爱克斯达 发表于 2020-4-8 15:06

[干货分享]锂电池常用参数、名词知多少?

能量密度、放电倍率、荷电状态,电池内阻……
这一连串的锂电参数、专有名词,对于很多资深桐友来说可能一目了然,但对电池知识了解不多的朋友来说,却是一脸懵逼。
当我们使用电池时,那些比较常见的参数、名词,到底是什么意思,怎么才能轻松理解呢,在这里来和大家交流分享一下!
一.能量密度(Wh/L&Wh/kg)
电池能量密度,是单位体积或单位质量电池释放的能量,如果是单位体积,即体积能量密度(Wh/L),很多地方直接简称为能量密度;如果是单位质量,就是质量能量密度(Wh/kg),很多地方也叫比能量。

例如,参考能量密度公式,一节锂电池重300g,额定电压为3.7V,容量为10Ah,则其比能量为123Wh/kg。

体积能量密度(Wh/L)=电池容量(mAh)×3.6(V)/(厚度(cm)*宽度(cm)*长度(cm))

质量能量密度(Wh/KG)=电池容量(mAh)×3.6(V)/电池重量
二.电池充放电倍率(C)
电池充放电倍率是指在规定时间内充进/放出其额定容量(Q)时所需要的电流值,它在数值上等于电池额定容量的倍数。电池放电倍率的单位一般为C(C-rate的简写),如0.5C,1C,5C等。

电池的充放电倍率,决定了我们可以以多快的速度,将一定的能量存储到电池里面,或者以多快的速度,将电池里面的能量释放出来。
以XTAR 18650 2600mAh的电池为例:
以25A放电,其放电倍率约为9.6C,反过来讲9.6C放电,放电电流为25A,0.1h放电完毕;
以2.1A充电,其充电倍率约为0.8C,反过来讲0.8C充电,充电电流为2.1A,1.25h充电完毕。(注:因锂电池采取恒流恒压充电方式,故其实际充满电的时间要比1.25h长)
充放电倍率=充放电电流(A)/额定容量(Ah)
三.荷电状态(%)
SOC,全称是StateofCharge,荷电状态,也叫剩余电量,代表的是电池放电后剩余容量与其完全充电状态容量的比值。

其取值范围为0~1,当SOC=0时表示电池放电完全,当SOC=1时表示电池完全充满。
目前SOC估算主要有开路电压法、安时计量法、人工神经网络法、卡尔曼滤波法等。
四.电池内阻(mΩ)
电池内阻是指电池在工作时,电流流过电池内部受到的阻力。由于电阻的存在,电池的实际容量会降低。
随着电池放电时间增加,电池内阻会逐渐增大。内阻大的电池,在充放电的时候,会产生大量热量,引起电池温度升高,导致电池放电工作电压降低,放电时间缩短,对电池性能、寿命等造成严重影响。因影响电池内阻大小的因素较多,电池内阻大小的精确计算相当复杂,故在电池使用过程中电池内阻是不断变化的。
五.电池自放电
电池自放电,指在开路静置过程中电压下降的现象,又称电池的荷电保持能。一般而言,电池自放电主要受制造工艺、材料、储存条件的影响。


自放电按照容量损失后是否可逆划分为两种:容量损失可逆,指经过再次充电过程容量可以恢复;容量损失不可逆,表示容量不能恢复。
目前对电池自放电原因研究理论比较多,总结起来分为物理原因(存储环境,制造工艺,材料等)以及化学原因(电极在电解液中的不稳定性,内部发生化学反应,活性物质被消耗等),电池自放电将直接降低电池的容量和储存性能。
六.电池的寿命
电池寿命分为循环寿命和日历寿命两个参数。循环寿命指的是电池可以循环充放电的次数。即在理想的温湿度下,以额定的充放电电流进行充放电,计算电池容量衰减到80%时所经历的循环次数。

日历寿命是指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(容量衰减到80%)的时间跨度。日历寿命与具体的使用要求紧密结合的,通常需要规定具体的使用工况,环境条件,存储间隔等。
循环寿命是一个理论上的参数,而日历寿命更具有实际意义。但日历寿命的测算复杂,耗时长,所以一般电池厂家只给出循环寿命的数据。
七.电池组的一致性
单体电池在制造出来后,由于工艺的问题,导致内部结构和材质不完全一致,本身存在一定性能差异。
因此,即使是同一规格型号的电池单体,在成组后,电池组在电压、容量、内阻、寿命等性能有很大的差别,在电动汽车上使用时,性能指标往往达不到单体电池的原有水平。
电池初始的不一致随着电池在使用过程中连续的充放电循环而累计,再加上电池组内的使用环境对于各单体电池也不尽相同,导致各单体电池状态产生更大的差异,在使用过程中逐步放大,从而在某些情况下使某些单体电池性能加速衰减,并最终引发电池组过早失效。

当然,锂电池的相关参数系数词肯定不止上面这些了,欢迎各位的补充。



haoreny 发表于 2020-9-17 16:54

6588地感觉
页: [1]
查看完整版本: [干货分享]锂电池常用参数、名词知多少?