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Batteriedefinitionen, Begriffe und Terminologie

Batteriedefinitionen, Begriffe und Terminologie

Da die Batterietechnologie zu einem immer wichtigeren Element der Elektronik- und Elektroindustrie wird, werden Terminologie und Definitionen immer häufiger verwendet.

Bei der Erörterung von Batterien und Zelltechnologie ist es oft nützlich, die richtigen Batteriebegriffe sowie die Terminologie und Definitionen verwenden zu können.

Dementsprechend wurde nachfolgend eine Liste einiger der am häufigsten verwendeten Batterieterminologien und -definitionen zusammengestellt:

Batteriedefinitionen, Begriffe und Terminologie

  • Anode: Die Definition für die Anode ist die Elektrode, an der eine Oxidationsreaktion stattfindet. Dies bedeutet, dass die Anodenelektrode ein Lieferant von Elektronen ist. Der Elektronenfluss kehrt sich jedoch zwischen Lade- und Entladeaktivitäten um. Infolgedessen ist die positive Elektrode die Anode während des Ladens und die negative Elektrode ist die Anode während des Entladens.

    Um Verwechslungen zu vermeiden, wird die Anode normalerweise für ihre Aktivität während des Entladezyklus definiert. Auf diese Weise wird der Begriff Anode für die negative Elektrode in einer Zelle oder Batterie verwendet.

  • Batterie: Eine Batterie ist der generische Name für eine Einheit, die aus gespeicherter chemischer Energie elektrische Energie erzeugt. Streng genommen besteht es aus zwei oder mehr Zellen, die in einer geeigneten Reihen- / Parallelanordnung verbunden sind, um die erforderliche Betriebsspannung und Kapazität bereitzustellen, um die Betriebsanforderungen zu erfüllen. Der Begriff Batterie wird auch häufig verwendet, um eine Einheit zu bezeichnen, die aus einer einzelnen Zelle besteht, insbesondere wenn sie eine Batteriemanagementschaltung enthält.
  • Kathode: Die Definition einer Kathode ist die Elektrode in einer Batterie oder einem anderen System, bei der eine Reduktionsreaktion auftritt. Die Elektrode nimmt Elektronen von einem externen Stromkreis auf. Dementsprechend ist die negative Elektrode der Batterie oder Zelle die Kathode während des Ladens und die positive Elektrode ist die Kathode während des Entladens.

    Um Verwechslungen zu vermeiden, ist die Kathode normalerweise für den Entladezyklus spezifiziert. Infolgedessen wird der Name Kathode üblicherweise für die positive Elektrode der Zelle oder Batterie verwendet.

  • Kapazität: Die Kapazität einer Batterie oder Zelle ist definiert als die Energiemenge, die sie in einer einzelnen Entladung liefern kann. Die Batteriekapazität wird normalerweise in Amperestunden (oder Milliamperestunden) oder als Wattstunden angegeben.
  • Zelle: Die Definition der Zelle ist die elektrochemische Grundeinheit, die zur Erzeugung elektrischer Energie aus gespeicherter chemischer Energie oder zur Speicherung elektrischer Energie in Form chemischer Energie verwendet wird. Eine Basiszelle besteht aus zwei Elektroden mit einem Elektrolyten dazwischen.
  • Gebührensatz oder C-Satz: Die Definition der Laderate oder C-Rate einer Batterie oder Zelle ist der Lade- oder Entladestrom in Ampere als Anteil der Nennkapazität in Ah. Beispielsweise beträgt im Fall einer 500-mAh-Batterie eine C / 2-Rate 250 mA und eine 2C-Rate 1 A.
  • Konstantstromladung: Dies bezieht sich auf einen Ladevorgang, bei dem der Strompegel unabhängig von der Spannung der Batterie oder Zelle auf einem konstanten Niveau gehalten wird.
  • Konstantspannungsladung: - Diese Definition bezieht sich auf einen Ladevorgang, bei dem die an eine Batterie angelegte Spannung über den Ladezyklus unabhängig vom entnommenen Strom auf einem konstanten Wert gehalten wird.
  • Lebensdauer: Die Kapazität einer wiederaufladbaren Zelle oder Batterie ändert sich im Laufe ihrer Lebensdauer. Die Definition der Batterielebensdauer oder Zykluslebensdauer einer Batterie ist die Anzahl der Zyklen, in denen eine Zelle oder Batterie unter bestimmten Bedingungen geladen und entladen werden kann, bevor die verfügbare Kapazität einem bestimmten Leistungskriterium entspricht - normalerweise 80% der Nennkapazität.

    NiMH-Batterien haben typischerweise eine Zykluslebensdauer von 500 Zyklen, NiCd-Batterien können eine Zykluslebensdauer von über 1.000 Zyklen haben und für NiMH-Zellen ist sie bei etwa 500 Zyklen geringer. Lithium-Ionen-Zellen haben derzeit Zykluslebensdauern von etwa 300 Zyklen, obwohl sich dies mit der Entwicklung verbessert. Die Zykluslebensdauer einer Zelle oder Batterie wird stark von der Typentiefe des Zyklus und der Auflademethode beeinflusst. Eine falsche Abschaltung des Ladezyklus, insbesondere wenn die Zelle überladen oder umgekehrt geladen ist, verkürzt die Lebensdauer erheblich.

  • Abschaltspannung: Wenn eine Batterie oder Zelle entladen wird, folgt eine Spannungskurve - die Spannung fällt im Allgemeinen über den Entladezyklus. Die Definition für eine Zelle oder Batterie der Abschaltspannungszelle oder Batterie ist die Spannung, bei der die Entladung durch ein Batteriemanagementsystem beendet wird. Dieser Punkt kann auch als Entladungsende-Spannung bezeichnet werden.
  • Tiefer Zyklus: Ein Lade- und Entladezyklus, in dem die Entladung fortgesetzt wird, bis die Batterie vollständig entladen ist. Dies ist normalerweise der Punkt, an dem es seine Abschaltspannung erreicht, typischerweise 80% der Entladung.
  • Elektrode: Die Elektroden sind die Grundelemente innerhalb einer elektrochemischen Zelle. In jeder Zelle befinden sich zwei: eine positive und eine negative Elektrode. Die Zellenspannung wird durch die Spannungsdifferenz zwischen der positiven und der negativen Elektrode bestimmt.
  • Elektrolyt: Die Definition des Elektrolyten in einer Batterie ist, dass es das Medium ist, das die Ionenleitung zwischen den positiven und negativen Elektroden einer Zelle bereitstellt.
  • Energiedichte: Die volumetrische Energiespeicherdichte einer Batterie, ausgedrückt in Wattstunden pro Liter (Wh / l).
  • Leistungsdichte: Die volumetrische Leistungsdichte einer Batterie, ausgedrückt in Watt pro Liter (W / l).
  • Nennleistung: Die Kapazität einer Batterie wird in Amperestunden Ah ausgedrückt und ist die Gesamtladung, die von einer vollständig geladenen Batterie unter bestimmten Entladebedingungen erhalten werden kann
  • Selbstentladung: Es wurde festgestellt, dass Batterien und Zellen im Laufe der Zeit ihre Ladung verlieren und erneut aufgeladen werden müssen. Diese Selbstentladung ist normal, variiert jedoch je nach einer Reihe von Variablen, einschließlich der verwendeten Technologie und der Bedingungen. Selbstentladung ist definiert als der wiederherstellbare Kapazitätsverlust einer Zelle oder Batterie. Die Zahl wird normalerweise in Prozent der pro Monat und bei einer bestimmten Temperatur verlorenen Nennkapazität ausgedrückt. Die Selbstentladungsrate einer Batterie oder Zelle hängt stark von der Temperatur ab.
  • Separator: Diese Batterieterminologie wird verwendet, um die Membran zu definieren, die innerhalb einer Zelle erforderlich ist, um einen Kurzschluss zwischen Anode und Kathode zu verhindern. Wenn die Zellen kompakter werden, wird der Raum zwischen Anode und Kathode viel kleiner, und infolgedessen können die beiden Elektroden kurzgeschlossen werden, was zu einer katastrophalen und möglicherweise explosiven Reaktion führt. Der Separator ist ein ionenpermeables, elektronisch nicht leitendes Material oder Abstandshalter, das zwischen Anode und Kathode angeordnet ist.
  • Spezifische Energie: Die gravimetrische Energiespeicherdichte einer Batterie, ausgedrückt in Wattstunden pro Kilogramm (Wh / kg).
  • Spezifische Leistung: Die spezifische Leistung einer Batterie ist die gravimetrische Leistungsdichte, ausgedrückt in Watt pro Kilogramm (W / kg).
  • Erhaltungsladung: Diese Begriffe beziehen sich auf eine Form des Ladens mit niedrigem Pegel, bei der eine Zelle entweder kontinuierlich oder intermittierend mit einer Konstantstromversorgung verbunden ist, die die Zelle in einem vollständig geladenen Zustand hält. Die Strompegel können abhängig von der Zelltechnologie bei etwa 0,1 ° C oder weniger liegen.

In der obigen Liste der Batteriebegriffe und -definitionen sind die am häufigsten verwendeten Begriffe und Definitionen aufgeführt. Andere werden von Zeit zu Zeit verwendet, aber sie werden nicht so häufig verwendet.


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