鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1074次 | 2020年09月18日
構(gòu)成鋰離子電池參數(shù)的指標(biāo)有什么?
1、鋰離子電池單體
鋰離子電池單體由正負(fù)、電極、電解液和隔膜組成,是組成電池模塊和電池組的基本結(jié)構(gòu)單元。電池作為一種電化學(xué)電源天然的具有電壓、內(nèi)阻、容量、能量、功率等特性參數(shù)。
2、電壓
單體電壓重要的取決于單體正負(fù)極材料的類型,一般的鈷酸鋰、三元正極配合石墨負(fù)極可以獲得4.2V左右的滿充電壓,而磷酸鐵鋰離子電池最高只能達(dá)到3.6V。這里的電壓,準(zhǔn)確的說應(yīng)該是電勢(shì)取決于材料屬性,電勢(shì)數(shù)值上等于靜置足夠長(zhǎng)時(shí)間以后的電池開路電壓。而閉合回路中的單體端電壓,是我們用外部?jī)x器檢測(cè)到的電壓值,其數(shù)值等于電池電勢(shì)減去電池內(nèi)阻占?jí)骸6姵貎?nèi)阻并非恒定不變,會(huì)受到多種因素的影響而發(fā)生變化。
單體電壓越高,同樣容量的鋰離子電池含有的能量就越多,因此,在確保安全前提下,提高單體電壓上限值,是提高系統(tǒng)能量密度的一條技術(shù)路線。
3、內(nèi)阻
鋰離子電池內(nèi)部,鋰離子從一極運(yùn)動(dòng)到另一極,過程中阻礙離子運(yùn)動(dòng)的因素共同的組成了鋰離子電池的內(nèi)阻。其重要的部分包括導(dǎo)電件的物理內(nèi)阻;電機(jī)材料、隔膜和電解質(zhì)等電化學(xué)物質(zhì)固有的阻抗;電池內(nèi)部通過存在電流時(shí)臨時(shí)新增的對(duì)鋰離子運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)的阻礙;這三部分共同構(gòu)成了內(nèi)阻的主體。
鋰離子電池作為一個(gè)電源,從外部看,內(nèi)阻肯定是越小越好。尤其在功率應(yīng)用情形下,小內(nèi)阻是必要的條件。
4、容量
鋰離子電池容量,可度量的容量,是在電池合理的最高最低電壓范圍內(nèi),可以充入和放出的最大電量。單體的容量明顯的受到老化程度的影響,大家都了解,容量衰減到一個(gè)極限值就是鋰離子電池淘汰的時(shí)候,可見二者具有絕對(duì)的相關(guān)性。其次,容量還收到溫度的影響,低溫下,活性物質(zhì)活性下降,能夠供應(yīng)的離子變少,容量必然跟著下降。
5、功率
這里的功率,準(zhǔn)確的說應(yīng)該是比功率,是一只單體的充放電功率能力或者說單位質(zhì)量或者單位體積電芯的充放電功率能力。鋰離子電池是否能進(jìn)行大功率充放電,這在它被設(shè)計(jì)完成的時(shí)候就已經(jīng)決定了。電芯一旦被生產(chǎn)出來,其合理的最大充放電電流就已經(jīng)確定了,除了調(diào)整電池散熱條件,能夠小范圍改變其最大充放功率以外,幾乎沒有進(jìn)一步調(diào)整的空間。
除了比功率,還有幾個(gè)折合到單位質(zhì)量或者體積上,更能看出鋰離子電池水平的參數(shù)。
6、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?;诋?dāng)前的鋰離子電池技術(shù),能夠達(dá)到的能量密度水平大約在100~200Wh/kg,這一數(shù)值還是比較低的,在許多場(chǎng)合都成為鋰離子電池應(yīng)用的瓶頸。
7、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)。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,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)。
8、充放電倍率
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持續(xù)功率和峰值功率指標(biāo)。充放電倍率指標(biāo)含義的越詳細(xì),關(guān)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,要規(guī)定不同溫度條件下的持續(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)。