ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับการคายประจุ

วัตถุประสงค์ของแบตเตอรี่คือเพื่อกักเก็บพลังงานและปล่อยออกมาตามเวลาที่ต้องการ ส่วนนี้จะตรวจสอบการคายประจุภายใต้อัตรา C ต่างๆ และประเมินความลึกของการคายประจุที่แบตเตอรี่สามารถไปได้อย่างปลอดภัย เอกสารยังสังเกตลายเซ็นการคายประจุที่แตกต่างกันและสำรวจอายุการใช้งานแบตเตอรี่ภายใต้รูปแบบการโหลดที่หลากหลาย

แบตเตอรี่ไฟฟ้าเคมีมีข้อได้เปรียบเหนืออุปกรณ์กักเก็บพลังงานอื่นๆ ตรงที่พลังงานจะยังคงอยู่ในระดับสูงระหว่างการชาร์จส่วนใหญ่ และจะลดลงอย่างรวดเร็วเมื่อประจุหมด ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์มีการคายประจุเป็นเส้นตรง และอากาศอัดและอุปกรณ์จัดเก็บมู่เล่จะกลับกันของแบตเตอรี่โดยให้กำลังสูงสุดที่จุดเริ่มต้นรูปที่ 1, 2 และ 3แสดงให้เห็นลักษณะการปล่อยแบบจำลองของพลังงานที่สะสมไว้

แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ส่วนใหญ่สามารถใส่แบตเตอรี่มากเกินไปได้ในช่วงสั้นๆ แต่จะต้องเก็บไว้ให้สั้น อายุการใช้งานแบตเตอรี่จะเกี่ยวข้องโดยตรงกับระดับและระยะเวลาของความเครียดที่เกิดขึ้น ซึ่งรวมถึงประจุ การคายประจุ และอุณหภูมิ

ผู้ที่ชอบเล่นรีโมทคอนโทรล (RC) คือผู้ใช้แบตเตอรี่สายพันธุ์พิเศษที่ยืดความทนทานของแบตเตอรี่ประสิทธิภาพสูงที่ "อ่อนแอ" ให้ได้สูงสุดโดยการคายประจุที่อัตรา C 30C ซึ่งเป็น 30 เท่าของความจุที่กำหนด น่าตื่นเต้นพอ ๆ กับเฮลิคอปเตอร์ RC รถแข่งและเรือเร็ว อายุการใช้งานของแพ็คจะสั้น ผู้ชื่นชอบ RC ตระหนักดีถึงการประนีประนอมและเต็มใจที่จะจ่ายตามราคาและเผชิญกับความเสี่ยงด้านความปลอดภัยที่เพิ่มเข้ามา

เพื่อให้ได้พลังงานสูงสุดต่อน้ำหนัก ผู้ผลิตโดรนจะหันไปหาเซลล์ที่มีความจุสูงและเลือกเซลล์พลังงาน ซึ่งตรงกันข้ามกับอุตสาหกรรมที่ต้องรับน้ำหนักมากและมีอายุการใช้งานยาวนาน แอปพลิเคชันเหล่านี้มีไว้สำหรับ Power Cell ที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้นแต่มีความจุลดลง

ความลึกของการคายประจุ

ปล่อยกรดตะกั่วเป็น 1.75V/เซลล์ ระบบที่ใช้นิกเกิลเป็น 1.0V/เซลล์; และ Li-ion ส่วนใหญ่เป็น 3.0V/cell ในระดับนี้ ประมาณร้อยละ 95 ของพลังงานถูกใช้ไป และแรงดันไฟฟ้าจะลดลงอย่างรวดเร็วหากปล่อยประจุต่อไป เพื่อป้องกันแบตเตอรี่จากการคายประจุมากเกินไป อุปกรณ์ส่วนใหญ่จะป้องกันการทำงานเกินแรงดันไฟฟ้าเมื่อสิ้นสุดการคายประจุที่ระบุ

เมื่อถอดโหลดออกหลังคายประจุ แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ที่แข็งแรงจะค่อยๆ กลับคืนสู่ระดับแรงดันไฟฟ้าปกติ ความแตกต่างของความสัมพันธ์ของโลหะในอิเล็กโทรดทำให้เกิดศักย์ไฟฟ้านี้แม้ว่าแบตเตอรี่จะหมดก็ตาม โหลดปรสิตหรือการคายประจุเองสูงจะช่วยป้องกันการกู้คืนแรงดันไฟฟ้า

กระแสโหลดสูง เช่นในกรณีที่เจาะคอนกรีตด้วยเครื่องมือไฟฟ้า จะทำให้แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลดลง และเกณฑ์แรงดันไฟฟ้าเมื่อสิ้นสุดการคายประจุมักจะถูกตั้งค่าให้ต่ำกว่าเพื่อป้องกันการตัดไฟก่อนเวลาอันควร นอกจากนี้ แรงดันไฟตัดควรลดลงเมื่อคายประจุที่อุณหภูมิเย็นมาก เนื่องจากแรงดันไฟแบตเตอรี่ลดลงและความต้านทานภายในแบตเตอรี่เพิ่มขึ้น

การชาร์จแบตเตอรี่กรดตะกั่วมากเกินไปอาจทำให้เกิดไฮโดรเจนซัลไฟด์ ซึ่งเป็นก๊าซไม่มีสี เป็นพิษ และติดไฟได้ ซึ่งมีกลิ่นคล้ายไข่เน่า ไฮโดรเจนซัลไฟด์ยังเกิดขึ้นในระหว่างการสลายอินทรียวัตถุในหนองน้ำและท่อระบายน้ำ และมีอยู่ในก๊าซภูเขาไฟและก๊าซธรรมชาติ ก๊าซหนักกว่าอากาศและสะสมที่ด้านล่างของพื้นที่ที่มีการระบายอากาศไม่ดี รุนแรงในช่วงแรก ความรู้สึกของกลิ่นจางลงตามกาลเวลา และเหยื่อไม่รู้ว่ามีก๊าซอยู่ด้วย

วงจรการคายประจุประกอบด้วยอะไร?

โดยทั่วไปเข้าใจกันว่าวงจรการคายประจุ/การชาร์จคือการคายประจุแบตเตอรี่ที่ชาร์จจนเต็มแล้วจึงชาร์จใหม่ในภายหลัง แต่ก็ไม่ได้เป็นเช่นนั้นเสมอไป แบตเตอรี่ไม่ค่อยคายประจุจนหมด และผู้ผลิตมักใช้สูตรความลึกของการคายประจุ (DoD) 80 เปอร์เซ็นต์เพื่อให้คะแนนแบตเตอรี่ ซึ่งหมายความว่ามีเพียง 80 เปอร์เซ็นต์ของพลังงานที่มีอยู่เท่านั้นที่ถูกส่งมอบ และ 20 เปอร์เซ็นต์ยังคงเป็นพลังงานสำรอง การหมุนเวียนแบตเตอรี่โดยคายประจุน้อยกว่าจนหมดจะทำให้อายุการใช้งานยาวนานขึ้น และผู้ผลิตแย้งว่าการดำเนินการนี้ใกล้เคียงกับการแสดงภาคสนามมากกว่าวงจรเต็ม เนื่องจากแบตเตอรี่มักถูกชาร์จใหม่โดยเหลือความจุสำรองอยู่บ้าง

ไม่มีคำจำกัดความมาตรฐานว่าอะไรคือวงจรการจำหน่าย เครื่องนับรอบบางเครื่องจะเพิ่มจำนวนเต็มเมื่อชาร์จแบตเตอรี่ แบตเตอรี่อัจฉริยะอาจต้องมีการคายประจุ 15 เปอร์เซ็นต์หลังการชาร์จจึงจะผ่านเกณฑ์สำหรับรอบการคายประจุ อะไรที่น้อยกว่านั้นจะไม่นับเป็นวงจร แบตเตอรี่ในดาวเทียมมีค่า DoD โดยทั่วไปอยู่ที่ 30–40 เปอร์เซ็นต์ก่อนที่จะชาร์จแบตเตอรี่ใหม่ในระหว่างวันของดาวเทียม แบตเตอรี่ EV ใหม่อาจชาร์จได้เพียง 80 เปอร์เซ็นต์และคายประจุได้ 30 เปอร์เซ็นต์ แบนด์วิดท์นี้จะค่อยๆ กว้างขึ้นเมื่อแบตเตอรี่หมดลงเพื่อให้ระยะทางในการขับขี่เท่ากัน การหลีกเลี่ยงการชาร์จและการคายประจุจนเต็มจะช่วยลดความเครียดของแบตเตอรี่

รถยนต์ไฮบริดใช้ความจุเพียงเศษเสี้ยวในระหว่างการเร่งความเร็วก่อนที่จะชาร์จแบตเตอรี่ใหม่ การหมุนมอเตอร์ของยานพาหนะใช้พลังงานน้อยกว่า 5 เปอร์เซ็นต์จากแบตเตอรี่สตาร์ท และสิ่งนี้เรียกอีกอย่างว่าวงจรในอุตสาหกรรมยานยนต์ การอ้างอิงการนับรอบจะต้องกระทำในบริบทของหน้าที่ที่เกี่ยวข้อง

การอ้างอิงถึงรอบการคายประจุหรือจำนวนรอบไม่สัมพันธ์กับการใช้งานแบตเตอรี่ทั้งหมดเท่ากัน ตัวอย่างหนึ่งที่การนับรอบการคายประจุไม่สะท้อนถึงอายุการใช้งานอย่างแม่นยำคือในอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล (ESS) แบตเตอรี่เหล่านี้เสริมพลังงานหมุนเวียนจากพลังงานลมและเซลล์แสงอาทิตย์โดยส่งพลังงานระยะสั้นเมื่อจำเป็นและจัดเก็บในปริมาณที่มากเกินไป ระยะเวลาระหว่างการชาร์จและการคายประจุสามารถมีหน่วยเป็นมิลลิวินาทีได้ สถานะการชาร์จโดยทั่วไปของแบตเตอรี่คือ 40–60% แทนที่จะนับรอบ การนับคูลอมบ์อาจใช้เป็นวิธีการวัดการสึกหรอ