鋰電池的性能參數(shù)詳解
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2021-11-25 10:57
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1.容量
容量的單位一般為“mAh”(毫安時(shí))或“Ah”(安時(shí))，在使用時(shí)又有額定容量和實(shí)際容量的區(qū)別。額定容量是指滿(mǎn)充的鋰離子電池在實(shí)驗(yàn)室條件下(比較理想的溫濕度環(huán)境)，以某一特定的放電倍率(C-rate)放電到截止電壓時(shí)，所能夠提供的總的電量。實(shí)際容量一般都不等于額定容量，它與溫度、濕度、充放電倍率等直接相關(guān)。
2.充放電倍率
這個(gè)指標(biāo)會(huì)影響鋰離子電池工作時(shí)的連續(xù)電流和峰值電流，其單位一般為C(C-rate的簡(jiǎn)寫(xiě))，如1/10C，1/5C，1C，5C，10C等。舉個(gè)例子來(lái)闡述倍率指標(biāo)的具體含義，某電池的額定容量是10Ah，如果其額定充放電倍率是1C，那么就意味著這個(gè)型號(hào)的電池，可以以10A的電流，進(jìn)行反復(fù)的充放電，一直到充電或放電的截止電壓。如果其最大放電倍率是10C@10s，最大充電倍率5C@10s，那么該電池可以以100A的電流進(jìn)行持續(xù)10秒的放電，以50A的電流進(jìn)行持續(xù)10秒的充電。
充放電倍率對(duì)應(yīng)的電流值乘以工作電壓，就可以得出鋰離子電池的連續(xù)功率和峰值功率指標(biāo)。充放電倍率指標(biāo)定義的越詳細(xì)，對(duì)于使用時(shí)的指導(dǎo)意義越大。尤其是作為電動(dòng)交通工具動(dòng)力源的鋰離子電池，需要規(guī)定不同溫度條件下的連續(xù)和脈沖倍率指標(biāo)，以確保鋰離子電池使用在合理的范圍之內(nèi)。
3.壽命
鋰離子電池的壽命會(huì)隨著使用和存儲(chǔ)而逐步衰減，并且會(huì)有較為明顯的表現(xiàn)。仍然以智能手機(jī)為例，使用過(guò)一段時(shí)間的手機(jī)，可以很明顯的感覺(jué)到手機(jī)電池“不耐用”了，剛開(kāi)始可能一天只充一次，后面可能需要一天充電兩次，這就是電池壽命不斷衰減的體現(xiàn)。
鋰離子電池的壽命分為循環(huán)壽命和日歷壽命兩個(gè)參數(shù)。循環(huán)壽命一般以次數(shù)為單位，表征電池可以循環(huán)充放電的次數(shù)。當(dāng)然這里也是有條件的，一般是在理想的溫濕度下，以額定的充放電電流進(jìn)行深度的充放電(100% DOD或者80%DOD)，計(jì)算電池容量衰減到額定容量的80%時(shí)，所經(jīng)歷的循環(huán)次數(shù)。
日歷壽命的定義則比較復(fù)雜，電池不可能一直在充放電，有存儲(chǔ)和擱置，也不可能一直處于理想環(huán)境條件，會(huì)經(jīng)歷各種溫濕度條件，充放電的倍率也是時(shí)刻在變化的，所以實(shí)際的使用壽命就需要模擬和測(cè)試。簡(jiǎn)單的說(shuō)，日歷壽命就是電池在使用環(huán)境條件下，經(jīng)過(guò)特定的使用工況，達(dá)到壽命終止條件(比如容量衰減到80%)的時(shí)間跨度。日歷壽命與具體的使用要求是緊密結(jié)合的，通常需要規(guī)定具體的使用工況，環(huán)境條件，存儲(chǔ)間隔等。
4.能量密度
能量密度，指的是單位體積或單位重量的電池，能夠存儲(chǔ)和釋放的電量，其單位有兩種：Wh/kg，Wh/L，分別代表重量比能量和體積比能量。這里的電量，是上面提到的容量(Ah)與工作電壓(V)的積分。在應(yīng)用的時(shí)候，能量密度這個(gè)指標(biāo)比容量更具有指導(dǎo)性意義。
鋰離子電池能量密度的提升，是一個(gè)緩慢的過(guò)程，遠(yuǎn)低于集成電路產(chǎn)業(yè)的摩爾定律，這就造成了電子產(chǎn)品的性能提升與電池的能量密度提升之間存在一個(gè)剪刀差，并且隨著時(shí)間不斷擴(kuò)大。
5.電壓
鋰離子電池的電壓，有開(kāi)路電壓、工作電壓、充電截止電壓、放電截止電壓等一些參數(shù)，本文不再分開(kāi)一一論述，而是集中做個(gè)解釋。
開(kāi)路電壓，顧名思義，就是電池外部不接任何負(fù)載或電源，測(cè)量電池正負(fù)極之間的電位差，此即為電池的開(kāi)路電壓。
工作電壓，就是電池外接負(fù)載或電源，處在工作狀態(tài)，有電流流過(guò)時(shí)，測(cè)量所得的正負(fù)極之間的電位差。一般來(lái)說(shuō)，由于電池內(nèi)阻的存在，放電狀態(tài)時(shí)的工作電壓低于開(kāi)路電壓，充電時(shí)的工作電壓高于開(kāi)路電壓。
充/放電截止電壓，是指電池允許達(dá)到的最高和最低工作電壓。超過(guò)了這一限值，會(huì)對(duì)電池產(chǎn)生一些不可逆的損害，導(dǎo)致電池性能的降低，嚴(yán)重時(shí)甚至造成起火、爆炸等安全事故。
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