UK 
EnglishТипова
Polski🔋 Симулятор Літій-іонного Акумулятора
Симулюйте цикли заряду/розряду літій-іонного акумулятора, інтеркаляцію, SoC, деградацію ємності.
Схожі симуляції
Про симулятор літій-іонного акумулятора
Ця симуляція моделює літій-іонний елемент, який заряджається та розряджається на обраному C-рейті. Рівень заряду (SoC) змінюється в міру того, як іони рухаються між графітовим анодом і катодом типу NMC, а напруга на клемах обчислюється як Vt = OCV(SoC) ± I·Rint, де напруга розімкненого кола слідує кусково-заданій кривій нернстівського типу, підібраній для хімії з діапазоном 3,0–4,2 В. Внутрішній опір сам залежить від температури, зростаючи на холоді та трохи знижуючись вище 25°C, тоді як повзунок деградації ємності незворотно звужує корисний діапазон SoC, імітуючи зношений елемент. Заряд і розряд автоматично зупиняються на межах 4,25 В і 2,95 В, після чого збільшується лічильник циклів.
Часті запитання
Що насправді означає рівень заряду (State of Charge, SoC)?
SoC — це частка корисної ємності акумулятора, яка наразі накопичена, виражена у відсотках від 0 до 100%. У цій симуляції він відповідає тому, скільки іонів літію інтеркальовано у графітовому аноді відносно катода: при високому SoC більшість іонів перебуває в аноді, а під час розряду вони мігрують назад до катода, зміщуючи SoC до 0%.
Чому напруга на клемах відрізняється від кривої OCV?
Напруга розімкненого кола (OCV) — це те, що показав би елемент за відсутності струму, і вона слідує фіксованій S-подібній кривій залежно від SoC. Під навантаженням напруга на клемах дорівнює OCV плюс або мінус падіння напруги на внутрішньому опорі (I·Rint): вища під час заряду, нижча під час розряду. Тому та сама величина SoC може відповідати різній напрузі залежно від C-рейту та того, заряджається елемент чи розряджається.
Чому внутрішній опір змінюється з температурою?
Нижчі температури уповільнюють рухливість іонів літію в електроліті та на межах електродів, що збільшує внутрішній опір — симуляція підвищує Rint приблизно на 1,2% на кожен градус нижче 25°C. Тепліші умови трохи знижують опір, покращуючи транспорт іонів, хоча реальні елементи згодом страждають від прискорених побічних реакцій за високої температури, що тут не моделюється як зміна опору.
Що спричиняє деградацію ємності в реальному літій-іонному акумуляторі?
Багаторазові цикли заряду/розряду поступово й незворотно зменшують кількість заряду, який може утримувати елемент. Основні причини — зростання шару твердого електролітного інтерфейсу (SEI) на аноді, осадження металевого літію під час швидкого або холодного заряджання, а також механічне розтріскування частинок електродів. Повзунок деградації ємності імітує це, зменшуючи максимальний діапазон SoC та кількість іонів, показаних в анімації.
Чому заряд і розряд автоматично зупиняються за певної напруги?
Реальні літій-іонні елементи мають безпечні межі напруги: заряджання вище приблизно 4,2–4,3 В або розряджання нижче приблизно 3,0 В прискорює деградацію та може спричинити небезпечні реакції. Симуляція відтворює це, завершуючи цикл заряду при SoC = 100% або межі 4,25 В, а розряд — при SoC = 0% або межі 2,95 В, після чого лічильник циклів збільшується.