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深圳鋰電池PACK廠家用通俗語言來解讀動力電池的結構和概念,通過這種方式讓大家理解動力電池的關鍵的知識點。
1)電池的電壓(V)
①開路電壓:開路電壓是在電池沒有連接任何外載設備時其本身的電壓,通過將測量工具連接電池的正負極讀取數值,一般情況下鋰電池的開路電壓與剩余電量是有直接關系,電量顯示一般都是通過讀取開路電壓來設定剩余電池電量,但是開路電壓在其他如,鎳氫電池,鉛酸電池時,剩余的電量根據電壓是沒有辦法判斷的,但任然可作為參考。
②工作電壓:工作電壓又叫負載電壓,是在電池工作狀態下電池正負極之間的電勢查,由于電流流動會通過電池主體時需要克服電池的內部阻力(內阻),所以工作電壓會比開路電壓低。測量電池內阻可以通過這個方法反向測量。
③放電截止電壓:放電截止電壓是指電池可達到的最低電壓值,因工藝不同,不同型號的電池會有一定的差別,所以放電截止電壓一般由電池生產廠家規定,通常情況下,電池不可以將電壓放電至規定的電壓以下,如果超過臨界值,就會對電池造成不可逆轉的損傷。
④充電限制電壓:充電截止電壓一般也由生產廠家規定,不同類型的電池,甚至同類電池不同型號的電池都存在一定的差異,,如果超過即為過充,過充也會對電池造成損傷。
圖一,不同類型電池的電壓標識
2)電池的容量(mAh)以及倍率(C)
①定義:它由電極的活性物質決定,一般是指電池可儲存的電量的單位。
②單位:倍率用C表示,容量單位用Ah(安時)或mAh(毫安時)表示。
③容量計算公式:即容量(Ah)=持續的充電或者放電電流(A)x充電或者放電時間(h)。
④舉例說明:容量為10安時的電池,以5安培放電可放2小時,以10安培放電可放1小時。
⑤影響因素:電池容量由以下幾個因素決定:活性物質的數量、質量,活性物質的利用率。但是,同時也受環境溫度,濕度,抗阻的影響。
⑥額定容量:在特定條件下電池可具備的最大存儲電量。
⑦可用容量:在常規條件下電池可實際放出的電量。
⑧理論容量:通過活性物質的總量計算,電池可釋放出電量的理論值。
3)電池的能量(Wh)瓦時
①定義:可使用容量來轉換,指定條件下電池可釋放出的能量值。
②公式:能量(Wh)=額定電壓(V)×工作電流(A)×工作時間(h)。
③舉例:3.2V15Ah單體電芯的能量為48Wh,3.2V100Ah電池組的能量為320Wh。
電池能量是衡量電池帶動設備做功的重要指標,容量不能決定做功的多少。
4)電池的能量密度(Wh/kg)
①定義:通常用體積能量密度(Wh/L)或質量能量密度(Wh/kg)表示,指單位體積或單位質量所釋放的能量。
②舉例:如一節鋰電池重325g,額定電壓為3.7V,容量為10Ah,則其能量密度為113Wh/kg,下表為理論值,在實際應用情況中需要考慮電池結構中的殼體、零件等各方面因素。
目前鋰電池的能量密度是鎳鎘和鎳氫電池的3和1.5倍,能量密度的高低是由材料密度與結構決定的。
5)電池的功率及功率密度
①功率是指在一定的放電制度下,單位時間內電池輸出的能量,單位為W或kW。
②功率密度又稱比功率,是單位質量或單位體積電池輸出的功率,單位為W/kg或W/L。比功率是評價電池及電池包是否滿足電動汽車加速和爬坡能力的重要指標。
6)電池的放電倍率(C)
①定義:電池的放電倍率是指在指定時間內電池最大所能放出的電量。(C)是所需要的電流值,它在數值上等于電池額定容量的倍數。
②舉例:以10Ah電池舉例,以2A放電,則放電倍率為0.2C,以20A放電,則放電倍率為2C。
7)電池的充電方式
①CC/CV:CC即恒流,以固定的電流對電池充電;CV即恒壓,以固定的電壓對電池充電,充電電流會隨著電池充滿逐漸下降。
②涓流充電:指以小于0.1C電流對電池充電,一般在電池接近充滿電時,迚行補充充電時采用,若電池對充電時間沒有嚴格要求的話,建議采用涓流充電方式充電。
③浮充電:隨時對蓄電池用恒壓充電,使其保持一定的荷電狀態。
④△V:電池充電過程中的一種現象,鎳電的充電器目前都可以通過這種方式判斷電池的滿電狀態。
8)電池的充、放電深度(SOC DOD):電池保有容量數值的表示方法。
①荷電狀態state-of-charge(SOC):電池放電后剩余容量與全荷電容量的百分比。
②放電深度depth ofdischarge(DOD):表示蓄電池放電狀態的參數,等于實際放電容量與額定容量的百分比。
③深度放電deep discharge:表示蓄電50%或更大的容量被釋放的程度。
④舉例:充、放電深度以百分比率來表示,如:容量為10Ah的電池放電后容量變為2Ah,可以稱為80%DOD;容量為10Ah的電池,充電后容量為8Ah,80%SOC。形容滿充滿放,通常稱為100%DOD。
9、電池的內阻(mΩ)
①定義: 電池的內阻是指電池在工作時,電流流過電池內部受到的阻力。內阻大小主要受電池的材料、制造工藝、電池結構已經環境等因素的影響。
②分類:電池內阻包括歐姆內阻和極化內阻,歐姆內阻是由電極材料、電解液、隔膜電阻及各部分零件的接觸電阻組成,極化內阻包括電化學極化與濃差極化引起的電阻。
③影響因素:電池內阻是一個非常復雜而又非常重要的特性,影響內阻的因素有材料、結構已經環境溫度等。
④產生結果:由于內阻的存在,當電池放電時,電流經過內阻要產生熱量,消耗能量,電流越大,消耗能量越多,所以內阻越小,電池的性能越好,不僅電池的實際工作電壓高,消耗在內阻上的能量也少。
10、電池的自放電率(%/月)
①定義: 電池在存放時,容量會自動流失,其減少的容量與電池容量的比例,稱為自放電率。
②原因:由于電極在電解液中的不穩定性,電池的兩個電極發生了化學反應,活性物質被消耗,轉為電能的化學能減少,電池容量下降。
③影響因素:環境溫度對其影響較大,過高溫度會加速電池的自放電。在低溫的狀態下,電池的可存放的時間也會相對延長。
④表示:電池容量衰減(自放電率)的表達方法和單位為:%/月。
⑤產生結果:電池自放電將直接降低電池的容量,自放電率直接影響電池的儲存性能,自放電率越低,貯存性能越好。
11)電池的循環使用壽命(次)
①定義:二次電池經歷一次充放電稱為一個周期或一次循環,電池在反復充放電后,容量會逐漸下降,在一定的放電條件下,電池容量降至80%時,電池所經受的循環次數就是循環壽命。
②影響因素:不正確使用電池,電池材料,電解質的組成和濃度,充放電倍率,放電深度(DOD%),溫度,制作工藝等都對電池的循環壽命有影響。
12)電池的記憶效應
①定義:電池的記憶效應是指未完全放電的電池,在下一次充電時所能充電的百分比。
②原因:電池內物質產生結晶,如鎳鎘電池中,Cd不斷聚集成團形成大塊金屬鎘,降低了負極的活性。
③避免:為了消除電池的記憶效應,在充電之前,必須先完全放電,然后再充電。
電池的記憶效應在鎳隔以及鉛酸電池上比較明顯,鎳氫電池相對不明顯,鋰離子電池無記憶效應。
13)電池的放電平臺
指放電曲線中電壓基本保持水平的部分。放電平臺越高、越長、越平穩,電池的放電性能越好。
14)電池組的一致性
由多個單體電芯串連、并聯在一起就組成了電池組。電池組的整體性能和壽命取決于其中性能較差的一個電芯,這就要求電池組中每個電芯性能的一致性要高。除了單體電芯本身性能的誤差和原材料質量的好壞,最主要原因是制造工藝,工藝的改進對提高電池的質量非常重要。
15)化成
電池制成后,通過一定的充放電方式將其內部正負極活性物質激活,改善電池的充放電性能及自放電、貯存等綜合性能的過程稱為化成。電池經過化成后才能體現其真實的性能。同時化成過程中的分選過程能夠提高電池組的一致性,使最終電池組的性能提高。
總結:以上就是電池常見的術語以及解釋。深圳市瑞鼎電子有限公司是一家專業的動力電池PACK廠家。擁有15年的經驗積累和雄厚的電池PACK制作生產經驗。為全球范圍內數百家企業提供了數千次的電池電源解決方案,在交通物流,航空航天,戶外勘探,衛星導航,5G通訊,醫療等領域都有成功案例。為客戶提供快速樣品制成,智能化控制板開發,電池結構開發等服務,快速為客戶解決產品研發定制,加工生產服務。
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