البطارية على الحفاظ على الطاقة المخزنة بها في ظل ظروف بيئية معينة في حالة الدائرة المفتوحة. بشكل عام، يتأثر التفريغ الذاتي بشكل أساسي بعملية التصنيع والمواد وظروف التخزين. يعد التفريغ الذاتي أحد المعايير الرئيسية لقياس أداء البطارية. بشكل عام، كلما انخفضت درجة حرارة تخزين البطارية، انخفض معدل التفريغ الذاتي. ومع ذلك، تجدر الإشارة أيضًا إلى أن درجات الحرارة المنخفضة أو المرتفعة قد تتسبب في تلف البطارية وتجعلها غير صالحة للاستخدام.

بعد شحن البطارية بالكامل وتركها مفتوحة لفترة من الوقت، تعتبر درجة معينة من التفريغ الذاتي ظاهرة طبيعية. تنص معايير IEC على أنه بعد الشحن الكامل، يجب أن تظل بطارية هيدريد النيكل-معدن مفتوحة لمدة 28 يومًا عند درجة حرارة 20 درجة مئوية ± 5 درجة مئوية ورطوبة (65 ± 20)٪، ويجب أن تصل سعة التفريغ 0.2 درجة مئوية إلى 60 درجة مئوية. % من السعة الأولية.

28. ما هو اختبار التفريغ الذاتي على مدار 24 ساعة؟

يتم إجراء اختبار التفريغ الذاتي لبطاريات الليثيوم عمومًا باستخدام التفريغ الذاتي على مدار 24 ساعة لاختبار قدرتها على الاحتفاظ بالشحن بسرعة. يتم تفريغ البطارية عند 0.2 درجة مئوية إلى 3.0 فولت، ويتم شحنها بتيار ثابت وجهد ثابت من 1 درجة مئوية إلى 4.2 فولت، مع تيار مقطوع يبلغ 10 مللي أمبير. بعد 15 دقيقة من التخزين، يتم قياس سعة التفريغ C1 عند 1C إلى 3.0V، ثم يتم شحن البطارية بتيار ثابت وجهد ثابت من 1C إلى 4.2V، مع تيار مقطوع يبلغ 10 مللي أمبير. بعد 24 ساعة من التخزين، يتم قياس سعة 1C C2، ويجب أن تكون C2/C1 * 100% أكبر من 99%.

29. ما هو الفرق بين شحن المقاومة الداخلية للدولة وتفريغ المقاومة الداخلية للدولة؟

تشير المقاومة الداخلية لحالة الشحن إلى المقاومة الداخلية للبطارية عند شحنها بالكامل؛ تشير المقاومة الداخلية لحالة التفريغ إلى المقاومة الداخلية للبطارية بعد التفريغ الكامل.

بشكل عام، المقاومة الداخلية في حالة التفريغ غير مستقرة وكبيرة نسبيًا، في حين أن المقاومة الداخلية في حالة الشحن صغيرة وقيمة المقاومة مستقرة نسبيًا. أثناء استخدام البطاريات، تكون المقاومة الداخلية لحالة الشحن فقط ذات أهمية عملية. في المراحل اللاحقة من استخدام البطارية، وبسبب نفاد الإلكتروليت وانخفاض النشاط الكيميائي الداخلي، ستزداد المقاومة الداخلية للبطارية بدرجات متفاوتة.

30. ما هو المقاوم الثابت؟ ما هي المقاومة الديناميكية؟

تشير المقاومة الداخلية الساكنة إلى المقاومة الداخلية للبطارية أثناء التفريغ، وتشير المقاومة الداخلية الديناميكية إلى المقاومة الداخلية للبطارية أثناء الشحن.

31. هل هو اختبار الشحن الزائد القياسي؟

تنص اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) على أن الاختبار القياسي لمقاومة الشحن الزائد لبطارية هيدريد النيكل-معدن هو: تفريغ البطارية عند 0.2 درجة مئوية إلى 1.0 فولت/القطعة، وشحنها بشكل مستمر عند 0.1 درجة مئوية لمدة 48 ساعة. يجب أن تكون البطارية خالية من التشوه والتسرب، ويجب أن يكون وقت التفريغ من 0.2C إلى 1.0V بعد الشحن الزائد أكثر من 5 ساعات.

32. ما هو اختبار دورة الحياة القياسي للجنة الكهروتقنية الدولية (IEC)؟

تنص اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) على أن اختبار دورة الحياة القياسية لبطارية هيدريد النيكل-معدن هو:
بعد تفريغ البطارية عند 0.2 درجة مئوية إلى 1.0 فولت/خلية
01) الشحن عند 0.1 درجة مئوية لمدة 16 ساعة، ثم التفريغ عند 0.2 درجة مئوية لمدة ساعتين و30 دقيقة (دورة واحدة)
02) الشحن عند 0.25 درجة مئوية لمدة 3 ساعات و10 دقائق، والتفريغ عند 0.25 درجة مئوية لمدة ساعتين و20 دقيقة (2-48 دورة)
03) الشحن عند 0.25 درجة مئوية لمدة 3 ساعات و10 دقائق، والتفريغ عند 0.25 درجة مئوية إلى 1.0 فولت (الدورة 49)
04) اشحن عند درجة حرارة 0.1 درجة مئوية لمدة 16 ساعة، واتركها لمدة ساعة واحدة، ثم قم بالتفريغ عند درجة حرارة 0.2 درجة مئوية إلى 1.0 فولت (الدورة الخمسين). بالنسبة لبطارية هيدريد النيكل والمعدن، بعد التكرار 1-4 لمدة 400 دورة، يجب أن يكون وقت تفريغها عند درجة حرارة 0.2C أكثر من 3 ساعات؛ كرر 1-4 لإجمالي 500 دورة لبطارية النيكل والكادميوم، ويجب أن يكون وقت التفريغ 0.2C أكثر من 3 ساعات.

33. ما هو الضغط الداخلي للبطارية؟

يشير الضغط الداخلي للبطارية إلى الغاز المتولد أثناء عملية الشحن والتفريغ للبطارية المغلقة، والذي يتأثر بشكل أساسي بعوامل مثل مادة البطارية وعملية التصنيع وهيكل البطارية. ويعود السبب الرئيسي لحدوثها إلى تراكم الماء والغاز الناتج عن تحلل المحاليل العضوية داخل البطارية. بشكل عام، يتم الحفاظ على الضغط الداخلي للبطارية عند المستوى الطبيعي. في حالة الشحن الزائد أو التفريغ، قد يزيد الضغط الداخلي للبطارية:

على سبيل المثال، الشحن الزائد، القطب الموجب: 4OH -4e → 2H2O+O2 ↑؛ ①
يتفاعل الأكسجين المتولد مع غاز الهيدروجين المترسب على القطب السالب لتوليد الماء 2H2+O2 → 2H2O ②
إذا كانت سرعة التفاعل ② أقل من سرعة التفاعل ①، فلن يتم استهلاك الأكسجين المتولد في الوقت المناسب، مما سيؤدي إلى زيادة الضغط الداخلي للبطارية.

34. ما هو اختبار الاحتفاظ بالشحن القياسي؟

تنص اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) على أن اختبار الاحتفاظ بالشحن القياسي لبطارية هيدريد النيكل-معدن هو:
يتم تفريغ البطارية عند 0.2 درجة مئوية إلى 1.0 فولت، وشحنها عند 0.1 درجة مئوية لمدة 16 ساعة، وتخزينها عند 20 درجة مئوية ± 5 درجة مئوية ورطوبة 65% ± 20% لمدة 28 يومًا، ثم يتم تفريغها عند درجة حرارة 0.2 درجة مئوية إلى 1.0 فولت، بينما النيكل – يجب أن تكون بطارية الهيدريد المعدنية أكثر من 3 ساعات.
وفقًا للمعايير الوطنية، يكون اختبار الاحتفاظ بالشحن القياسي لبطاريات الليثيوم كما يلي: (ليس لدى IEC معايير ذات صلة) يتم تفريغ البطارية عند 0.2 درجة مئوية إلى 3.0/خلية، ثم يتم شحنها عند تيار ثابت 1 درجة مئوية وجهد حتى 4.2 فولت، مع تيار القطع 10 مللي أمبير. بعد 28 يومًا من التخزين عند درجة حرارة 20 درجة مئوية ± 5 درجة مئوية، يتم تفريغها عند 0.2 درجة مئوية إلى 2.75 فولت، ويتم حساب قدرة التفريغ. بالمقارنة مع السعة الاسمية للبطارية، يجب ألا تقل عن 85% من السعة الأولية.

35. ما هي تجربة الدائرة القصيرة؟

قم بتوصيل بطارية مشحونة بالكامل في صندوق مقاوم للانفجار بسلك مقاومة داخلية ≥ 100m Ω لتقصير دائرة الأقطاب الموجبة والسالبة، ويجب ألا تنفجر البطارية أو تشتعل فيها النيران.

36. ما هو اختبار ارتفاع درجة الحرارة والرطوبة؟

اختبار درجة الحرارة العالية والرطوبة العالية لبطارية هيدريد النيكل فلز هو:
بعد شحن البطارية بالكامل، قم بتخزينها تحت ظروف درجة حرارة ورطوبة ثابتة لعدة أيام، ولاحظ ما إذا كان هناك أي تسرب أثناء عملية التخزين.
اختبار درجة الحرارة والرطوبة العالية لبطاريات الليثيوم هو: (المعيار الوطني)
قم بشحن البطارية 1C بتيار ثابت وجهد 4.2 فولت، مع تيار قطع 10 مللي أمبير، ثم ضعها في صندوق درجة حرارة ورطوبة ثابتة عند (40 ± 2) درجة مئوية مع رطوبة نسبية 90٪ -95 % لمدة 48 ساعة. أخرج البطارية واتركها لمدة ساعتين عند (20 ± 5) درجة مئوية. راقب مظهر البطارية ويجب ألا يكون هناك أي شيء غير طبيعي. ثم قم بتفريغ البطارية بتيار ثابت من 1C إلى 2.75V. بعد ذلك، قم بإجراء دورات شحن 1C وتفريغ 1C عند (20 ± 5) درجة مئوية حتى لا تقل سعة التفريغ عن 85% من السعة الأولية، ولكن يجب ألا يتجاوز عدد الدورات 3 مرات.

37. ما هي تجربة ارتفاع درجة الحرارة؟

بعد شحن البطارية بالكامل، ضعها في الفرن وقم بتسخينها من درجة حرارة الغرفة بمعدل 5 درجات مئوية/دقيقة. عندما تصل درجة حرارة الفرن إلى 130 درجة مئوية، احتفظ بها لمدة 30 دقيقة. يجب ألا تنفجر البطارية أو تشتعل فيها النيران.

38. ما هي تجربة تدوير درجة الحرارة؟

تتكون تجربة دورة درجة الحرارة من 27 دورة، وتتكون كل دورة من الخطوات التالية:
01) قم بتغيير البطارية من درجة حرارة الغرفة إلى ساعة واحدة عند 66 ± 3 درجة مئوية و15 ± 5%،
02) قم بالتغيير إلى ساعة واحدة من التخزين عند درجة حرارة 33 ± 3 درجة مئوية ورطوبة 90 ± 5 درجة مئوية،
03) قم بتغيير الحالة إلى -40 ± 3 درجة مئوية واتركها لمدة ساعة واحدة
04) اترك البطارية عند 25 درجة مئوية لمدة 0.5 ساعة
هذه العملية المكونة من 4 خطوات تكمل الدورة. بعد 27 دورة من التجارب، يجب ألا يكون هناك أي تسرب أو زحف قلوي أو صدأ أو أي ظروف غير طبيعية أخرى في البطارية.

39. ما هو اختبار السقوط؟

بعد شحن البطارية أو مجموعة البطارية بالكامل، يتم إسقاطها ثلاث مرات من ارتفاع 1 متر على أرض خرسانية (أو أسمنتية) للحصول على تأثير عشوائي في الاتجاه.

40. ما هي تجربة الاهتزاز؟

طريقة اختبار الاهتزاز لبطارية هيدريد النيكل فلز هي:
بعد تفريغ البطارية عند درجة حرارة 0.2 درجة مئوية إلى 1.0 فولت، قم بشحنها عند درجة حرارة 0.1 درجة مئوية لمدة 16 ساعة، واتركها لمدة 24 ساعة قبل الاهتزاز وفقًا للشروط التالية:
السعة: 0.8 ملم
قم بهز البطارية بين 10 هرتز - 55 هرتز، مع زيادة أو نقصان بمعدل اهتزاز 1 هرتز في الدقيقة.
يجب أن يكون تغيير جهد البطارية ضمن ± 0.02 فولت، ويجب أن يكون تغيير المقاومة الداخلية ضمن ± 5m Ω. (وقت الاهتزاز خلال 90 دقيقة)
طريقة الاهتزاز التجريبية لبطاريات الليثيوم هي:
بعد تفريغ البطارية عند 0.2 درجة مئوية إلى 3.0 فولت، قم بشحنها بتيار ثابت 1 درجة مئوية وجهد يصل إلى 4.2 فولت، مع تيار مقطوع يبلغ 10 مللي أمبير. بعد 24 ساعة من التخزين، قم بالاهتزاز وفقًا للشروط التالية:
قم بإجراء تجارب الاهتزاز بتردد اهتزاز يتراوح من 10 هرتز إلى 60 هرتز ثم إلى 10 هرتز خلال 5 دقائق، بسعة 0.06 بوصة. تهتز البطارية في اتجاه المحاور الثلاثة، حيث يهتز كل محور لمدة نصف ساعة.
يجب أن يكون تغيير جهد البطارية ضمن ± 0.02 فولت، ويجب أن يكون تغيير المقاومة الداخلية ضمن ± 5m Ω.

41. ما هي تجربة التأثير؟

بعد شحن البطارية بالكامل، ضع قضيبًا صلبًا أفقيًا على البطارية واستخدم وزنًا يبلغ 20 رطلاً للسقوط من ارتفاع معين ليصطدم بالقضيب الصلب. يجب ألا تنفجر البطارية أو تشتعل فيها النيران.

42. ما هي تجربة الاختراق؟

بعد شحن البطارية بالكامل، استخدم مسمارًا بقطر معين للمرور عبر مركز البطارية واترك المسمار داخل البطارية. يجب ألا تنفجر البطارية أو تشتعل فيها النيران.

43. ما هي تجربة النار؟

ضع البطارية المشحونة بالكامل على جهاز تسخين مزود بغطاء واقي خاص للاحتراق، دون أن يخترق أي حطام الغطاء الواقي.