分析鋰離子電池的八參數(shù)
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-10-19 21:17
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一。容量
這是我們更關(guān)心的一個(gè)參數(shù)。智能手機(jī)已經(jīng)流行了很長(zhǎng)一段時(shí)間。當(dāng)我們使用智能手機(jī)時(shí)，最擔(dān)心的是缺電，需要頻繁充電，有時(shí)找不到充電的地方。在早期，在正常使用情況下，充滿電的電池可以使用3-5天，有些產(chǎn)品甚至可以使用7天以上。但在智能手機(jī)時(shí)代，待機(jī)時(shí)間很糟糕。其中一個(gè)重要原因是手機(jī)的耗電量在不斷增加，而電池的容量卻沒(méi)有以同樣的比例增長(zhǎng)。
容量單位一般為“毫安時(shí)”或“安時(shí)”，額定容量與實(shí)際使用容量存在差異。額定容量是指在實(shí)驗(yàn)室條件下（理想的溫度和濕度環(huán)境）以特定放電率（C率）放電至截止電壓時(shí)，充滿電的鋰離子電池所能提供的總電量。實(shí)際容量一般不等于額定容量，這與溫度、濕度、充放電比等直接相關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，實(shí)際容量小于額定容量，有時(shí)甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于額定容量。例如，在北方的冬天，如果你在戶外使用手機(jī)，電池容量會(huì)迅速下降。
2.能量密度
能量密度是指電池單位體積或重量所能儲(chǔ)存和釋放的電量。單位有兩種：wh/kg和wh/l，分別表示重量比能和體積比能。這里的電量是上述容量（Ah）和工作電壓（V）的積分。在實(shí)際應(yīng)用中，能量密度指標(biāo)比容量指標(biāo)更有指導(dǎo)意義。
基于目前的鋰離子電池技術(shù)，可以達(dá)到的能量密度水平在100~200wh/kg左右，相對(duì)較低，已經(jīng)成為鋰離子電池在很多場(chǎng)合應(yīng)用的瓶頸。這一問(wèn)題在電動(dòng)汽車領(lǐng)域也同樣存在。當(dāng)體積和重量受到嚴(yán)格限制時(shí)，電池的能量密度決定電動(dòng)汽車的最大行駛里程，因此出現(xiàn)“里程焦慮障礙”這一特殊術(shù)語(yǔ)。如果電動(dòng)汽車的單次行駛里程達(dá)到500公里（相當(dāng)于傳統(tǒng)燃料汽車），電池的能量密度必須大于300wh/kg。
鋰離子電池能量密度的提高是一個(gè)緩慢的過(guò)程，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于集成電路工業(yè)的摩爾定律，導(dǎo)致電子產(chǎn)品性能的提高與電池能量密度的提高之間存在剪刀差，并且隨著時(shí)間的推移而擴(kuò)大。
三。充放電比
這一指標(biāo)將影響鋰離子電池工作時(shí)的持續(xù)電流和峰值電流。其單位一般為c（c-rate的簡(jiǎn)稱），如1/10c、1/5c、1c、5c、10c等，并舉例說(shuō)明該比率指數(shù)的具體含義。電池的額定容量是10小時(shí)。如果其額定充放電率為1c，則意味著該類型電池可以用10a電流反復(fù)充放電，直至充放電的截止電壓。如果最大放電速率為10c@ 10s，最大充電速率為5c@ 10s，則電池可以以100A的電流放電10秒，充電電流為50A，持續(xù)10秒。
用充放電比對(duì)應(yīng)的電流值乘以工作電壓，可以得到鋰離子電池的連續(xù)功率和峰值功率指標(biāo)。充放電比指標(biāo)的定義越詳細(xì)，使用指導(dǎo)意義就越大。特別是作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力源，鋰離子電池需要在不同的溫度條件下規(guī)定連續(xù)和脈沖率指標(biāo)，以確保鋰離子電池的使用在合理的范圍內(nèi)。
四。電壓
鋰離子電池的電壓包括開(kāi)路電壓、工作電壓、充電截止電壓、放電截止電壓等參數(shù)。本文不一一討論，而著重于一個(gè)解釋。
開(kāi)路電壓，顧名思義，是指當(dāng)蓄電池外部沒(méi)有負(fù)載或電源連接時(shí)，蓄電池的開(kāi)路電壓，并測(cè)量蓄電池正負(fù)極之間的電位差。
工作電壓是蓄電池在外接負(fù)載或外接電源的工作狀態(tài)下，有電流流動(dòng)時(shí)所測(cè)得的正負(fù)極之間的電位差。一般來(lái)說(shuō)，由于電池內(nèi)部電阻的存在，放電狀態(tài)下的工作電壓低于開(kāi)路電壓，充電狀態(tài)下的工作電壓高于開(kāi)路電壓。
充電/放電的截止電壓是指電池所允許的最大和最小工作電壓。超過(guò)這個(gè)限度，會(huì)對(duì)電池造成一些不可逆的損壞，導(dǎo)致電池性能下降，甚至引發(fā)火災(zāi)、爆炸等安全事故。
蓄電池的開(kāi)路電壓、工作電壓與蓄電池容量有一定的關(guān)系。
5個(gè)。預(yù)期壽命
隨著鋰離子電池的使用和儲(chǔ)存，其使用壽命將逐漸下降，性能將更加明顯。還是以智能手機(jī)為例。使用手機(jī)一段時(shí)間后，手機(jī)電池明顯“不耐用”。一開(kāi)始可能一天只收一次，后來(lái)可能需要一天收兩次。這是電池壽命持續(xù)下降的體現(xiàn)。
鋰離子電池的壽命分為兩個(gè)參數(shù)：循環(huán)壽命和日歷壽命。循環(huán)壽命通常用次數(shù)來(lái)表示，表示電池可以充放電的次數(shù)。當(dāng)然，這里有條件。一般情況下，在理想的溫度和濕度下，用額定充放電電流（100%dod或80%dod）進(jìn)行深度充放電，計(jì)算電池容量衰減到額定容量80%時(shí)的循環(huán)次數(shù)。
6.內(nèi)阻
鋰離子電池內(nèi)阻是指電池工作時(shí)流過(guò)電池的電流電阻。它包括歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻。極化內(nèi)阻包括電化學(xué)極化內(nèi)阻和濃差極化內(nèi)阻。
歐姆內(nèi)阻由電極材料、電解液、隔膜電阻和各部分的接觸電阻組成。極化內(nèi)阻是指電化學(xué)反應(yīng)中極化引起的電阻，包括電化學(xué)極化引起的電阻和濃差極化引起的電阻。
內(nèi)阻的單位通常是毫歐（MΩ）。大內(nèi)阻電池充放電時(shí)，內(nèi)部功耗大，發(fā)熱嚴(yán)重，會(huì)導(dǎo)致鋰離子電池加速老化和壽命衰減，也限制了大倍率充放電的應(yīng)用。因此，鋰離子電池的內(nèi)阻越小，其壽命和倍率性能越好。
7號(hào)。自放電
當(dāng)電池被放置時(shí)，它的容量正在下降。容量下降率稱為自放電率，通常用百分比表示：%/月。
自我釋放是我們不想看到的。一個(gè)充滿電的電池在幾個(gè)月內(nèi)會(huì)有更少的電量，所以我們希望鋰離子電池的自放電率越低越好。
這里要特別注意。鋰離子電池的自放電一旦導(dǎo)致電池的過(guò)放電，其影響通常是不可逆的。即使再充電，電池的可用容量也會(huì)大大損失，使用壽命也會(huì)迅速下降。因此，長(zhǎng)期不用的鋰離子電池必須定期充電，避免因自放電而過(guò)度放電，嚴(yán)重影響電池的性能。
8個(gè)。工作溫度范圍
由于鋰離子電池內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)的特性，鋰離子電池有一個(gè)合理的工作溫度范圍（一般數(shù)據(jù)在-40℃~60℃之間）。如果超出合理使用范圍，將對(duì)鋰離子電池的性能產(chǎn)生較大影響。
不同材料的鋰離子電池的工作溫度范圍也不同。它們有的具有良好的高溫性能，有的則能適應(yīng)低溫條件。鋰離子電池的工作電壓、容量、充放電比等參數(shù)會(huì)隨著溫度的變化而發(fā)生顯著變化。長(zhǎng)期使用高溫或低溫也會(huì)加速鋰離子電池的壽命。因此，創(chuàng)造一個(gè)合適的工作溫度范圍可以最大限度地提高鋰離子電池的性能。
