Formålet med et batteri er at lagre energi og frigive den på et ønsket tidspunkt. Dette afsnit undersøger afladning under forskellige C-hastigheder og evaluerer afladningsdybden, som et batteri sikkert kan gå til. Dokumentet observerer også forskellige afladningssignaturer og udforsker batterilevetid under forskellige belastningsmønstre.
Det elektrokemiske batteri har den fordel i forhold til andre energilagringsenheder ved, at energien forbliver høj under det meste af ladningen og derefter falder hurtigt, efterhånden som ladningen opbruges. Superkondensatoren har en lineær afladning, og trykluft og en svinghjulsopbevaringsenhed er det omvendte af batteriet ved at levere den højeste effekt i begyndelsen.Figur 1, 2 og 3illustrere de simulerede udladningskarakteristika for lagret energi.
De fleste genopladelige batterier kan overbelastes kortvarigt, men dette skal holdes kort. Batteriets levetid er direkte relateret til niveauet og varigheden af den påførte stress, som inkluderer opladning, afladning og temperatur.
Fjernbetjeninger (RC) hobbyister er en speciel race af batteribrugere, der strækker tolerancen over for "svage" højtydende batterier til det maksimale ved at aflade dem ved en C-rate på 30C, 30 gange den nominelle kapacitet. Så spændende som en RC-helikopter, racerbil og hurtigbåd kan være; pakkernes forventede levetid vil være kort. RC-fans er godt klar over kompromiset og er villige til både at betale prisen og til at støde på ekstra sikkerhedsrisici.
For at få maksimal energi pr. vægt, drager droneproducenter sig til celler med høj kapacitet og vælger Energicellen. Dette er i modsætning til industrier, der kræver tunge belastninger og lang levetid. Disse applikationer går efter den mere robuste Power Cell med reduceret kapacitet.
Udledningsdybde
Blysyreudladninger til 1,75V/celle; nikkel-baseret system til 1.0V/celle; og mest Li-ion til 3.0V/celle. På dette niveau bruges omkring 95 procent af energien, og spændingen ville falde hurtigt, hvis udladningen skulle fortsætte. For at beskytte batteriet mod overafladning forhindrer de fleste enheder drift ud over den angivne afladningsspænding.
Når belastningen fjernes efter afladning, genoprettes spændingen af et sundt batteri gradvist og stiger mod den nominelle spænding. Forskelle i affiniteten af metaller i elektroderne producerer dette spændingspotentiale, selv når batteriet er tomt. En parasitisk belastning eller høj selvafladning forhindrer spændingsgenvinding.
En høj belastningsstrøm, som det ville være tilfældet, når man borer gennem beton med et el-værktøj, sænker batterispændingen, og tærsklen for afladningsslutspænding er ofte sat lavere for at forhindre for tidlig afskæring. Afskæringsspændingen bør også sænkes ved afladning ved meget kolde temperaturer, da batterispændingen falder, og den interne batterimodstand stiger.
Overopladning af et blybatteri kan producere svovlbrinte, en farveløs, giftig og brandfarlig gas, der lugter af rådne æg. Svovlbrinte forekommer også under nedbrydning af organisk stof i sumpe og kloakker og er til stede i vulkanske gasser og naturgas. Gassen er tungere end luft og samler sig i bunden af dårligt ventilerede rum. Stærk i starten dør lugtesansen med tiden, og ofrene er uvidende om tilstedeværelsen af gassen.
Hvad udgør en udledningscyklus?
En afladnings-/opladningscyklus forstås almindeligvis som fuld afladning af et opladet batteri med efterfølgende genopladning, men dette er ikke altid tilfældet. Batterier er sjældent helt afladet, og producenter bruger ofte 80 procents dybdeafladningsformel (DoD) til at vurdere et batteri. Det betyder, at kun 80 procent af den tilgængelige energi leveres, og 20 procent forbliver i reserve. At cykle et batteri ved mindre end fuld afladning øger levetiden, og producenter hævder, at dette er tættere på en feltrepræsentation end en fuld cyklus, fordi batterier almindeligvis genoplades med en vis ledig kapacitet tilbage.
Der er ingen standard definition af, hvad der udgør en udledningscyklus. Nogle cyklustællere tilføjer en fuld tæller, når et batteri er opladet. Et smart batteri kan kræve 15 procent afladning efter opladning for at kvalificere sig til en afladningscyklus; noget mindre tælles ikke som en cyklus. Et batteri i en satellit har en typisk DoD på 30-40 procent, før batterierne genoplades i løbet af satellitdagen. Et nyt EV-batteri må kun oplade til 80 procent og aflade til 30 procent. Denne båndbredde udvides gradvist, efterhånden som batteriet falmer, for at give identiske køreafstande. At undgå fulde op- og afladninger reducerer batterispændingen.
En hybridbil bruger kun en brøkdel af kapaciteten under acceleration, før batteriet genoplades. At starte motoren i et køretøj trækker mindre end 5 procent energi fra startbatteriet, og dette kaldes også en cyklus i bilindustrien. Henvisning til cyklustælling skal ske i sammenhæng med den respektive pligt.
Henvisning til afladningscyklus eller cyklusantal er ikke lige godt relateret til alle batteriapplikationer. Et eksempel, hvor optælling af afladningscyklusser ikke afspejler levetiden nøjagtigt, er i en lagerenhed (ESS). Disse batterier supplerer vedvarende energi fra vindkraft og fotovoltaik ved at levere kortsigtet energi, når det er nødvendigt, og lagre, hvis det er i overskud. Tidsvarigheden mellem opladning og afladning kan være i millisekunder; en typisk batteriladningstilstand er 40–60 %. I stedet for cyklustælling kan coulomb-tælling bruges som et middel til at måle slitage.