เฮ้! ในฐานะซัพพลายเออร์แบตเตอรี่ลิเธียม NCM ฉันมักถูกถามเกี่ยวกับแรงดันไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าเหล่านี้ เอาล่ะ เรามาเจาะลึกและทำลายมันกันดีกว่า
ก่อนอื่น NCM ย่อมาจาก Nickel-Cobalt-Manganese แบตเตอรี่เหล่านี้ได้รับความนิยมอย่างมากเนื่องจากมีความสมดุลระหว่างความหนาแน่นของพลังงาน กำลังไฟฟ้าที่ส่งออก และอายุการใช้งาน พวกมันถูกนำไปใช้งานทุกประเภท ตั้งแต่ยานพาหนะไฟฟ้าไปจนถึงแบตเตอรี่เก็บพลังงานในครัวเรือนและแม้กระทั่งแบตเตอรี่ซอฟแพ็คการตั้งค่า
ตอนนี้ แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลิเธียม NCM ไม่ใช่ข้อตกลงขนาดเดียวที่เหมาะกับทุกคน ขึ้นอยู่กับปัจจัยบางประการ เช่น จำนวนเซลล์ในชุดแบตเตอรี่และสถานะการชาร์จ
แรงดันไฟฟ้าเซลล์เดียว
โดยทั่วไปเซลล์แบตเตอรี่ลิเธียม NCM หนึ่งเซลล์จะมีแรงดันไฟฟ้าประมาณ 3.6 - 3.7 โวลต์ นี่คือแรงดันไฟฟ้าที่คุณมักจะเห็นเมื่อเซลล์อยู่ในสถานะการทำงานปกติ เมื่อเซลล์ชาร์จเต็มแล้ว แรงดันไฟฟ้าจะสูงถึงประมาณ 4.2 โวลต์ ในทางกลับกัน เมื่อคายประจุจนหมด แรงดันไฟฟ้าจะลดลงเหลือประมาณ 2.5 - 2.75 โวลต์
คุณอาจสงสัยว่าทำไมถึงมีช่วง มันคือทั้งหมดที่เกี่ยวกับเคมีภายในแบตเตอรี่ ในขณะที่แบตเตอรี่ชาร์จและคายประจุ ปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างนิกเกิล โคบอลต์ แมงกานีส และอิเล็กโทรไลต์ทำให้แรงดันไฟฟ้าเปลี่ยนแปลง
แรงดันไฟแบตเตอรี่
โดยส่วนใหญ่แล้ว เราไม่ได้ใช้เพียงเซลล์เดียว แต่เราเชื่อมต่อหลายเซลล์เข้าด้วยกันเพื่อสร้างชุดแบตเตอรี่ แรงดันไฟฟ้าของก้อนแบตเตอรี่คือผลรวมของแรงดันไฟฟ้าของแต่ละเซลล์
ตัวอย่างเช่น หากคุณมีชุดแบตเตอรี่ที่ประกอบด้วยเซลล์ NCM เดี่ยว 10 เซลล์เชื่อมต่อแบบอนุกรม แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของแบตเตอรี่จะอยู่ที่ประมาณ 36 - 37 โวลต์ (10 เซลล์ x 3.6 - 3.7 โวลต์ต่อเซลล์) เมื่อชาร์จเต็มแล้ว แรงดันไฟฟ้าของแพ็คจะอยู่ที่ประมาณ 42 โวลต์ (10 เซลล์ x 4.2 โวลต์ต่อเซลล์)
วิธีที่คุณเชื่อมต่อเซลล์มีความสำคัญมาก มีสองวิธีหลักในการเชื่อมต่อ: แบบอนุกรมและแบบขนาน
การเชื่อมต่อแบบอนุกรม
เมื่อคุณเชื่อมต่อเซลล์แบบอนุกรม คุณจะซ้อนแรงดันไฟฟ้าทับกัน สิ่งนี้จะเพิ่มแรงดันไฟฟ้าโดยรวมของก้อนแบตเตอรี่ การเชื่อมต่อแบบอนุกรมเหมาะอย่างยิ่งเมื่อคุณต้องการแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นสำหรับการใช้งานของคุณ เช่น ในรถยนต์ไฟฟ้าหรือระบบกักเก็บพลังงานกำลังสูง
การเชื่อมต่อแบบขนาน
ในทางกลับกัน เมื่อคุณเชื่อมต่อเซลล์แบบขนาน คุณกำลังเชื่อมต่อเซลล์เหล่านั้นแบบเคียงข้างกัน แรงดันไฟฟ้าของก้อนแบตเตอรี่จะยังคงเท่ากับแรงดันไฟฟ้าของเซลล์เดียว แต่ความจุ (วัดเป็นแอมแปร์-ชั่วโมง) จะเพิ่มขึ้น การเชื่อมต่อแบบขนานมีประโยชน์เมื่อคุณต้องการความจุเพิ่มขึ้นโดยไม่ต้องเพิ่มแรงดันไฟฟ้า
เปรียบเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียมอื่นๆ
เรามาดูกันว่าแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลิเธียม NCM เปรียบเทียบกันอย่างไรแบตเตอรี่ลิเธียมแอลเอฟพี. LFP ย่อมาจากลิเธียมเหล็กฟอสเฟต
เซลล์แบตเตอรี่ลิเธียม LFP เซลล์เดียวมีแรงดันไฟฟ้าประมาณ 3.2 โวลต์ ซึ่งต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของเซลล์ NCM เมื่อชาร์จจนเต็ม เซลล์ LFP จะมีแรงดันไฟฟ้าประมาณ 3.65 โวลต์ เทียบกับ 4.2 โวลต์สำหรับเซลล์ NCM
ความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าหมายความว่าแบตเตอรี่ NCM สามารถเก็บพลังงานต่อเซลล์ได้มากกว่าแบตเตอรี่ LFP อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ LFP มีข้อดีในตัวเอง เช่น ความเสถียรทางความร้อนที่ดีขึ้น และอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น
ความสำคัญของแรงดันไฟฟ้าในการใช้งาน
แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลิเธียม NCM มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น ในยานพาหนะไฟฟ้า ชุดแบตเตอรี่ต้องมีแรงดันไฟฟ้าสูงพอที่จะจ่ายไฟให้มอเตอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นหมายความว่ามอเตอร์สามารถดึงกำลังได้มากขึ้น ซึ่งส่งผลให้มีการเร่งความเร็วที่ดีขึ้นและความเร็วสูงสุดที่สูงขึ้น
ในแบตเตอรี่เก็บพลังงานในครัวเรือนระบบแรงดันไฟฟ้าจะต้องเข้ากันได้กับระบบไฟฟ้าภายในบ้าน บ้านส่วนใหญ่ใช้ไฟ AC 230 - 240 โวลต์ในหลายส่วนของโลก ดังนั้นชุดแบตเตอรี่จึงต้องได้รับการออกแบบในลักษณะที่สามารถรวมเข้ากับอินเวอร์เตอร์ได้อย่างง่ายดายเพื่อแปลงแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงจากแบตเตอรี่เป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่ใช้ในบ้าน
การจัดการแรงดันไฟฟ้า
การจัดการแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลิเธียม NCM มีความสำคัญอย่างยิ่ง หากแบตเตอรี่ชาร์จมากเกินไป (ชาร์จสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าที่แนะนำ) อาจทำให้แบตเตอรี่เสียหายและอาจก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านความปลอดภัย เช่น ร้อนเกินไปหรือระเบิดได้ ในทางกลับกัน หากแบตเตอรี่คายประจุจนหมด (คายประจุต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าที่แนะนำ) ก็สามารถลดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ได้เช่นกัน
นั่นเป็นสาเหตุที่ชุดแบตเตอรี่ NCM ส่วนใหญ่มาพร้อมกับระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) BMS จะตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าของแต่ละเซลล์ในชุดและตรวจสอบให้แน่ใจว่ากระบวนการชาร์จและการคายประจุอยู่ภายในช่วงแรงดันไฟฟ้าที่ปลอดภัย
บทสรุป
โดยสรุป แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลิเธียม NCM ขึ้นอยู่กับว่าเป็นเซลล์เดียวหรือชุดแบตเตอรี่ เซลล์เดียวมีแรงดันไฟฟ้าปกติประมาณ 3.6 - 3.7 โวลต์ โดยมีแรงดันไฟฟ้าที่ชาร์จเต็มประมาณ 4.2 โวลต์ และแรงดันไฟฟ้าที่ใช้จนหมดอยู่ที่ประมาณ 2.5 - 2.75 โวลต์ แรงดันไฟฟ้าของชุดแบตเตอรี่จะพิจารณาจากจำนวนเซลล์และวิธีการเชื่อมต่อเซลล์เหล่านั้น
หากคุณอยู่ในตลาดแบตเตอรี่ลิเธียม NCM คุณภาพสูงสำหรับการใช้งานของคุณ ไม่ว่าจะเป็นสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า ระบบกักเก็บพลังงานในครัวเรือน หรืออย่างอื่น ฉันอยากจะคุยกับคุณ เราสามารถหารือเกี่ยวกับความต้องการเฉพาะของคุณและค้นหาโซลูชันแบตเตอรี่ที่สมบูรณ์แบบสำหรับคุณ เพียงเอื้อมมือออกไปและเริ่มการสนทนากันเลย!
อ้างอิง
- ลินเดน ดี. และเรดดี้ วัณโรค (2545) คู่มือแบตเตอรี่ แมคกรอ-ฮิลล์.
- Tarascon, J.-M. และ Armand, M. (2001) ปัญหาและความท้าทายที่ต้องเผชิญกับแบตเตอรี่ลิเธียมแบบชาร์จไฟได้ ธรรมชาติ, 414(6861), 359-367.