Системы хранения энергии обычно характеризуются носителями энергии — батареями. Важным показателем производительности аккумуляторов является их скорость зарядки и разрядки или емкость, часто обозначаемая параметром «*C» в тендерных спецификациях или технических параметрах аккумуляторов, таких как «0,2C», «0,3C» «1С» или «2С». В коммерческих и промышленных системах хранения энергии наиболее распространенным является «0,5C». Почему 0,5C является наиболее распространенным?

1. Что такое «С»?
   «С» означает кулон, единицу электрического заряда, впервые предложенную французским физиком Шарлем-Огюстеном де Кулоном. Он определяет количество электрического заряда, проходящего через поперечное сечение проводника за одну секунду.
   В контексте аккумуляторных батарей «C» представляет скорость зарядки и разрядки батареи, и величина тока зарядки и разрядки обычно выражается с использованием этой скорости.
   Скорость зарядки и разрядки 1С означает, что аккумуляторная батарея может полностью разрядить всю свою емкость за один час; 2C означает, что аккумулятор может полностью разрядиться за 0,5 часа.

2. Как рассчитывается или определяется «C»?
   «С» (скорость зарядки и разрядки) — это логическое понятие, в отличие от фиксированных понятий, таких как ток (А) или напряжение (В). Например, цепь, пропускающая ток силой 1 А, будет измерять то же самое независимо от используемого устройства. Однако для аккумулятора с зарядно-разрядной емкостью 1С это также зависит от конкретной емкости аккумулятора. Для аккумулятора емкостью 1 Ач его ток зарядки и разрядки 1С составляет 1А; для аккумулятора емкостью 2Ач его ток зарядки и разрядки 1С равен 2А. И так далее.
   Следовательно, скорость зарядки и разрядки аккумулятора (C) = ток зарядки и разрядки аккумулятора × номинальная емкость аккумулятора. Например, для аккумулятора емкостью 1000 мАч 0,2C соответствует 200 мА (0,2 раза превышает емкость 1000 мАч), а 1C соответствует 1200 мА (в 1 раз превышает емкость 1200 мАч). Использование концепции «C» позволяет легко сравнивать возможности зарядки и разрядки двух батарей одинаковой общей емкости в одинаковых условиях. Например, если две батареи имеют емкость 1 Ач, но батарея 1 может достигать 3С, то есть она может заряжаться и разряжаться током 3А, а батарея 2 может достигать только 0,5С или 0,5А, это прямо указывает на то, что батарея 1 имеет значительно лучшие возможности мгновенной зарядки и разрядки (взрывная мощность).

3. Почему наиболее распространена температура 0,5C?
   В параметрах спецификации литиевой батареи «S» обозначает последовательное (строковое) соединение, а «P» обозначает параллельное (параллельное) соединение. Батареи (или аккумуляторные элементы) повышают напряжение за счет последовательного соединения и увеличивают ток разряда за счет параллельного соединения.
   Итак, какова соответствующая скорость зарядки и разрядки C? Крайне важно понимать влияние различных значений C на батареи. Хотя нам нужны батареи, способные мгновенно заряжаться и разряжаться, слишком высокие значения C существенно влияют на срок службы батареи. В частности, можно выделить три основных эффекта:

   • Увеличенная поляризация и внутреннее сопротивление: Более высокие скорости зарядки и разрядки приводят к более быстрому росту внутренней поляризации и внутреннего сопротивления аккумулятора, что приводит к снижению емкости аккумулятора.
   • Потеря активного материала и Li+: Более высокие скорости ускоряют потерю активного материала и Li+, вызывая снижение емкости аккумулятора.
   • Потребление электролита: Более высокие показатели увеличивают расход электролита, что еще больше влияет на срок службы батареи.
     В литий-металлических батареях обычно используется диоксид марганца (MnOâ) в качестве материала катода, металлический литий или литиевый сплав в качестве материала анода, а также специальные неводные растворы электролита. Основные принципы работы литий-ионных аккумуляторов включают реакции разряда и заряда. Чрезмерно высокие скорости зарядки и разрядки отрицательно влияют на срок службы аккумулятора, поэтому не следует устанавливать слишком высокие скорости. И наоборот, очень низкие значения C, такие как 0,1C, 0,2C и 0,3C, обычно встречающиеся в свинцово-кислотных батареях, обеспечивают более медленные зарядные токи и скорости, обеспечивая лучшую защиту батареи, но уменьшая количество заряженных или разряженных кВтч за тот же период времени для коммерческих аккумуляторов. а также проекты промышленного хранения энергии, направленные на извлечение выгоды из сокращения пиков и заполнения впадин с помощью ценообразования по времени использования. Это снижает дневной заработок и удлиняет срок окупаемости, поэтому такие ставки также нежелательны.
     В целом, выбор скорости зарядки и разрядки 0,5C обеспечивает баланс возможностей зарядки и разрядки аккумулятора, защиту срока службы аккумулятора и совместимость с периодами пиковой нагрузки и спада. Например, для системы с одним шкафом мощностью 209 кВтч или 215 кВтч в сочетании с системой преобразования мощности (PCS) мощностью 100 кВт она может полностью заряжаться или разряжаться за два часа, что хорошо согласуется с периодами пика и спада, определенными различными электросетевыми компаниями. Это обеспечивает эффективное использование энергии, минимизирует потери времени и обеспечивает ожидаемый доход, что делает его разумным выбором.