電池依據(jù)其正極資料、負(fù)極資料、電解液等角度可分為多品種型，鋰離子電池是怎么從眾多電池中脫穎而出成為當(dāng)前電池界首選？這要從電池的各種功能目標(biāo)說(shuō)起。

1、電壓(V)

電池的電壓，分為端電壓、作業(yè)電壓、開(kāi)路電壓、額外電壓、充電停止電壓和放電停止電壓等一些參數(shù)。電池正極和負(fù)極之間的電位差即為端電壓，電池外部不接任何負(fù)載或電源時(shí)的端電壓便是開(kāi)路電壓就，而電池外接負(fù)載或電源，處在作業(yè)狀況，有電流流過(guò)時(shí)，丈量所得端電壓叫做作業(yè)電壓。電池充電狀況時(shí)的電壓極限值便是充電停止電壓，放電狀況時(shí)的電壓極限值是放電停止電壓，也便是指電池所允許到達(dá)的最高和最低電壓。因?yàn)殡姵貎?nèi)阻的存在，放電狀況時(shí)的作業(yè)電壓低于開(kāi)路電壓，充電時(shí)的作業(yè)電壓高于開(kāi)路電壓。若電池端電壓超過(guò)此極限電壓，則會(huì)導(dǎo)致電池功能下降、對(duì)電池發(fā)生不可逆的危害，嚴(yán)重時(shí)乃至?xí)?gòu)成起火爆炸等事端。

電池的電壓只與電極活性物質(zhì)的品種有關(guān)，而與活性物質(zhì)的數(shù)量無(wú)關(guān)。電池電壓本質(zhì)上是直流電壓，但在某些特殊條件下，電極反應(yīng)所引起的金屬晶體或某些成相膜的相變會(huì)構(gòu)成電壓的微小波動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為噪聲。波動(dòng)的起伏很小但頻率規(guī)模很寬，故可與電路中自激噪聲相區(qū)別。

電池的開(kāi)路電壓和作業(yè)電壓，與電池的容量存在必定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

過(guò)針刺 低溫防爆18650 2200mah

符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)

充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

點(diǎn)擊詳情

鈷酸鋰鋰離子電池的作業(yè)電壓為3.6V，錳酸鋰鋰離子電池的作業(yè)電壓為3.7V，磷酸鐵鋰鋰離子電池的作業(yè)電壓為3.2V，而鎳氫、鎳鎘電池的作業(yè)電壓僅為1.2V。

2、電池容量(Ah)

容量是指電池在規(guī)劃規(guī)則放電條件下(如溫度、放電率、停止電壓等)所釋放出的電荷量Q=It，即電池容量是放電電流(A)與放電時(shí)刻(h)的乘積，單位為A?h(安培?小時(shí))或mA?h(毫安?小時(shí))。容量又可以分為理論容量、標(biāo)稱容量與額外容量。額外容量是指滿充的電池在實(shí)驗(yàn)室條件下(比較抱負(fù)的溫濕度環(huán)境)，以某一特定的放電倍率(C-rate)放電到截止電壓時(shí)，所可以供給的總的電量，可依據(jù)電池反應(yīng)式中電極活性物質(zhì)的用量和按法拉第定律計(jì)算的活性物質(zhì)的電化學(xué)當(dāng)量精確求出。但因?yàn)殡姵刂谢蛟S發(fā)生的副反應(yīng)以及規(guī)劃時(shí)的特殊需求，實(shí)踐容量一般都不等于額外容量。它與溫度、濕度、充放電倍率等條件的改變直接相關(guān)，一般情況下，實(shí)踐容量比額外容量偏小一些，有時(shí)乃至比額外容量小許多。

容量受放電率的影響較大,所以常在字母C的右下角以阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)明放電率,如C20=50，標(biāo)明在20時(shí)率下的容量為50安˙小時(shí)。

3、電池能量和能量密度：越高越好

無(wú)人船智能鋰電池

IP67防水，充放電分口 安全可靠

標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備

點(diǎn)擊詳情

電池的能量是指在必定放電準(zhǔn)則下，電池所能輸出的電能，能量(Wh)=電壓(V)×電池容量(Ah)。能量密度是指單位質(zhì)量或單位體積的電池可以存儲(chǔ)和釋放的電量，相應(yīng)的也被稱為質(zhì)量比能量或體積比能量。這兒的電量，是上面提到的容量(Ah)與作業(yè)電壓(V)的積分。假如是單位體積，即體積能量密度(Wh/L)，許多當(dāng)?shù)刂苯雍?jiǎn)稱為能量密度，假如是單位質(zhì)量，便是質(zhì)量能量密度(Wh/kg)，許多當(dāng)?shù)匾步斜饶芰?。其中能量密度這個(gè)目標(biāo)比容量更具有指導(dǎo)性意義。以特斯拉為例，其比能量為(Wh/L)，能量密度為(Wh/kg)。

鋰離子電池正極資料的理論比能量可達(dá)200以上，實(shí)踐運(yùn)用中因?yàn)椴豢赡嫒萘縼G失，比能量一般低于這個(gè)數(shù)值，但也可達(dá)140，該數(shù)值仍為鎳鎘電池的3倍，鎳氫電池的1.5倍。

電動(dòng)汽車領(lǐng)域，在體積和重量都遭到嚴(yán)厲約束的情況下，電池的能量影響電動(dòng)汽車的行進(jìn)距離，電池的能量密度決議了電動(dòng)汽車的單次最大行進(jìn)路程，電池的質(zhì)量比能量影響電動(dòng)汽車的整車質(zhì)量和續(xù)駛路程，而體積比能量影響到電池的布置空間。假如要使得電動(dòng)汽車的單次行進(jìn)路程到達(dá)500公里(與傳統(tǒng)燃油車相當(dāng))，電池單體的能量密度必須到達(dá)300Wh/kg以上。

依據(jù)16年發(fā)布的“節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖”，咱們可以大約對(duì)動(dòng)力電池發(fā)展趨勢(shì)有一個(gè)概念，下圖所示，到2020年，純電動(dòng)汽車電池單體比能量要到達(dá)350Wh/kg。

4、電池功率與功率密度：越高越好

功率是指在必定的放電準(zhǔn)則下，單位時(shí)刻內(nèi)電池輸出的能量，單位為W或kW。

功率密度又稱比功率，是單位質(zhì)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(píng)價(jià)電池是否滿意電動(dòng)汽車加快和爬坡才能的重要目標(biāo)。

比能量和比功率的概念需重點(diǎn)區(qū)別。比能量高的動(dòng)力電池耐力好，可以長(zhǎng)時(shí)刻作業(yè)，確保汽車?yán)m(xù)航路程長(zhǎng);比功率高的動(dòng)力電池速度快，可以供給很高的瞬間電流，確保汽車加快功能好;

5、輸出功率

電池實(shí)踐上是一個(gè)能量存儲(chǔ)器，充電時(shí)把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能貯存起來(lái)，放電時(shí)再把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茚尫懦鰜?lái)，供用電裝置運(yùn)用。電池的輸出功率一般用容量功率和能量功率來(lái)表明。電池的容量功率指電池放電時(shí)輸出的容量與充電時(shí)輸入的容量之比，電池的能量功率指電池放電時(shí)輸出的能量與充電時(shí)輸入的能量之比。一般，電池的能量功率為55——75%，容量功率為65——90%。對(duì)電動(dòng)汽車而言，能量功率是比容量功率更重要的一個(gè)評(píng)價(jià)目標(biāo)。

6、充放電速率

電池的放電速率是以經(jīng)某一固定電阻放電到停止電壓的時(shí)刻來(lái)表明。充放電速率有時(shí)率和倍率兩種表明法。時(shí)率是以充放電時(shí)刻表明的充放電速率，數(shù)值上=電池的額外容量(Ah)/規(guī)則的充放電電流(A)所得的小時(shí)數(shù)。倍率是充放電速率的另一種表明法，指在規(guī)則時(shí)刻內(nèi)放出其額外容量(Q)時(shí)所需求的電流值，它在數(shù)值上等于電池額外容量的倍數(shù)。其數(shù)值為時(shí)率的倒數(shù)，即：充放電電流(A)/額外容量(Ah)，其單位一般為C(C-rate的簡(jiǎn)寫)，“C”是描述電池充放電電流巨細(xì)的專用符號(hào)，1C放電就代表1小時(shí)內(nèi)把電池從滿電放到空的電流巨細(xì)。如0.5C，1C，5C等.充放電倍率對(duì)應(yīng)的電流值乘以作業(yè)電壓，就可以得出電池的接連功率和峰值功率目標(biāo)。放電倍率是這個(gè)目標(biāo)會(huì)影響電池作業(yè)時(shí)的接連電流和峰值電流，電池的充放電倍率，決議了咱們可以以多快的速度，將必定的能量存儲(chǔ)到電池里邊，或許以多快的速度，將電池里邊的能量釋放出來(lái),標(biāo)準(zhǔn)越高越好。充放電倍率目標(biāo)定義的越具體，關(guān)于運(yùn)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，需求規(guī)則不同溫度條件下的接連和脈沖倍率目標(biāo)，以確保鋰離子電池運(yùn)用在合理的規(guī)模之內(nèi)。

比亞迪e6電動(dòng)汽車中運(yùn)用的每顆電池容量是200AH，則這個(gè)電池1C放電電流便是200安培。一個(gè)電池假如用高倍率放電，一般放出的能量比低倍率少。以容量為24Ah電池舉例來(lái)說(shuō)：用48A放電，其放電倍率為2C，反過(guò)來(lái)講，2C放電，放電電流為48A，0.5小時(shí)放電結(jié)束;用12A充電，其充電倍率為0.5C，反過(guò)來(lái)講，0.5C充電，充電電流為12A，2小時(shí)充電結(jié)束。

7、壽數(shù)：越長(zhǎng)越好

在說(shuō)壽數(shù)前，需求先了解荷電狀況和放電深度兩個(gè)概念。

荷電狀況(%)SOC，全稱是StateofCharge，也叫剩余電量，代表的是在必定放電倍率下，電池放電后剩余容量與其完全充電狀況的容量的比值。荷電狀況值是個(gè)相對(duì)量，一般用百分比的方式來(lái)表明，SOC的取值為：0≤SOC≤100%。當(dāng)SOC=0時(shí)表明電池放電完全，當(dāng)SOC=1時(shí)表明電池完全充溢。電池辦理體系(BMS)便是首要通過(guò)辦理SOC并進(jìn)行估算來(lái)確保電池高效的作業(yè)，所以它是電池辦理的核心。

放電深度(%)DOD，DepthofDisge，是放電容量與額外容量之比的百分?jǐn)?shù)，與SOC之間存在如下數(shù)學(xué)計(jì)算關(guān)系：DOD=100%/SOC。

咱們平常用來(lái)評(píng)價(jià)電池功能所說(shuō)的電池壽數(shù)，可分為循環(huán)壽數(shù)和日歷壽數(shù)兩個(gè)參數(shù)。

循環(huán)壽數(shù)是電池在滿意規(guī)則條件——抱負(fù)的溫度濕度、額外的充放電電流(比如1C放電，0.3C充電)、進(jìn)行深度的充放電(從0%充放到100%DOD或許80%DOD)，計(jì)算電池容量衰減到額外容量的80%時(shí)所閱歷的循環(huán)次數(shù)?，F(xiàn)在，鋰離子電池在深度放電情況下，循環(huán)次數(shù)可達(dá)1000次以上;在低放電深度條件下，循環(huán)次數(shù)可達(dá)上萬(wàn)次，其功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他同類電池。

循環(huán)次數(shù)越多，動(dòng)力電池的運(yùn)用時(shí)刻越長(zhǎng)。現(xiàn)在常見(jiàn)鋰電池可循環(huán)500次，依據(jù)不同資料制作的鋰電池充放電次數(shù)從300-3000次不等。充放電次數(shù)和運(yùn)用習(xí)慣有很大關(guān)系。

(1)充放電強(qiáng)度對(duì)循環(huán)次數(shù)的影響

工廠標(biāo)示：每次從0%充放到100%，1C放，0.3C充，500次后容量衰減到80%，這是最苛刻的測(cè)驗(yàn)循環(huán)，也可以不這么嚴(yán)厲，看下面

假如每次電量的循環(huán)都在25%-75%，1C放，0.3C充，2000次后容量衰減到80%

假如每次電量的循環(huán)都在50%-100%，1C放，0.3充，1800次后容量衰減到80%

(2)淺充淺放對(duì)壽數(shù)的影響

工廠標(biāo)示：每次從0%充放到100%，1C放，0.3C充，500次后容量衰減到80%，是最苛刻的測(cè)驗(yàn)循環(huán)，也可以不這么嚴(yán)厲，看下面

每次電量的循環(huán)都在25%-75%，1C放，0.3C充，2000次后容量衰減到80%

每次電量的循環(huán)都在50%-100%，1C放，0.3充，1800次后容量衰減到80%

以上兩個(gè)例子可看出充放電的倍率越小、越有利于壽數(shù)進(jìn)步;淺充淺放也有利于壽數(shù)進(jìn)步。

電池在日常運(yùn)用中不或許一直在充放電，也不或許一直處于抱負(fù)環(huán)境，溫濕度條件會(huì)有改變，充放電的倍率也是時(shí)刻在改變的。日歷壽數(shù)便是電池在運(yùn)用環(huán)境條件下，通過(guò)特定的運(yùn)用工況，到達(dá)壽數(shù)停止條件(比如容量衰減到80%)的時(shí)刻跨度。日歷壽數(shù)與具體的運(yùn)用要求是緊密結(jié)合的，一般需求規(guī)則具體的運(yùn)用工況，環(huán)境條件，存儲(chǔ)間隔等。日歷壽數(shù)比循環(huán)壽數(shù)更具有實(shí)踐意義，但因?yàn)槿諝v壽數(shù)的測(cè)算非常復(fù)雜，而且耗時(shí)太長(zhǎng)，所以一般電池廠家只給出循環(huán)壽數(shù)的數(shù)據(jù)。

別的還有一種標(biāo)準(zhǔn)貯存壽數(shù)，它是指從電池制成到開(kāi)始運(yùn)用之間允許存放的最長(zhǎng)時(shí)刻，以年為單位。包括貯存期和運(yùn)用期在內(nèi)的總期限稱電池的有效期。

8、內(nèi)阻：越小越好

電池的內(nèi)阻是指電池在作業(yè)時(shí)，電流流過(guò)電池內(nèi)部所遭到的阻力。因?yàn)殡姵貎?nèi)阻的效果，電池放電時(shí)端電壓低于電動(dòng)勢(shì)和開(kāi)路電壓，充電時(shí)充電的端電壓高于電動(dòng)勢(shì)和開(kāi)路電壓。電池的內(nèi)阻直接影響電池的作業(yè)電壓、作業(yè)電流、輸出能量與功率等，關(guān)于一個(gè)有用的化學(xué)電源，其內(nèi)阻越小越好。

電池內(nèi)阻不是常數(shù)，在放電進(jìn)程中因?yàn)榛钚晕镔|(zhì)的組成、電解液濃度和溫度的改變以及放電時(shí)刻而改變。電池內(nèi)阻包括歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻，兩者之和稱為電池的全內(nèi)阻。歐姆內(nèi)阻由電極資料、電解質(zhì)、隔膜電阻及各部分零件的觸摸電阻組成。極化內(nèi)阻是指電化學(xué)反應(yīng)時(shí)由極化引起的電阻，包括電化學(xué)極極化和濃差極化引起的電阻。極化內(nèi)阻又包括電化學(xué)極化內(nèi)阻和濃差極化內(nèi)阻。極化內(nèi)阻與活性物質(zhì)的本性、電極的結(jié)構(gòu)、電池的制作工藝有關(guān)，尤其與電池的作業(yè)條件密切相關(guān)，放電電流和溫度對(duì)其影響很大。

內(nèi)阻的單位一般是毫歐姆(mΩ)，隨負(fù)載輕重、溫度等要素隨時(shí)改變，跟著電池壽數(shù)減少，內(nèi)阻也在逐漸增大。內(nèi)阻大的電池，在充放電的時(shí)分，內(nèi)部功耗大，發(fā)熱嚴(yán)重，會(huì)構(gòu)成電池的加快老化和壽數(shù)衰減，同時(shí)也會(huì)約束大倍率的充放電運(yùn)用。因此內(nèi)阻越小的電池越可以高倍率充放電，電池壽數(shù)也會(huì)更好。18650的一般電池內(nèi)阻在50mΩ左右，動(dòng)力型的18650電池在15mΩ左右。想知道內(nèi)阻多大需求用專用的設(shè)備丈量，一般萬(wàn)用表不行。

可以看出，電池實(shí)踐容量Quse<電池理論上的最大化學(xué)容量Qmax。因?yàn)殡娮璧拇嬖冢姵氐膶?shí)踐容量會(huì)下降。咱們也可以看到，電池實(shí)踐容量Quse取決于兩個(gè)要素：放電電流I與電池內(nèi)阻Rbat的乘積，以及放電停止電壓EDV是多少。需求指出的是電池內(nèi)阻Rbat會(huì)跟著電池的運(yùn)用而逐漸增大。

9、自放電率

電池自放電，是指在開(kāi)路靜置進(jìn)程中其容量下降的現(xiàn)象，又稱電池的荷電堅(jiān)持才能。電池在存放進(jìn)程中在沒(méi)有負(fù)荷條件下電容量自行丟失的速率稱為自放電率，用單位貯存時(shí)刻內(nèi)自放電丟失的容量占貯存前容量的百分?jǐn)?shù)表明。，一般以表明為%/月。

一般而言，電池自放電首要受制作工藝、資料、貯存條件的影響。自放電按照容量丟失后是否可逆劃分為兩種：容量丟失可逆，指通過(guò)再次充電進(jìn)程容量可以康復(fù);容量丟失不可逆，表明容量不能康復(fù)。這兒需求特別注意，一旦電池的自放電導(dǎo)致電池過(guò)放，其構(gòu)成的影響一般是不可逆的，即使再充電，電池的可用容量也會(huì)有很大丟失，壽數(shù)會(huì)快速衰減。所以長(zhǎng)期放置不用的電池，必定要記得定期充電，避免因?yàn)樽苑烹妼?dǎo)致過(guò)放，功能遭到很大影響。

現(xiàn)在對(duì)電池自放電原因研究理論比較多，總結(jié)起來(lái)分為物理原因(存儲(chǔ)環(huán)境，制作工藝，資料等)以及化學(xué)原因(電極在電解液中的不安穩(wěn)性，內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，活性物質(zhì)被耗費(fèi)等)，電池自放電將直接下降電池的容量和貯存功能。這是咱們不期望看到的，一個(gè)充溢電的電池，放個(gè)幾個(gè)月，電量就會(huì)少許多，所以咱們期望電池的自放電率越低越好。鋰離子電池月自放電率僅為總電容量的5——9%，大大緩解了傳統(tǒng)的二次電池放置時(shí)由自放電所引起的電能丟失問(wèn)題。

10、作業(yè)溫度規(guī)模

一般電池的溫度可分為作業(yè)溫度和貯存溫度兩種。作業(yè)溫度是指電池在充放電進(jìn)程中需堅(jiān)持在一個(gè)合理的作業(yè)溫度規(guī)模，假如超出了合理的規(guī)模運(yùn)用，會(huì)對(duì)電池的功能構(gòu)成較大的影響。

不同資料的電池，其作業(yè)溫度規(guī)模也是不一樣的，有些具有良好的高溫功能，有些則可以習(xí)慣低溫條件。電池的作業(yè)電壓、容量、充放電倍率等參數(shù)都會(huì)跟著溫度的改變而發(fā)生非常顯著的改變。長(zhǎng)時(shí)刻的高溫或低溫運(yùn)用，也會(huì)使得電池的壽數(shù)加快衰減。

除了作業(yè)溫度有約束之外，電池的存儲(chǔ)溫度也是有嚴(yán)厲約束的，長(zhǎng)期高溫或低溫存儲(chǔ)，都會(huì)對(duì)電池功能構(gòu)成不可逆的影響。

11、電池共同性

動(dòng)力電池組的功能決議于電池單體的功能，但絕不是單體電池功能的簡(jiǎn)略累加。選用相同資料、相同工藝出產(chǎn)的電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)和材質(zhì)不完全共同，本身存在必定功能差異。即使是同一標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)的電池單體在成組后，電池組在電壓、容量、內(nèi)阻、壽數(shù)等功能有很大的差別，初始的不共同跟著電池在運(yùn)用進(jìn)程中接連的充放電循環(huán)而累計(jì)，再加上電池組內(nèi)的運(yùn)用環(huán)境關(guān)于各單體電池也不盡相同，導(dǎo)致各單體電池狀況發(fā)生更大的差異，在運(yùn)用進(jìn)程中逐漸擴(kuò)大，從而在某些情況下使某些單體電池功能加快衰減、壽數(shù)縮短，終究引發(fā)電池組過(guò)早失效。功能目標(biāo)往往達(dá)不到單體電池的原有水平。在電動(dòng)汽車上運(yùn)用時(shí)，容量、內(nèi)阻、充放電曲線上的共同性越高越好。電池組規(guī)模越大對(duì)共同性要求越高。

除了要求在出產(chǎn)和配組進(jìn)程中，嚴(yán)厲控制工藝和盡量堅(jiān)持單體電池的共同性外，現(xiàn)在行業(yè)普遍選用帶有均衡功能的電池辦理體系來(lái)控制電池組內(nèi)電池的共同性，以延伸產(chǎn)品的運(yùn)用壽數(shù)。

12、化成

電池制成后，需求對(duì)電芯進(jìn)行小電流充電，將其內(nèi)部正負(fù)極物質(zhì)激活，在負(fù)極表面構(gòu)成一層鈍化層——SEI(solidelectrolyteinterface)膜，使電池功能更加安穩(wěn)，電池通過(guò)化成后才能體現(xiàn)其真實(shí)的功能，這一進(jìn)程稱為化成。

化成進(jìn)程中的分選進(jìn)程可以進(jìn)步電池組的共同性，使終究電池組的功能進(jìn)步，化成容量是篩選合格電池的重要目標(biāo)。

電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的功能好壞首要取決于：比能量(wh/kg)、比功率密度(wh/l)、比功率(w/kg)、循環(huán)壽數(shù)等。除此之外也要考慮電池的成本及環(huán)保等要素。相關(guān)于傳統(tǒng)的鉛酸電池、鎳鎘電池乃至鎳氫電池廢棄或許構(gòu)成的環(huán)境污染問(wèn)題，鋰離子電池中不包括汞、鉛、鎘等有害元素，是真實(shí)意義上的綠色電池。綜合以上結(jié)果，就現(xiàn)在可運(yùn)用量產(chǎn)電池來(lái)說(shuō)，鋰離子電池理所應(yīng)當(dāng)成為動(dòng)力電池首選。