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2.3 Entladestrom und Kapazität
Die verfügbare Kapazität hängt allgemein vom
Entladestrom bzw. der Entladedauer ab, wie in
Abbildung 2-6 dargestellt wird. Im Nennbereich des
Entladestroms bzw. der Entladedauer erreicht die verfüg-
bare Kapazität ihr Maximum.
Bei kleineren Strömen kommt aufgrund der längeren
Entladedauer die Selbstentladung hinzu und die verfüg-
bare Kapazität wird entsprechend geringer.
Bei höheren Entladeströmen wird der Wirkungsgrad der
Entladung mehr und mehr durch Effekte vermindert,
die durch die Geschwindigkeit des Ionentransports
hervorgerufen werden. Der Innenwiderstand nimmt zu
und die verfügbare Kapazität nimmt ab. Öffnet man eine
Zelle, die mit so einem hohen Strom entladen wurde, so
findet man, daß Entladeprodukte, die sich bei kleinem
und mittlerem Strom über das gesamte Porenvolumen
verteilen würden, jetzt die ersten paar Schichten von
Kathodenporen blockieren. Man kann also davon aus-
gehen, daß die Abnahme des zugänglichen Porenvolu-
mens der Kathode zur Verringerung der Kapazität bei
hohen Entladeströmen beiträgt.
In der Literatur wird der Strom, bei dem die Batterie
noch 76 % ihrer Sättigungskapazität liefert, oft als Stand-
ardstrom bezeichnet. Wenn der Strom diesen Wert über-
steigt, ist die Batterie überlastet.
2.4 Strompulse
Das Entladediagramm besteht bei der Pulsentladung
typischerweise aus einem kleinen, kontinuierlichen
Grundstrom mit periodischen oder zufälligen kurzen
Pulsen auf höherem Stromniveau. Im allgemeinen
reicht das Tastverhältnis, also das Verhältnis zwischen
Ein- und Auszeit von 1 : 10 bis 1 : 10 000 (Abb. 2-7).
Sein Wert hat auch einen Einfluß auf die Höhe der ver-
fügbaren Kapazität. Ist es groß (1:10), so liegt sie nahe
bei der verfügbaren Kapazität, die der Amplitude des
Pulsstromes entsprechen würde. Bei kleinen Tastverhält-
nissen (1:10 000), nimmt die verfügbare Kapazität zu
und strebt gegen den Wert, der dem Durchschnittsstrom
entspricht. Abbildung 2-8 zeigt ein Beispiel.
0
20
40
60
80
100
120
% der Nennkapazität
Standard-
strom
Strom
Überlast
Selbstentladung
Betriebsdauer
10 Jahre
10.1
Abbildung 2-6
Stromabhängigkeit der
Kapazität.
Der Verlust durch Selbst-
entladung ist bei längerer
Lebenserwartung höher.
Übersteigt der Strom den
Standardstrom, bei dem
76 % der Sättigungska-
pazität gefunden werden,
so ist die Batterie über-
lastet.
Zeit
AUS - ZeitAN-
Puls-
strom
Durch-
schnitts-
strom
Grund-
strom
Entladestrom
Abbildung 2-7
Schematischer Verlauf
einer Pulsentladung.
Das Tastverhältnis ist das
Verhältnis zwischen An-
und Aus-Zeit.
0
20
40
60
80
100
120
1% 10% 100% 1000%
% der Nennkapazität
Pulsamplitude als % des max. Dauerentladestroms
25%
10%
100%
250%
2,5% Durchschnittsstrom
1:99
1:24
1:9
1:3
1:1.5
1:0
Tast-
verhältnis
Abbildung 2-8
Einfluß von Pulsen auf die
verfügbare Kapazität bis
2 Volt bei 25 °C.
Graue Kurven:
konstantes Tastverhältnis
Blaue Kurven:
konstanter Durch-
schnittsstrom als Prozent
des max. Dauerentlade-
stromes.
Die Daten wurden mit
SL-780 Batterien ermittelt.
Tadiran Batteries
Technische Broschüre