Tiefe der Entladung – Batterie
Ein elektrischer Akkumulator ist im Wesentlichen eine Quelle von Gleichstrom-Elektrizität. Er wandelt gespeicherte chemische Energie durch einen elektrochemischen Prozess in elektrische Energie um. Dies bietet eine Quelle elektromotorischer Kraft, um Ströme in elektrischen und elektronischen Schaltkreisen fließen zu lassen. Eine typische Batterie besteht aus einer oder mehreren Volta-Zellen.
Das grundlegende Prinzip einer elektrochemischen Zelle sind spontane Redoxreaktionen in zwei Elektroden, getrennt durch einen Elektrolyten. Der Elektrolyt ist eine Substanz, die ionisch leitend und elektrisch isolierend ist.
Tiefe der Entladung (DOD)
Die Tiefe der Entladung ist ein Maß dafür, wie viel Energie aus einer Batterie entnommen wurde und wird als Prozentsatz der vollen Kapazität ausgedrückt. Zum Beispiel hat eine 100 Ah Batterie, von der 40 Ah entnommen wurden, eine Entladetiefe von 40% (DOD). Die Entladetiefe ist das Gegenteil des Ladezustands (SOC). Eine Batterie mit 60% SOC ist auch zu 40% DOD entladen.
Tiefzyklus-Batterien sollten in der Lage sein, mehrere tausend Zyklen bei hohem DOD (80% oder mehr) zu halten. Bei Lithium-Ionen-Batterien hängt die Lebensdauer eines Zellzyklus stark von der DOD ab. Der Verlust von Lithiumionen und aktivem Elektrodenmaterial ist bei größeren DOD-Zyklen höher. Bei hohen DODs können zusätzliche Abbaumechanismen auftreten, was zu Zersetzung und Auflösung des Kathodenmaterials und Kapazitätsverlust führt. Um Gefahren oder vorzeitige Kapazitätsabnahme zu vermeiden, ist es notwendig, den Empfehlungen des Herstellers zu folgen.
Weitere Merkmale
Um die Fähigkeiten jeder Batterie zu vergleichen und zu verstehen, sind einige wichtige Parameter charakteristisch für jede Batterie, auch innerhalb eines Batterietyps. Diese Parameter sind eine Referenz, wenn eine Batterie benötigt wird und spezifische Qualitäten erforderlich sind, da Batterien in allen Arten von Geräten und zu unendlichen Zwecken verwendet werden.
Zellspannung
Die Spannung elektrischer Batterien wird durch die Potentialdifferenz der Materialien erzeugt, die die positiven und negativen Elektroden in der elektrochemischen Reaktion bilden.
Abschaltspannung
Die Abschaltspannung ist die minimal zulässige Spannung. Es ist diese Spannung, die allgemein den „leeren“ Zustand der Batterie definiert.
Kapazität
Die koulometrische Kapazität ist die gesamte verfügbare Amperestunden, wenn die Batterie mit einem bestimmten Entladestrom von 100% SOC bis zur Abschaltspannung entladen wird.
C-Rate der Batterie
Die Abschaltspannung ist die minimal zulässige Spannung. Sie definiert im Allgemeinen den „leeren“ Zustand der Batterie.
Selbstentladung
Batterien entladen sich allmählich selbst, auch wenn sie nicht angeschlossen sind und keinen Strom liefern. Dies ist auf nicht stromerzeugende „Neben“-chemische Reaktionen zurückzuführen, die in der Zelle auftreten, auch wenn keine Last anliegt.
Degradation
Ein gewisser Abbau von wiederaufladbaren Batterien tritt bei jedem Lade-Entlade-Zyklus auf. Die Degradation tritt normalerweise auf, weil Elektrolyt von den Elektroden wegwandert oder weil aktives Material von den Elektroden abgelöst wird.
Zustand der Ladung (SOC)
Der Ladezustand bezieht sich auf die Menge an Ladung in einer Batterie im Verhältnis zu ihren vordefinierten „vollen“ und „leeren“ Zuständen, d.h. die Menge an Ladung in Amperestunden, die in der Batterie verbleibt.
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