He aha ke ʻano o ka pākaukau?

E ana ana ka mana o ka pilahi i ka huina o ka uwila e hiki ke hoahu a hoopuka, i hoike pinepine ia ma na hola ampere (Ah) a i ole milliampere{1}}hola (mAh). Hoʻoholo kēia metric i ka lōʻihi o ka hiki ʻana i ka pākaukau ke mana i kahi hāmeʻa ma mua o ka koi ʻana i ka hoʻouka hou.

ʻAʻole ana ʻia ka nui o ka pākaukau e kahi maʻamau ākea hoʻokahi. Aia ka ʻāpana kūpono i ka nui o ka pākaukau a me ka pōʻaiapili noi.

Hōʻike ʻia nā hola ʻAmpere-(Ah) i ke ana mana mua no ka nui o nā ʻōnaehana pākaukau. Hoʻokahi Ah, ʻo ia hoʻi, hiki i ka pākaukau ke hāʻawi i hoʻokahi ampere o kēia manawa no hoʻokahi hola. Hiki i kahi pākaukau 100Ah ke hāʻawi i 100 amps no hoʻokahi hola, 50 amps no ʻelua hola, a i ʻole 10 amps no ʻumi hola ma lalo o nā kūlana kūpono.

Hoʻohana nā ʻeke liʻiliʻi i nā hola milliampere-(mAh), kahi 1,000 mAh i like me 1 Ah. ʻO ka nui o nā pihi kelepona mai ka 3,000 a i ka 5,000 mAh, ʻoiai ʻo ka nui o ka 40,000 a i ka 100,000 mAh i loko o nā pihi kelepona. ʻO kēia mau ʻāpana liʻiliʻi e hana i nā kikoʻī hiki ke maʻalahi no nā mea uila uila.

Hāʻawi nā Watt{0}}hola (Wh) i ke kiʻi piha loa ma o ka helu ʻana i ka mana o kēia manawa a me ka uila. He mea maʻalahi ka helu ʻana: hoʻonui i nā hola amp-me ka uila. ʻO kahi pākahiko 12V i helu ʻia ma 100Ah hale kūʻai 1,200Wh o ka ikehu. He mea waiwai nui kēia ana i ka hoʻohālikelike ʻana i nā pila me nā ʻokoʻa uila, ʻoiai ʻaʻole ʻo Ah wale nō e haʻi i ka moʻolelo ikehu piha.

Ua hōʻike ʻia ka mākeke mālama pākaukau ʻAmelika i ka nui o kēia mau ana i ka makahiki 2024, i ka wā i ʻoi aku ai ka -unauna hoʻokomo ʻana ma mua o 26 GW o ka hiki kumulative-e hōʻike ana i ka piʻi ʻana he 66% mai ka makahiki i hala. Hoʻololi kēia ulu ʻana i nā piliona watt-hola o ka hiki ke hoʻopaʻa ikehu e kākoʻo ana i ka mānoanoa uila.

Hōʻike ka helu hiki ke hoʻopaʻa ʻia ka uku uila, akā ʻo ke komo ʻana i kēlā piha piha e pili ana i kou hoʻohana ʻana i ka pākaukau. E noʻonoʻo e like me ka pahu wahie kahi e ʻokoʻa ai ka nui hoʻohana ma muli o nā kūlana hoʻokele.

Hoʻokumu ʻia ka ikehu i mālama ʻia e nā hopena kemika i loko o ka pākaukau. ʻO nā mea hana i loko o nā electrodes e hoʻoholo i ka uku kiʻekiʻe e hiki ke mālama a hoʻokuʻu. Ma kahipākahi lithium, ke kaʻa kaʻa lithium ion ma waena o ka cathode a me ka anode i ka wā o ka hoʻouka a me ka hoʻokuʻu ʻana. ʻO ka nui a me ka maikaʻi o kēia mau mea hana e hoʻopaʻa pololei i ka hiki-ʻoi aku ka nui o nā mea ʻoi aku ka nui o ka hiki, me ka manaʻo e mau nā kumu ʻē aʻe.

ʻAʻole linear ka pilina ma waena o kēia manawa a me ka hiki. ʻO ke kahakiʻi ʻana i ke ʻano kiʻekiʻe mai kahi pākaukau e hōʻemi i ka mana kūpono hiki iā ʻoe ke unuhi. Ma ka helu hoʻokuʻu ʻana o 0.1C (kahi e hōʻike ai ʻo C i ka mana o ka pākaukau), hiki iā ʻoe ke kiʻi i 100% o ka mana helu. E hoʻonui i ka 2C, a hiki ke hāʻule ka mana kūpono i 95-96%. Puhi i ka 3C, a ʻoi aku ka nui o nā poho.

Hana ʻia kēia no ka mea e pono ai ka manawa electrochemical. Ke hoʻokuʻu wikiwiki ʻoe, ʻaʻole lawa ka manawa e neʻe ai nā ion i ka electrolyte a hiki i nā wahi pane. ʻAʻole hoʻohana ʻia kekahi mau mea hana, e hōʻemi ana i ka hiki ke loaʻa. ʻO ka lohi o ka hoʻokuʻu ʻana e ʻae i nā hopena piha a me ka hoʻohana ʻana i ka mana kiʻekiʻe.

Battery Capacity

Hoʻokumu ka mahana i nā ʻano like ʻole. Ma ka 25 degere (77 degere F), hana nā ʻōhua ma ko lākou ʻōlelo kikoʻī. E hoʻokuʻu i ka -18 degere (0 degere F), a hāʻawi ka hapa nui o nā pihi i 50% wale nō o ka mana helu. Hoʻolohi nui nā hopena kemika i nā kūlana anu, hoʻonui i ke kūʻē kūloko a hoʻopaʻa i ke kahe o kēia manawa.

ʻO ka mea ʻē aʻe, ma 50 degere (122 degere F), hiki ke hoʻonui ʻia ka mana ma 10-15%, akā hiki mai kēia me nā koina koʻikoʻi. ʻO ke kiʻekiʻe ka hoʻomāhuahua ʻana o ka pōʻino, hiki ke hoʻemi i ka hapalua o ke ola pākaukau no kēlā me kēia 10 degere e piʻi aʻe ma luna o ka wela hana maikaʻi loa. Hoʻopalua ke kānāwai Arrhenius i kēia pili-corrosion rate me kēlā me kēia piʻi ʻana o ka mahana he 10 degere.

No nā ʻōnaehana pākahi lithium kūikawā, hōʻike ka mana i kahi pane wela nonlinear. Ma ka 0 degere, hā'ule ma'amau ka mana i 80% o ka helu wela o ka lumi-. Ma ka -20 degere, hāʻule paha ka mana i 60%. I kēia manawa, ʻoi aku ka nui o ka mahana ma luna o 45 degere i nā hopohopo palekana a me ka wikiwiki o ka hiki ke mae i ka manawa.

Hoʻopili nui ka hoʻokuʻu ʻana i ka mana hiki iā ʻoe ke hoʻohana maoli. ʻO ka pākaukau i helu ʻia ma 10Ah ke hoʻokuʻu ʻia ma luna o 20 mau hola hiki ke hāʻawi wale i 9.5Ah ke hoʻokuʻu ʻia ma luna o 2 mau hola, a he 8.5Ah paha ke hoʻokahe ʻia i loko o 30 mau minuke. ʻO ka hopena Peukert, i wehewehe mua ʻia i ka makahiki 1897 no nā ʻakika acid-lead, wehewehe i kēia hanana ma ka makemakika.

ʻO ka makahiki o ka pākaukau e hōʻemi pono i ka hiki. Hoʻopau ke kaʻina hoʻokuʻu -pā a pau i kekahi mea hana a hana i nā hoʻololi i loko. Hiki ke paʻa i kahi pākahi lithium 80% o ka mana mua ma hope o 500 mau pōʻai, ʻoiai ʻokoʻa kēia ma muli o ke kemika a me nā ʻano hoʻohana. Hiki ke ʻoi aku ka nui o nā pākahi Lithium iron phosphate (LiFePO4) ma mua o 2,000 cycles ma mua o ka hiki ʻana i ka 80% hiki, e hoʻolilo iā lākou i kaulana no nā noi e koi ana i ka lōʻihi.

He mea maʻalahi ke ʻano kumu: Kaha (Ah)=ʻĀnō (A) × Wā (mau hola). ʻO kahi pākaukau e hāʻawi ana i 5 amps no 4 mau hola he 20Ah ka mana. Eia nō naʻe, pono nā noi maoli e hoʻoponopono i nā kumu i kūkākūkā ʻia ma luna.

No ka hoʻololi ʻana ma waena o nā hola amp-a me nā hola watt-: Wh=Ah × Voltage. ʻO kahi pākahiko 48V, 20Ah e mālama i ka 960Wh o ka ikehu. He mea nui kēia helu ʻana i ka hoʻohālikelike ʻana i nā ʻōnaehana mana hoʻihoʻi a i ʻole ka hoʻohālikelike ʻana i nā pihi me nā helu volta like ʻole.

No nā pūʻolo pākahiko lithium, hōʻike maʻamau nā mea hana i ka mana i koho ʻia -ka mana kokoke ma lalo o nā kūlana hoʻāʻo maʻamau (maʻamau he 25 degere, ka nui o ka hoʻokuʻu haʻahaʻa). E ʻokoʻa ka mana hoʻohana maoli. Hiki ke hāʻawi i ka 3,500 mAh pākaukau kelepona i ka 3,200 mAh i ka hoʻohana maoli ʻana, ʻoiai inā e holo ana ke kelepona i nā kūlana anuanu a i ʻole ke koi ʻana i ka manawa kiʻekiʻe i ka wā o nā hana koʻikoʻi.

Hoʻopili nā ʻōnaehana hoʻokele pākaukau (BMS) i ka helu ʻana i ka hiki ke pale i ka hoʻokuʻu piha ʻana. Nui nā ʻōnaehana pākaukau lithium i kaupalena ʻia i ka hiki ke hoʻohana ʻia i ka 80-90% o ka helu nominal e hoʻonui i ke ola. Hiki i kahi pākaukau 100Ah ke ʻae i ke komo ʻana i 85Ah i ka hana maʻamau.

Hōʻike ʻia nā ʻano kemika pākahi like ʻole. Hāʻawi maʻamau nā ʻaʻaʻakika -lead 30-50 Wh/kg. Hoʻonui ka nickel-pākiki hydride i kēia i 60-120 Wh/kg. Loaʻa nā pākahi lithium-ion hou i ka 150-250 Wh/kg, e wehewehe ana i ko lākou noho aliʻi ʻana i nā uila uila a me nā kaʻa uila.

I loko o nā ʻāpana pākaukau lithium, hana nā kemika kūikawā i nā kālepa like ʻole. ʻO nā pākaʻi lithium cobalt oxide (LiCoO2), maʻamau i nā kelepona, ʻoi aku ka nui o ka ikehu. Hāʻawi nā pākahi lithium iron phosphate i ka nui o ka ikehu no ka hoʻonui ʻana i ka palekana a me ke ola pōʻai. Hoʻohālikelike ʻia kēia mau hiʻohiʻona i nā pāka Lithium nickel manganese cobalt oxide (NMC), e kaulana ai lākou i nā kaʻa uila.

ʻO ka mana kiʻekiʻe o ka manaʻo no nā anodes metala lithium hiki i 3,860 mAh/g. Ma ka hoʻomaʻamaʻa ʻana, loaʻa ka 372 mAh/g i nā ʻakika lithium -iona pāʻoihana e hoʻohana ana i nā anode graphite. ʻO kēia āpau ma waena o ka manaʻo a me ka hiki ke alakaʻi i ka noiʻi mau i loko o nā anodes silicon, e hāʻawi ana i ka mana theoretical ma mua o 4,000 mAh / g.

Ua hiki i ka 3 TWh i ka makahiki 2024 ka nui o ka hana ʻana i ka pākaukau, me ka manaʻo e hiki ke hoʻonui ʻia kēia i ka makahiki 2029 inā hoʻohana ʻia nā hale i hoʻolālā ʻia. Kākoʻo ʻo Kina ma kahi o 75% o ka hiki ke hana, ʻoiai ua pālua ka mana o US ma waena o 2022 a me 2024 ma hope o ka hoʻokō ʻana i ka ʻauhau ʻauhau.

Pono ke koho ʻana i ka mana pākaukau kūpono e hoʻohālikelike i nā koi ikehu me nā ʻano hoʻohana. He 54{3}}60Ah paha ka pahu kaʻa e hoʻomaka ana, i hoʻopaʻa ʻia no ka hoʻopuka ʻana i nā pahu kiʻekiʻe. Hiki ke hā'awi 'ia ka pālākiō o ka hola amp-ho'ohonua no ka 'ōpuni o ka lā, akā, kūpono nā 'ano ho'oku'u 'oko'a no ka hā'awi 'ana i ka mana mau.

No ka uila uila, unuhi pololei ka mana i ka manawa hoʻohana. ʻO ka 5,000 mAh pākaukau kelepona e hoʻohana ana i kahi hāmeʻa e huki ana i ka awelika 500 mA ma ke ʻano he 10 mau hola. ʻOi aku ka pōkole o ka manawa holo maoli ma muli o nā koi mana like ʻole, ka ʻōlinolino o ka pale, ka hoʻohui ʻole ʻana, a me nā kaʻina hana hope.

Hōʻike nā kaʻa uila i ka mana ma kahi ʻano nui. Hoʻokomo ʻia kahi Tesla Model 3 Standard Range ma kahi o 50-60 kWh o ka mana pākaukau. Ma ka awelika o ka hoʻohana ʻana o 150 Wh i kēlā me kēia mile, hāʻawi kēia ma kahi o 270 mau mile o ka laulā ma lalo o nā kūlana kūpono. ʻO ke ʻano wela, ke ʻano hoʻokele, a me ka hoʻohana ʻana i nā mea hoʻohana e pili nui i ka laulā maoli.

Pono nā ʻōnaehana mālama ikehu no ka ikehu hou i ka helu ʻana i ka hiki. Pono paha ka hoʻokomo ʻia ʻana o ka lā ma ka home i nā ʻaʻa he 10-20 kWh no ka mālama ʻana i ka hana ʻana o ka lā no ke ahiahi. Hoʻonui ʻia nā hoʻonohonoho pāʻoihana i nā hola megawatt-, me nā pāhana pākahi i kēia manawa hiki i nā haneli megawatt-hola.

Battery Capacity

Pono ka ho'āʻo ʻana o ka hoʻokuʻu ʻana i ke ana kūpono. ʻO ke kaʻina hana e pili ana i ka hoʻopiha piha ʻana i ka pākaukau, a laila e hoʻokuʻu iā ia i kahi manawa mau a hiki i ka volta ʻoki ʻoki ʻia. ʻO ka hoʻonui ʻana i kēia manawa hoʻokuʻu ʻia me ka manawa i hala e loaʻa i ka hiki ke ana ʻia.

Hōʻike nā kuʻina hoʻāʻo maʻamau i ka nui o ka hoʻokuʻu ʻana -maʻamau i ka 20-hola (C/20) no nā ʻaniani nui a i ʻole 1C no nā pūnaewele liʻiliʻi. E hoʻāʻo ʻia kahi pākaukau i 100Ah me ka hoʻohana ʻana i ka helu 20-hola i ka hoʻāʻo ʻana ma ka hoʻokuʻu ʻana o 5 amps a hiki i ka hāʻule ʻana o ka volta i kahi oki. Inā he 20 mau hola kēia, ua like ka mana me ka helu 100Ah.

He mea koʻikoʻi ka mālama ʻana i ka wela i ka wā hoʻāʻo. ʻO ka hapa nui o nā helu hiki ke manaʻo ʻia he 25 degere ambient wela. ʻO ka hoʻāʻo ʻana i nā wela ʻē aʻe e hoʻopuka i nā hopena like ʻole, i hāʻawi ʻia e nā mea hana i kekahi manawa e like me ka hiki ke hoʻohaʻahaʻa i nā pihi e hōʻike ana i ka pākēneka o ka hiki me ka mahana.

Hoʻomaʻamaʻa ʻia kēia kaʻina hana e nā mea loiloi pākaukau ʻoiai ke ana ʻana i nā ʻāpana ʻē aʻe e like me ke kūpaʻa kūloko a me nā hiʻohiʻona pihi uila. Loaʻa ka hoʻāʻo kiʻekiʻe i nā ana hiki i nā helu hoʻokuʻu he nui a me nā mahana e hōʻike piha i ka hana pākaukau ma nā kūlana hana.

ʻO nā hana hoʻolimalima kūpono e mālama i ka hiki i ka manawa. E hōʻalo i ka hoʻokuʻu piha ʻana i nā pākahi lithium inā hiki-mālama ʻia ka hili ma waena o 20-80% e hoʻolōʻihi i ke ola pōʻaiapuni. ʻO nā hoʻokuʻu piha ʻana i kekahi manawa ke kōkua hou i ka ʻōnaehana hoʻokele pākaukau akā ʻaʻole pono e lilo i mea maʻamau.

He mea nui ka mālama ʻana i ka mahana. E mālama i nā pila ma nā wahi anuanu ke hoʻohana ʻole ʻia. I ka wā e hana ai, e hōʻoia i ka hoʻoluʻu kūpono no nā noi - mana kiʻekiʻe. Hoʻokomo ʻia nā ʻōnaehana hoʻokele wela e mālama i nā pae wela maikaʻi loa.

ʻO ke koho ʻana i ka uku uku e hoʻohālikelike i ka maʻalahi me ka lōʻihi. ʻO ka hoʻouka wikiwiki ʻana ma nā pākēkē ma mua o 1C e hoʻolalelale i ka hoʻohaʻahaʻa ʻana i hoʻohālikelike ʻia me ka lohi lohi ma kahi o 0.5C. No nā noi i ʻoi aku ka nui o ke ola pākaukau ma mua o ka wikiwiki o ka hoʻopaʻa ʻana, ʻoi aku ka lohi o ka hoʻopaʻa ʻana i ka -puʻuna manawa lōʻihi.

ʻO ka hoʻohālikelike hoʻouka ʻana e pale i ka nui o ka hoʻokuʻu ʻana. ʻO ka hoʻohana ʻana i kahi pākaukau me ka mana kūpono no ka noi e pale aku i ka pilikia mai nā au hoʻokuʻu kiʻekiʻe. He 50Ah pākahiko e hāʻawi mau ana i ka 25A e holo ana ma 0.5C-ka helu haʻahaʻa. ʻO ka ukana like 25A ma kahi pākaukau 10Ah e hōʻike ana i ka 2.5C, e hoʻoikaika nui ana i ka pākaukau.

E hoʻoholo i ka awelika kaha kiʻi o kēia manawa a me ka manawa holo i makemake ʻia. E hoʻonui i kēia mau waiwai, a laila e hoʻohui i ka 20-30% margin no ka nalowale o ka hiki ma muli o ka makahiki, ka mahana, a me nā hopena o ka hoʻokuʻu ʻana. Inā huki kāu hāmeʻa i 2A a pono ʻoe i 5 mau hola holo, e helu (2A × 5h) × 1.25=12.5Ah ka mana liʻiliʻi.

ʻO kekahi mau mea e hōʻemi ana i ka hiki ke hiki ma lalo o ka helu. ʻO nā mahana anu ka mea hewa maʻamau, hiki ke ʻoki i ka mana e 20-50%. Hoʻemi ka nui o ka hoʻokuʻu ʻana i ka mana kūpono. Hoʻohaʻahaʻa maoli ka makahiki o ka pākaukau i ka mana i ka manawa. Hiki i nā palena BMS ke hoʻopaʻa i ka hiki ke hoʻohana e pale i ka lōʻihi o ka pākaukau.

Hoʻopaʻa ʻia ka mana o ke kelepona pākahi pākahi e kona kemika a me ke kūkulu ʻana. ʻAʻole hiki iā ʻoe ke hoʻonui i ka mana o hoʻokahi pākahi. Eia naʻe, ʻo ka hoʻohui ʻana i nā ʻakika he nui i ka hui like ʻana e hui pū i kā lākou amp{2}}hālā helu. He 100Ah ka nui o ka mana ma ka volta like.

Hōʻike ka mana inoa i ka helu o ka mea hana ma lalo o nā kūlana hoʻāʻo kikoʻī-maʻamau he 25 degere ka wela a me ka hoʻokuʻu haʻahaʻa. ʻOkoʻa ka mana maoli ma muli o nā kūlana hana. ʻOi aku paha kāu pākaukau ma lalo o nā kūlana kūpono a i ʻole e hāʻawi i ka liʻiliʻi i ka wā anuanu a i ʻole nā hiʻohiʻona hoʻokuʻu kiʻekiʻe.

Battery Capacity

ʻO nā holomua hou i hoʻoikaika nui i nā palena o ka hiki. Ua wehe ʻo CATL i kāna pākaukau ʻo Shenxing Plus i ʻApelila 2025, e hōʻailona ana i ka pākaukau lithium hao phosphate mua e koi ana ma luna o 1,000 km ākea ma ka uku hoʻokahi. Hōʻike kēia hoʻokō i ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka nui o ka ikehu, a hiki i kēia manawa ke kiʻekiʻe ma mua wale nō i ka -kumu kemika kiʻekiʻe.

ʻO ka hoʻomohala ʻana i ka pākaukau paʻa -e hoʻohiki i ka loaʻa ʻana o ka hiki. Ma ka hoʻololi ʻana i ka wai electrolyte me nā mea paʻa, hiki i kēia mau pākaukau ke hāʻawi i ka nui o ka ikehu kiʻekiʻe a me ka palekana. Ke hoʻomalu nei ʻo Kina ma luna o 80% o ka mana hana pākaukau paʻa -state i hoʻolālā ʻia a hiki i ka makahiki 2025, ʻoiai ke hoʻolilo nui nei nā mea hana o ke Komohana e pani i kēia āpau.

Ke puka mai nei nā ʻenekini -hanau hou e like me ka lithium-sulfur a me ka sodium-ion mai nā hale hana noiʻi. Hāʻawi ka Lithium-sulfur i nā mānoanoa ikehu manaʻo ma mua o ka lithium-ion maʻamau i kekahi mau manawa. Hāʻawi ka Sodium-ion i kahi ʻokoʻa haʻahaʻa-me ka hoʻohana ʻana i nā mea waiwai nui aʻe, ʻoiai me ka emi ʻana o ka ikehu e hoʻohālikelike ʻia me nā ʻeke lithium.

Ke hoʻomau nei ka mana o ka pākaukau ma o ka hoʻomaikaʻi ʻana i nā mea electrode, nā hana electrolyte, a me ka hoʻolālā cell. Ua piʻi ʻekolu ka nui o ka ikehu mai ka wā i hoʻokomo ʻia ai nā pākahi lithium{1}}ion i ka hana pāʻoihana i ka makahiki 1991, ʻoiai ua hāʻule nā kumukūʻai ma 90%. ʻAʻole hōʻike kēia mau hiʻohiʻona i nā hōʻailona o ka lohi, i alakaʻi ʻia e ke koi mai nā kaʻa uila, ka mālama ʻana i ka ikehu hou, a me nā uila uila.

Pono ka pilina ma waena o nā helu hiki a me ka hana maoli-honua honua. ʻO ka mahana, ka nui o ka hoʻokuʻu ʻana, ka makahiki, a me ka hoʻokele pākaukau e pili ana i ka nui o ka ikehu hiki iā ʻoe ke unuhi maoli mai kahi pākaukau. Ma ka helu ʻana i kēia mau ʻano hoʻololi i ke koho ʻana a me ka hoʻohana ʻana i nā pila, e loaʻa iā ʻoe ka hana ʻoi aku ka wānana a me ka lōʻihi o ke ola lawelawe mai kāu ʻōnaehana mālama ikehu.