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鋰電池內(nèi)阻、容量和功率三大參數(shù)介紹

來源:存能電氣  日期:2019-08-14 09:41  瀏覽量:

  鋰電池內(nèi)阻、容量和功率三大參數(shù)介紹。相同材料的鋰電池容量越大內(nèi)阻越小,添加不同材料相同的容量?jī)?nèi)阻也有不一樣的。電池容量的高低是決定鋰電池質(zhì)量的主要內(nèi)容。鋰電池內(nèi)阻主要包括兩個(gè)部分,歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻。鋰電池容量就是指它的容納的電量,單位通常是“安時(shí)”、”毫安時(shí)“。

  鋰電池內(nèi)阻、容量和功率三大參數(shù)介紹

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  1.鋰電池內(nèi)阻

  鋰電池內(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電池的內(nèi)阻。其主要的部分包括導(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)增加的對(duì)鋰離子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的阻礙;這三部分共同構(gòu)成了內(nèi)阻的主體。

  內(nèi)阻對(duì)溫度最為敏感,不同溫度下,內(nèi)阻值可以發(fā)生很大變化。低溫下電池性能下降,其重要的原因之一就是低溫下電池內(nèi)阻過大造成的。鋰電池作為一個(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。

  歐姆內(nèi)阻

  歐姆內(nèi)阻主要分為三個(gè)部分,一是離子阻抗,二是電子阻抗,三是接觸阻抗。我們希望鋰電池的內(nèi)阻越小越小,那么就需要針對(duì)此三項(xiàng)內(nèi)容采取具體措施來降低歐姆內(nèi)阻。

  離子阻抗

  鋰電池離子阻抗是指鋰離子在電池內(nèi)部傳遞所受到的阻力。在鋰電池中鋰離子遷移速度和電子傳導(dǎo)速度起著同樣重要的作用,離子阻抗主要受正負(fù)極材料、隔膜以及電解液的影響。

  2.容量

  鋰電池容量,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。在搭載到車輛上之前,單體的容量可以用充放電的方式去測(cè)量。一旦上車以后,電池容量只能依靠算法估計(jì)。在電池管理系統(tǒng)BMS中,準(zhǔn)確估計(jì)電池荷電狀態(tài)SOC是其設(shè)計(jì)水平的重要指征。

  單體的容量明顯的受到老化程度的影響,大家都知道,容量衰減到一個(gè)極限值就是電池淘汰的時(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,能夠提供的離子變少,容量必然跟著下降。

  鋰電池容量測(cè)試方法

  鋰電池容量測(cè)試是以滿電電壓和設(shè)定的終止電壓為參數(shù)的,因?yàn)殇囯姵氐淖畹头烹婋妷菏?.75V,所以,小于3V的電壓已經(jīng)對(duì)鋰電池測(cè)試沒有意義;固定電流放電一般用多少C表示,鋰電池一般用0.5C放電進(jìn)行測(cè)試。

  ●把電池充滿電,單只鋰電池充充滿電后的電壓是4.2V;

  ●用萬用表使鋰電池恒流0.5C,相對(duì)于電池容量而言放電,終止電壓設(shè)定為3v;

  ●用恒流放電的時(shí)間乘以放電電流就是電池容量了;檢驗(yàn):如果恒流放電不能達(dá)到兩個(gè)小時(shí),那么標(biāo)稱電壓就是不夠的,鋰電池就有假冒偽劣的可能性。

  3.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。功率型鋰電池即動(dòng)力鋰電池,主要特性是支持大倍率的充放電,會(huì)高達(dá)10C以上,主要考量的參數(shù)是比功能(W/kg)。

  鋰電池是否能進(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。同樣是磷酸鐵鋰材質(zhì)或者三元材質(zhì),采用工藝手段、改變電極厚度或者加入添加劑、調(diào)整活性物質(zhì)結(jié)構(gòu),電解質(zhì)性質(zhì),電極SEI膜性質(zhì),都可以起到調(diào)整電池功率性能的目的。一般的,功率性能與能量密度往往無法共存,同一種材料,追求高功率,則會(huì)部分的犧牲掉能量密度。

  總結(jié):隨著鋰電池的使用,電池性能不斷衰減,主要表現(xiàn)為容量衰減、內(nèi)阻增加、功率下降等,電池內(nèi)阻的變化受溫度、放電深度等多種使用條件的影響。

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