Целта на батерията е да съхранява енергия и да я освобождава в желан момент. Този раздел разглежда разреждането при различни C-ставки и оценява дълбочината на разреждане, до която една батерия може безопасно да достигне. Документът също така наблюдава различни сигнатури за разреждане и изследва живота на батерията при различни модели на натоварване.
Електрохимичната батерия има предимство пред други устройства за съхранение на енергия, тъй като енергията остава висока по време на по-голямата част от зареждането и след това пада бързо, когато зарядът се изчерпи. Суперкондензаторът има линеен разряд, а сгъстеният въздух и устройството за съхранение на маховик са обратното на батерията, като доставят най-висока мощност в началото.Фигури 1, 2 и 3илюстрират симулираните характеристики на разреждане на съхранената енергия.
Повечето акумулаторни батерии могат да бъдат претоварени за кратко, но това трябва да бъде кратко. Дълготрайността на батерията е пряко свързана с нивото и продължителността на нанесения стрес, който включва зареждане, разреждане и температура.
Любителите на дистанционното управление (RC) са специална порода потребители на батерии, които разширяват толерантността към "крехките" батерии с висока производителност до максимум, като ги разреждат при C-скорост от 30C, 30 пъти над номиналния капацитет. Колкото и вълнуващи да са RC хеликоптер, състезателна кола и бърза лодка; продължителността на живота на опаковките ще бъде кратка. Любителите на RC са добре запознати с компромиса и са готови както да платят цената, така и да се сблъскат с допълнителни рискове за безопасността.
За да получат максимална енергия на тегло, производителите на дронове гравитират към клетки с висок капацитет и избират Energy Cell. Това е в контраст с индустриите, изискващи големи натоварвания и дълъг експлоатационен живот. Тези приложения се отнасят за по-здравата Power Cell с намален капацитет.
Дълбочина на разреждане
Оловно-кисели разряди до 1,75 V/клетка; базирана на никел система до 1.0V/клетка; и повечето литиево-йонни до 3.0V/клетка. На това ниво се изразходват приблизително 95 процента от енергията и напрежението ще спадне бързо, ако разреждането продължи. За да предпазят батерията от прекомерно разреждане, повечето устройства предотвратяват работа над определеното напрежение в края на разреждането.
При премахване на товара след разреждане, напрежението на здрава батерия постепенно се възстановява и се повишава до номиналното напрежение. Разликите в афинитета на металите в електродите създават този потенциал на напрежение дори когато батерията е празна. Паразитно натоварване или високо саморазреждане предотвратява възстановяването на напрежението.
Високият ток на натоварване, какъвто би бил случаят при пробиване на бетон с електроинструмент, понижава напрежението на батерията и прагът на напрежението в края на разряда често се задава по-нисък, за да се предотврати преждевременно прекъсване. Напрежението на прекъсване също трябва да се понижи при разреждане при много ниски температури, тъй като напрежението на батерията пада и вътрешното съпротивление на батерията се повишава.
Прекомерното зареждане на оловна батерия може да произведе сероводород, безцветен, отровен и запалим газ, който мирише на развалени яйца. Сероводородът също се появява по време на разграждането на органичната материя в блатата и канализацията и присъства във вулканичните газове и природния газ. Газът е по-тежък от въздуха и се натрупва на дъното на лошо вентилирани помещения. Силно в началото, обонянието отслабва с времето и жертвите не осъзнават наличието на газа.
Какво представлява цикъл на разреждане?
Цикълът на разреждане/зареждане обикновено се разбира като пълно разреждане на заредена батерия с последващо презареждане, но това не винаги е така. Батериите рядко се разреждат напълно и производителите често използват формулата за 80 процента дълбочина на разреждане (DoD), за да оценят батерията. Това означава, че само 80 процента от наличната енергия се доставя, а 20 процента остават в резерв. Цикълът на батерия при по-малко от пълно разреждане увеличава експлоатационния живот и производителите твърдят, че това е по-близко до представянето на полето, отколкото пълния цикъл, тъй като батериите обикновено се презареждат с оставащ резервен капацитет.
Няма стандартна дефиниция за това какво представлява цикъл на разреждане. Някои броячи на цикли добавят пълен брой, когато батерията е заредена. Интелигентната батерия може да изисква 15 процента разреждане след зареждане, за да отговаря на изискванията за цикъл на разреждане; всичко по-малко не се брои като цикъл. Батерията в сателит има типичен DoD от 30-40 процента, преди батериите да бъдат презаредени по време на сателитния ден. Нова EV батерия може да се зарежда само до 80 процента и да се разрежда до 30 процента. Тази честотна лента постепенно се разширява, докато батерията избледнява, за да осигури еднакви разстояния за шофиране. Избягването на пълно зареждане и разреждане намалява напрежението на батерията.
Хибридният автомобил използва само част от капацитета по време на ускорение, преди батерията да бъде презаредена. Завъртането на двигателя на превозно средство черпи по-малко от 5 процента енергия от стартерната батерия и това също се нарича цикъл в автомобилната индустрия. Позоваването на броя на цикъла трябва да се направи в контекста на съответното задължение.
Позоваването на цикъла на разреждане или броя на циклите не се отнася еднакво добре за всички приложения на батерията. Един пример, при който броенето на циклите на разреждане не отразява точно състоянието на живот, е в устройство за съхранение (ESS). Тези батерии допълват възобновяемите енергии от вятърна енергия и фотоволтаици, като доставят краткотрайна енергия, когато е необходима и съхраняват, ако е в излишък. Времетраенето между зареждане и разреждане може да бъде в милисекунди; типичното ниво на зареждане на батерията е 40–60%. Вместо броене на цикли, кулоновото броене може да се използва като средство за измерване на износването.