Tensiunea bateriei

Tensiunea unei baterii este o caracteristică fundamentală a unei baterii, care este determinată de reacțiile chimice din baterie, de concentrațiile componentelor bateriei și de polarizarea bateriei. Tensiunea calculată pornind de la condițiile de echilibru este cunoscută în mod obișnuit ca tensiune nominală a bateriei. În practică, tensiunea nominală a bateriei nu poate fi măsurată cu ușurință, dar pentru sistemele practice de baterii (în care supratensiunile și efectele non-ideale sunt scăzute) tensiunea de circuit deschis este o bună aproximare a tensiunii nominale a bateriei.

Din moment ce potențialul electric (tensiunea) din majoritatea reacțiilor chimice este de ordinul a 2V, în timp ce tensiunea necesară pentru sarcini este de obicei mai mare, în majoritatea bateriilor, numeroase celule individuale ale bateriei sunt conectate în serie. De exemplu, în bateriile cu plumb-acid, fiecare celulă are o tensiune de aproximativ 2V. Șase celule sunt conectate pentru a forma o baterie cu plumb-acid tipică de 12 V.

Variația tensiunii la descărcare

Datorită efectelor de polarizare, tensiunea bateriei sub fluxul de curent poate diferi substanțial de tensiunea de echilibru sau de circuit deschis. O caracteristică cheie a tehnologiei bateriilor este modul în care tensiunea bateriei variază în condiții de descărcare, atât datorită efectelor de echilibru ale concentrației, cât și datorită polarizării. Curbele de descărcare și încărcare a bateriei sunt prezentate mai jos pentru mai multe sisteme de baterii diferite. Curbele de descărcare și încărcare nu sunt neapărat simetrice din cauza prezenței unor reacții suplimentare care pot fi prezente la tensiuni mai mari întâlnite în timpul încărcării.

Tensiunea de deconectare

În multe tipuri de baterii, inclusiv în cazul bateriilor cu plumb-acid, bateria nu poate fi descărcată sub un anumit nivel, în caz contrar se poate produce o deteriorare permanentă a acesteia. Această tensiune se numește „tensiune de deconectare” și depinde de tipul de baterie, de temperatura acesteia și de rata de descărcare a bateriei.

Măsurarea stării de încărcare pe baza tensiunii

În timp ce reducerea tensiunii bateriei odată cu descărcarea este un aspect negativ al bateriilor care le reduce eficiența, un aspect practic al unei astfel de reduceri, dacă este aproximativ liniară, este că, la o anumită temperatură, bateria poate fi folosită pentru a aproxima starea de încărcare a bateriei. În sistemele în care tensiunea bateriei nu este liniară pe un anumit interval al stării de încărcare a bateriei sau în care există variații rapide ale tensiunii cu BSOC va fi mai dificil de determinat BSOC și, prin urmare, va fi mai dificil de încărcat. Cu toate acestea, un sistem de baterii care menține o tensiune mai constantă cu rata de descărcare va avea un randament ridicat al tensiunii și va fi mai ușor de utilizat pentru a acționa sarcini sensibile la tensiune.

Efectul temperaturii asupra tensiunii

Tensiunea bateriei va crește odată cu temperatura sistemului și poate fi calculată cu ajutorul ecuației lui Nernst pentru tensiunea de echilibru a bateriei.

.