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電池知識

在充電設備不變的情況下,充電時間是否會因為電池容量的減少而線性降低?

來源:寶鄂實業(yè)    2019-05-12 14:19    點擊量:

鋰電池充電是與時間有關系,但是最少時間是不準確的。電池使用的時間越久,容量就會隨之降低,充電的時間就會相對減少,舉個例子

電池容量2000mAh 

充電電流為0.5C (2000*0.5=1000mAh)

充電時間為:2000/1000=1小時

按容量和充電電流算就可以了

鋰離子電池以碳材料為負極,以含鋰的化合物作正極,沒有金屬鋰存在,只有鋰離子,這就是鋰離子電池。鋰離子電池是指以鋰離子嵌入化合物為正極材料電池的總稱。鋰離子電池的充放電過程,就是鋰離子的嵌入和脫嵌過程。在鋰離子的嵌入和脫嵌過程中,同時伴隨著與鋰離子等當量電子的嵌入和脫嵌(習慣上正極用嵌入或脫嵌表示,而負極用插入或脫插表示)。在充放電過程中,鋰離子在正、負極之間往返嵌入/脫嵌和插入/脫插,被形象地稱為“搖椅電池”。

 

當對電池進行充電時,電池的正極上有鋰離子生成,生成的鋰離子經(jīng)過電解液運動到負極。而作為負極的碳呈層狀結構,它有很多微孔,達到負極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中,嵌入的鋰離子越多,充電容量越高。同樣,當對電池進行放電時(即我們使用電池的過程),嵌在負極碳層中的鋰離子脫出,又運動回正極?;卣龢O的鋰離子越多,放電容量越高。

 

一般鋰電池充電電流設定在0.2C至1C之間,電流越大,充電越快,同時電池發(fā)熱也越大。而且,過大的電流充電,容量不夠滿,因為電池內(nèi)部的電化學反應需要時間。就跟倒啤酒一樣,倒太快的話會產(chǎn)生泡沫,反而不滿。

 

使用(放電)注意事項:

對電池來說,正常使用就是放電的過程。鋰電池放電需要注意幾點:

第一,放電電流不能過大,過大的電流導致電池內(nèi)部發(fā)熱,有可能會造成永久性的損害。在手機上,這個倒是沒有問題的,可以不考慮。

從右圖上可以看出,電池放電電流越大,放電容量越小,電壓下降更快。

第二,絕對不能過放電!鋰電池內(nèi)部存儲電能是靠電化學一種可逆的化學變化實現(xiàn)的,過度的放電會導致這種化學變化有不可逆的反應發(fā)生,因此鋰電池最怕過放電,一旦放電電壓低于2.7V,將可能導致電池報廢。好在手機電池內(nèi)部都已經(jīng)裝了保護電路,電壓還沒低到損壞電池的程度,保護電路就會起作用,停止放電。

首先要申明兩個概念:功率(單位kW)和能量(kWh)。

你可以看到,這兩個單位之間就差一個h(小時),能量=功率X時間。你的問題里面說tesla的充電功率96kW,電池應該是85kWh。按照平均96kW的速度來充電,那么充75%電的時間就應該是85(kWh)*0.75/96(kW)=0.664h = 40分鐘。

如果充電功率恒定為96kW的話,你的理解就是對的。你朋友的說法,我想不出來合適的理由。

現(xiàn)在來說說(我理解的)實際情況。根據(jù)wikipedia

They take about 20 minutes to charge to 50%, 40 minutes to charge to 80%, and 75 minutes to 100% on the original 85 kwh Model S.

也就是說,20分鐘充到50%,40分鐘充到80%,75分鐘充到100%。按照這個計算,按時間分段的平均C rate(充電電流和容量的比)如下:

0-20min 1.5C

20-40min 0.9C

40-75min 0.4C

可以看出,充電的速度一開始是最快的,后來越來越慢。這個從電化學上理解也是合理的。所以,綜上所述,用tesla的超級充電站,model S的電池電量用完的情況下,想要充75%的十分之一的電,需要的時間應該少于4分鐘。


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