Batarya Parametreleri

 

Spesifik Enerji Yoğunluğu

Bataryanın Wh cinsinden enerji depolama kapasitesinin bataryanın kütlesine bölümü kütlesel enerji yoğunluğu veya spesifik enerji olarak ele alınabilir. Amper-saat/Gram birimi olarak teorik kapasite elektrokimyasal reaksiyona katılan aktif malzemenin eşdeğer ağırlığına dayalıdır.  Teorik kapasite ile gerilimin çarpımı teorik spesifik enerji yoğunluğunu Wh/kg cinsinden verir. 

Lityum iyon bataryada teorik spesifik enerji 410 Wh/kg’dan büyüktür. Ancak uygulamada 150 Wh/kg değerine düşer.  Karşılaştırma yapılmak istenirse kurşun asit akünün teorik spesifik enerjisi 166 Wh/kg iken uygulamada 35 Wh/kg’a düşer. Benzer şekilde nikel metal hidrit bataryada 250 Wh/kg olan teorik spesifik enerji 75 Wh/kg’a uygulamada düşmektedir. Bu durumda lityum batarya yüksek enerji yoğunluğuna uygun hale gelmektedir.

C-Rate

Bataryanın kapasitesine (Capacity - C) göre bataryanın şarj veya deşarj hızını gösterir. Şarj veya deşarj akımının toplam kapasiteye ( amper-saat) bölümüdür. Birimi 1/h  yani 1/saat’tir. 

 C-rate = Şarj veya Deşarj Akımı (A) / Toplam Kapasite (Ah)

Örnek olarak 10 Amper-saat (10Ah) batarya kapasitesi söz konusu olduğunda; 

1C değeri bataryanın 10 A  (10 (Ah) x 1 (1/h) )  akım çekmesi/vermesi ile 1 saatte tam şarj veya tam deşarj olacağını ifade eder.  

0.5C değeri 5/10 değerini gösterdiğinden  saate çevrildiğinde 1/0,5 = 10/5=2 saatte bataryanın tam şarj veya deşarj olacağını ifade eder. Burada ise çekilen/verilen akım değeri 0,5 x 10 =5 Aolacaktır. 

2C değeri ise benzer şekilde 1/2 saati yani 30 dk’da bataryanın 2 x 10 = 20A’de tam şarj veya deşarj olacağını belirtir. 

Benzer şekilde 5C değeri de  1/5 saat değerine karşılık gelen 12 dakikalık  ve 50A akımda bir şarj veya deşarj durumudur.

Enerji depolama üniteleri, güneş enerjisi depolama gibi uygulamalarda 0.1C-0.5C gibi sürekli ve uzun süreli bir şarj ve deşarj gereklidir. Elektrikli araç, drone gibi yüksek güç gerektiren uygulamalarda yüksek hızlı 2C-10C gibi C-Rate kullanılır.

Yüksek hızlı şarj-deşarjda ısı arttığından batarya verimi ve ömrü olumsuz etkilenebilir. Batarya Yönetim Sistemi (BMS), aşırı şarj/deşarj ve ısınmayı önlemek için C-rate değerini kontrol eder.