Účelem baterie je ukládat energii a v požadovaném čase ji uvolňovat. Tato část zkoumá vybíjení při různých rychlostech C a hodnotí hloubku vybití, do které může baterie bezpečně přejít. Dokument také sleduje různé známky vybíjení a zkoumá životnost baterie při různých vzorcích nabíjení.
Elektrochemická baterie má oproti jiným zařízením na uchovávání energie tu výhodu, že energie zůstává vysoká během většiny nabíjení a poté rychle klesá, jak se náboj vybíjí. Superkondenzátor má lineární vybíjení a stlačený vzduch a zásobník setrvačníku je opakem baterie tím, že na začátku dodává nejvyšší výkon.Obrázky 1, 2 a 3ilustrují simulované vybíjecí charakteristiky akumulované energie.
Většinu dobíjecích baterií lze krátkodobě přetížit, ale toto musí být krátké. Životnost baterie přímo souvisí s úrovní a dobou trvání zátěže, která zahrnuje nabíjení, vybíjení a teplotu.
Amatéři s dálkovým ovládáním (RC) jsou speciálním typem uživatelů baterií, kteří rozšiřují toleranci „křehkých“ vysoce výkonných baterií na maximum tím, že je vybíjejí rychlostí C 30 C, 30krát vyšší, než je jmenovitá kapacita. Tak vzrušující, jako může být RC vrtulník, závodní auto a rychlý člun; očekávaná životnost balení bude krátká. Nadšenci RC jsou si dobře vědomi kompromisu a jsou ochotni zaplatit cenu a čelit dalším bezpečnostním rizikům.
Pro získání maximální energie na hmotnost se výrobci dronů přiklonili k buňkám s vysokou kapacitou a zvolili Energy Cell. To je na rozdíl od odvětví vyžadujících velké zatížení a dlouhou životnost. Tyto aplikace využívají robustnější Power Cell se sníženou kapacitou.
Hloubka vybití
Výboje olověné kyseliny na 1,75 V/článek; systém na bázi niklu na 1.{4}}V/článek; a většina Li-ion až 3.{7}}V/čl. Na této úrovni se spotřebuje zhruba 95 procent energie a pokud by výboj pokračoval, napětí by rychle kleslo. Aby byla baterie chráněna před nadměrným vybitím, většina zařízení brání provozu nad stanoveným koncovým vybíjecím napětím.
Při odebírání zátěže po vybití se napětí zdravé baterie postupně obnovuje a stoupá směrem ke jmenovitému napětí. Rozdíly v afinitě kovů v elektrodách vytvářejí tento napěťový potenciál, i když je baterie vybitá. Parazitní zátěž nebo vysoké samovybíjení brání obnovení napětí.
Vysoký zatěžovací proud, jako by tomu bylo při vrtání do betonu elektrickým nářadím, snižuje napětí baterie a práh napětí na konci vybíjení je často nastaven na nižší hodnotu, aby se zabránilo předčasnému vypnutí. Vypínací napětí by mělo být také sníženo při vybíjení za velmi nízkých teplot, protože napětí baterie klesá a vnitřní odpor baterie stoupá.
Přebíjení olověné baterie může produkovat sirovodík, bezbarvý, jedovatý a hořlavý plyn, který páchne jako zkažená vejce. Sirovodík se také vyskytuje při rozkladu organické hmoty v bažinách a kanálech a je přítomen v sopečných plynech a zemním plynu. Plyn je těžší než vzduch a hromadí se na dně špatně větraných prostor. Zpočátku silný, čich časem utlumí a oběti si přítomnost plynu neuvědomují.
Co tvoří vybíjecí cyklus?
Cyklus vybití/nabití je běžně chápán jako úplné vybití nabité baterie s následným dobitím, ale není tomu tak vždy. Baterie jsou zřídkakdy zcela vybité a výrobci často používají k hodnocení baterie vzorec 80procentní hloubky vybití (DoD). To znamená, že je dodáno pouze 80 procent dostupné energie a 20 procent zůstává v rezervě. Cyklování baterie při nižším než úplném vybití zvyšuje životnost a výrobci argumentují, že je to blíže k reprezentaci v terénu než k plnému cyklu, protože baterie se běžně dobíjejí s určitou volnou kapacitou.
Neexistuje žádná standardní definice toho, co představuje vybíjecí cyklus. Některá počítadla cyklů přidávají plný počet, když je baterie nabitá. Inteligentní baterie může vyžadovat 15procentní vybití po nabití, aby se kvalifikovala pro cyklus vybíjení; nic méně se nepočítá jako cyklus. Baterie v satelitu má typické DoD 30–40 procent, než se baterie dobijí během satelitního dne. Nová baterie EV se může nabíjet pouze na 80 procent a vybíjet na 30 procent. Tato šířka pásma se s vybíjením baterie postupně rozšiřuje, aby byla zajištěna stejná dojezdová vzdálenost. Vyhýbání se plnému nabití a vybití snižuje namáhání baterie.
Hybridní automobil využívá pouze zlomek kapacity při akceleraci, než se baterie dobije. Protáčení motoru vozidla odebírá méně než 5 procent energie ze startovací baterie a v automobilovém průmyslu se tomu také říká cyklus. Odkaz na počet cyklů musí být proveden v souvislosti s příslušnou povinností.
Odkaz na vybíjecí cyklus nebo počet cyklů se nevztahuje stejně dobře na všechny aplikace baterií. Jedním příkladem, kdy počítání vybíjecích cyklů neodráží přesně stav životnosti, je úložné zařízení (ESS). Tyto baterie doplňují obnovitelné energie z větrné a fotovoltaické energie tím, že v případě potřeby dodávají krátkodobou energii a v případě přebytku ji ukládají. Doba mezi nabitím a vybitím může být v milisekundách; typický stav nabití baterie je 40–60 %. Spíše než počítání cyklů lze jako prostředek měření opotřebení použít počítání coulombů.