锂离子电池的专业术语解释
2023-08-25 [ 2409]

  一. 电池电压(V)

  1. 开路电压(OCV)

  锂电池没有连接外电路或者负载时的电压, 一般用万用表就可以测试出来。

  2.工作电压(WV)

  电池在外加负载的情况下,即电路中有电流流过电池时电池正负极之间的电势差。电池在工作时, 就会有电流流过电池内部, 因为电池本身的内阻和负载电阻,所以电池工作电压总是低于开路电压。

  3. 放电截止电压(DCV) :

  指电池在有电能的情况下, 放完电时达到的设定的电压,一般设定的电压均在3.0V或者3.0V以上,过放电会对电池产生不可逆转的影响。

  4. 充电限制电压(LCV):现在的充电制度一般为CC(恒流充电)+CV(恒压充电),就是充电过程中由恒流变为恒压充电的电压。

  二.电池容量(Ah或者mAh)

  1.定义

  电池容量是指在一定条件下(放电率、温度、终止电压等)电池放出的电量,它是电池电性能的重要指标之一。

  2.容量

  用C表示, 单位为Ah(安时) 或mAh(毫安时)。

  3.计算公式

  C=It,电池容量(Ah) =电流(A) x放电时间(h) 。

  4.分类

  电池的容量可以分为额定容量、理论容量、 实际容量。

  1)额定容量

  即电池包装上注明的容量, 是按国家或有关部门颁布的标准, 在标准的条件下,放出的最低的容量。

  2)理论容量

  设计时根据活性物质的质量通过按法拉第定律计算而得的理论值。

  3)实际容量

  根据电池所在的实际情况,在一定的充放电制度下所放出来的电池容量。它与电池本身所在的情况,比如SOC,SOH等相关,同时还与充放电制度相关。

  三.电池内阻(mΩ)

  1.定义

  电池的内阻是指电池流过电流时所受到的阻力。电池内阻大小主要受到电池的材料、 生产工艺、 电池结构等因素的影响。

  2.分类

  它包括欧姆内阻和极化内阻。

  欧姆内阻:取决于电极材料、 电解液、 隔膜电阻,材料之间的接触电阻,以及与外壳的接触电阻组成。电池放电时,欧姆电阻遵守欧姆定律。

  极化内阻:它主要是电池流过电流时产生的电化学极化和浓差极化引起的电阻。极化电阻随电流密度增加而增大, 但不是线性关系, 常随电流密度的对数增大而线性增大。

  电池的内阻不是常数, 在放电过程中随时间不断变化, 因为活性物质的组成、 电解液浓度和温度都在不断地改变。

  四.充电循环寿命( Cycle life )

  1.定义

  二次电池经历一次充放电称为一个周期或一次循环, 电池在反复充放电后, 容量会逐渐下降。一般锂电池都会规定在标准的情况下充放电,当电池容量降至80%时,电池所经受的循环次数就是循环寿命。

  2.影响因素

  主要有不正确使用电池,电池本身的电池材料, 电解质的组成和浓度,充放电倍率,放电深度(DOD%),温度, 生产工艺等都对电池的循环寿命有影响。

  五.电池能量(Wh)

  1.定义

  指电池储存的能量多少, 一般用Wh或者KWh来表示.

  2.计算公式

  能量(Wh) =额定电压(V) ×工作电流(A) ×工作时间(h)。

  六. 能量密度(Wh/Kg)

  1.定义

  是单位质量或单位体积的电池所放出的能量,即体积比能量或质量比能量指单位体积或质量所释放的能量, 通常用体积能量密度(Wh/L) 或表示。

  2.计算公式

  体积能量密度(Wh/L)=电池容量(Ah)×平均放电平台(V)/电池体积(L)

  质量能量密度(Wh/kg)=电池容量(Ah)×平均放电平台(V)/电池重量(Kg)

  七.电池放电平台

  是指在一定的充放电制度下,放电曲线中电压基本保持水平的部分的电压。

  一般电池的放电平台越高、 越长、 越平稳, 电池的放电性能越好。行业标准要求1C放电平台为70%以上。

  八.自放电率(%/月 )

  1.定义

  电池在储存过程中,因为电池材料的杂质以及生产工艺带入的杂质,电池内部的一些副反应等导致电池在放置的过程中,容量会逐渐下降, 其减少的容量与电池容量的比例, 称为自放电率。

  2.原因

  电极在电解液中的不稳定性,电池内部的杂质导致的副反应等使得活性物质被消耗, 转为电能的化学能减少, 电池容量下降。

  3.影响因素

  环境温度对其影响较大, 过高温度会加速电池的自放电。

  4. 表示

  电池容量衰减(自放电率) 的表达方法和单位为:%/月或者%/年 。

  九.电池的充、 放电深度(SOC 、DOD)

  充电深度:充电量与标称容量的比值,一般用SOC来表示。

  放电深度:放电深度是放电量与标称容量的比值。一般用DOD表示。

  比如容量为20Ah的电池放电后容量变为4Ah, 可以称为80%DOD。假如电池充电后容量为10Ah, 则可以用充电深度为50%SOC。

  十.充,放电倍率(A)

  1.定义

  放电倍率:指在规定时间内放出其额定容量(C) 时所需要的电流值, 它在数值上等于电池额定容量的倍数。比如:以2C放电倍率放电,则电池的放电电流为:2*电池的容量(单位为A)。

  充电倍率:就是充电的速度,它的数值也等于电池额定容量的倍速。

  2.放电倍率分类

  低倍率(<0.5C) 、 中倍率(0.5-3.5C) 、 高倍率(3.5-7.0C) 、 超高倍率(>7.0C) 。

  十一. 过放电(Over discharge)

  电池在放电过程中, 超过电池规定的放电终止电压值, 还继续放电,就可能会造成电池内压升高,正、负极活性物质的可逆性遭到损坏, 使电池的容量产生明显减少。

  十二.过充电(Over charge)

  电池在充电时, 在达到充满状态后, 若还继续充电, 可能导致电池内压升高、 电池变形、 漏夜等情况发生,电池的性能也会显著降低和损坏,甚至还会出现危险爆炸。

  十三.负载能力

  当电池的正负极两端连接在用电器上时, 带动用电器工作时的输出功率, 即为电池的负载能力。

  十四.电池内压

  电池的内压是由于充放电过程中产生的气体所形成的压力。主要受电池材料制造工艺,结构等使用过程因素影响。

  十五.电池化成

  电池组装注液后, 通过一定的充放电方式将其内部正负极活性物质激活, 改善电池的充放电性能及自放电、 贮存等综合性能的过程称为化成。电池经过化成后才能体现其真实的性能。同时化成过程中的分选过程能够提高电池组的一致性, 使最终电池组的性能提高。

  十六.电池分容

  电池在生产过程中, 因工艺和材料本身的原因使得电池的实际容量不可能完全一致, 通过一定的充放电制度检测,并将电池按容量分类的过程称为分容。

  十七.电池组的一致

  由多个单体电芯串连、 并联在一起就组成了电池组。电池组的整体性能和寿命取决于其中性能较差的一个电芯, 这就要求电池组中每个电芯性能的一致性要高。

  比如同批,相同型号的电池通过电压,内阻,容量,甚至充放电曲线的一致性来进行筛选,从而改善电池组的一致性。

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