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3.充放电倍率
这个指标会影响锂离子电池工作时的连续电流和峰值电流,其单位一般为C(C-rate的简写),如1/10C,1/5C,1C,5C,10C等。举个例子来阐述倍率指标的具体含义,某电池的额定容量是10Ah,如果其额定充放电倍率是1C,那么就意味着这个型号的电池,可以以10A的电流,进行反复的充放电,一直到充电或放电的截止电压。如果其最大放电倍率是10C@10s,最大充电倍率5C@10s,那么该电池可以以100A的电流进行持续10秒的放电,以50A的电流进行持续10秒的充电。
充放电倍率对应的电流值乘以工作电压,就可以得出锂离子电池的连续功率和峰值功率指标。充放电倍率指标定义的越详细,对于使用时的指导意义越大。尤其是作为电动交通工具动力源的锂离子电池,需要规定不同温度条件下的连续和脉冲倍率指标,以确保锂离子电池使用在合理的范围之内。
4.电压
锂离子电池的电压,有开路电压、工作电压、充电截止电压、放电截止电压等一些参数,本文不再分开一一论述,而是集中做个解释。
开路电压,顾名思义,就是电池外部不接任何负载或电源,测量电池正负极之间的电位差,此即为电池的开路电压。
工作电压,就是电池外接负载或电源,处在工作状态,有电流流过时,测量所得的正负极之间的电位差。一般来说,由于电池内阻的存在,放电状态时的工作电压低于开路电压,充电时的工作电压高于开路电压。
充/放电截止电压,是指电池允许达到的最高和最低工作电压。超过了这一限值,会对电池产生一些不可逆的损害,导致电池性能的降低,严重时甚至造成起火、爆炸等安全事故。
电池的开路电压和工作电压,与电池的容量存在一定的对应关系。
5.寿命
锂离子电池的寿命会随着使用和存储而逐步衰减,并且会有较为明显的表现。仍然以智能手机为例,使用过一段时间的手机,可以很明显的感觉到手机电池“不耐用”了,刚开始可能一天只充一次,后面可能需要一天充电两次,这就是电池寿命不断衰减的体现。
锂离子电池的寿命分为循环寿命和日历寿命两个参数。循环寿命一般以次数为单位,表征电池可以循环充放电的次数。当然这里也是有条件的,一般是在理想的温湿度下,以额定的充放电电流进行深度的充放电(100%DOD或者80%DOD),计算电池容量衰减到额定容量的80%时,所经历的循环次数。
日历寿命的定义则比较复杂,电池不可能一直在充放电,有存储和搁置,也不可能一直处于理想环境条件,会经历各种温湿度条件,充放电的倍率也是时刻在变化的,所以实际的使用寿命就需要模拟和测试。简单的说,日历寿命就是电池在使用环境条件下,经过特定的使用工况,达到寿命终止条件(比如容量衰减到80%)的时间跨度。日历寿命与具体的使用要求是紧密结合的,通常需要规定具体的使用工况,环境条件,存储间隔等。
日历寿命比循环寿命更具有实际意义,但由于日历寿命的测算非常复杂,而且耗时太长,所以一般电池厂家只给出循环寿命的数据。如需要获得日历寿命的数据,通常要额外付费,且要等待很长时间。
6.内阻
锂离子电池的内阻是指电池在工作时,电流流过电池内部所受到的阻力,它包括欧姆内阻和极化内阻,极化内阻又包括电化学极化内阻和浓差极化内阻。
欧姆内阻由电极材料、电解质、隔膜电阻及各部分零件的接触电阻组成。极化内阻是指电化学反应时由极化引起的电阻,包括电化学极极化和浓差极化引起的电阻。
内阻的单位一般是毫欧姆(mΩ),内阻大的电池,在充放电的时候,内部功耗大,发热严重,会造成锂离子电池的加速老化和寿命衰减,同时也会限制大倍率的充放电应用。所以,内阻做的越小,锂离子电池的寿命和倍率性能就会越好。
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