Branje tehničnega lista litijeve celice: kapaciteta, tok, notranja upornost

Baterija za električni skiro je le sklop enakih celic, pogosto formata 21700 ali 18650. Njena zmogljivost je zato neposredno odvisna od tehničnega lista teh celic. Če ga znate brati, boste razumeli, zakaj se dve bateriji z enako napetostjo in enako kapaciteto pri polnem pospeševanju obnašata povsem drugače.

Formati

Ime formata podaja njegove dimenzije: 18650 meri 18 mm v premeru in 65 mm v dolžino, 21700 pa meri 21 mm na 70 mm. Celica 21700 vsebuje več aktivnega materiala in bolje odvaja toploto: uveljavila se je v zmogljivih baterijah.

Podatki v tehničnem listu, eden za drugim

Napetosti

• Nazivna napetost: povprečna napetost med praznjenjem, okoli 3,6 V za večino litij-ionskih celic.
• Napetost ob koncu polnjenja: običajno 4,2 V. Nad to vrednostjo se celica poškoduje in postane nevarna.
• Napetost ob koncu praznjenja: minimum, ki ga ne smemo preseči, pogosto okoli 2,5 V. V praksi se ustavimo višje, da ohranimo življenjsko dobo.

Kapaciteta

V miliamperskih urah (mAh): količina naboja, ki ga celica odda, izmerjena pri nizkem toku. Pri visokem toku je dejansko uporabna kapaciteta manjša, saj napetost prej doseže spodnjo mejo. Dobri tehnični listi podajajo krivulje praznjenja pri več tokovih: te je treba pogledati.

Trajni razelektritveni tok

Tok, ki ga celica lahko zagotavlja neprekinjeno, ne da bi presegla svojo mejno temperaturo, v pogojih proizvajalca. To je odločilen podatek za zmogljiv električni skiro. Konice toka, ki trajajo le nekaj sekund, so navedene posebej.

Notranja upornost

V miliohmih: upor, ki ga celica nudi toku. Povzroča padec napetosti, sorazmeren s tokom, in segrevanje, sorazmerno s kvadratom toka. Nizka notranja upornost pomeni baterijo, ki «drži» napetost pri polnem pospeševanju in se manj segreva. Z mrazom in starostjo se povečuje.

Življenjska doba

V številu ciklov, dokler kapaciteta ne pade na odstotek svoje začetne vrednosti, pogosto 80 %. Ta podatek je močno odvisen od pogojev testiranja: toka, globine praznjenja, temperature. Služi za primerjavo celic, testiranih na enak način, ne za napovedovanje dejanske življenjske dobe.

Kapaciteta ali moč: kompromis

Znotraj celice proizvajalci tehtajo med količino aktivnega materiala (za kapaciteto) in lahkotnostjo pretoka toka (za moč). Od tod dve družini:

Dve referenci, ki ju najdemo v naših baterijah, ponazarjata to izbiro: Samsung 50S, celica 21700 s 5000 mAh, in Molicel P45B, celica 21700 s 4500 mAh, zasnovana za posebej visoke razelektritvene tokove. Proizvajalčevi tehnični listi podajajo točne tokove glede na pogoje merjenja.

Od celice do baterije

Baterijo opišemo s številom celic v seriji (S) in vzporedno (P):

• nazivna napetost = število v seriji × nazivna napetost celice. 20S pomeni 20 × 3,6 = 72 V, in 84 V pri polni napolnjenosti;
• kapaciteta = število vzporedno × kapaciteta celice. 10P celic s 5000 mAh pomeni 50 Ah;
• energija = nazivna napetost × kapaciteta. 72 V × 50 Ah = 3600 Wh;
• teoretični trajni tok = število vzporedno × trajni tok celice, pred omejitvami BMS, povezav in celotnega segrevanja.

Prav ta zadnja točka pojasnjuje prekinitve pri polnem pospeševanju, podrobneje opisane v našem vodniku baterija in BMS, ki prekineta napajanje: baterija z veliko kapaciteto z «energijskimi» celicami lahko odda manj toka kot manjša baterija z «močnostnimi» celicami. To razlikuje standardne in Performance različice naših baterij za električne skiroje.