锂电池工作原理和性能指标.docVIP

一、锂电池工作原理与种类 锂电池工作原理 锂电池是指用两个能可逆的嵌入与脱嵌的锂离子化合物作为正负极构成的 二次电池。锂电池主要由正极板、负极板、电解质、隔阂与外壳构成。 此中，正极板上的活性物质一般采纳LiCo02、LiNi02或许LiMn204，负极板上的活性物质一般选择碳资料。电解质采纳LiPF6的乙烯碳酸脂（EC）、丙烯碳酸脂（PC）和低粘度二乙基碳酸脂（DEC）等烷基碳酸脂搭配的混淆溶剂系统。隔阂采纳聚烯微多孔膜PE、PP或他们的复合膜。外壳采纳钢或许铝资料。 当电池充电时，锂离子从正极中脱嵌，在负极中嵌入。 当电池放电时，锂离子从负极中脱嵌，在正极中嵌入。 锂电池分类 锂离子电池目前有液态锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(PLIB)两类，聚合物锂离子电池与液态锂的工作原理同样，主要差别是电解液的不一样。液态锂离子电池采纳的是液态电解液，而聚合物锂离子电池主要采纳聚合物电解质，这类聚合物能够是干态，也能够是胶态，目前大多数采纳聚合物锂离子电池。 因为聚合物锂离子电池使用了胶体电解质，不会像液体电解液同样泄漏，所以装置很简单，使得整体电池很轻，很薄。也不会产生因为漏液与燃料爆炸等安 全上的问题，所以能够用铝塑复合薄膜制造电池外壳，进而提升整个电池的比容量；聚合物锂离子电池还能够采纳高分子做正极资料，其质量比能量将会比目前的液态锂离子电池提升50%以上。 二、锂电池主要性能指标 电压（V） （1）电动势——电池正极负极之间的电位差E。 （2）额定电压——电池在标准规定条件下工作时应达到的电压。 （3）工作电压(负载电压、放电电压)——在电池两头接上负载R后，在放 电过程中显示出的电压，等于电池的电动势减去放电电流i在电池内阻r上的电 压降，U=E-i*r。 （4）停止电压——电池在必定标准所规定的放电条件下放电时，电池的电压将渐渐降低，当电池再不宜持续放电时，电池的最低工作电压称为停止电压。当电池的电压降落到停止电压后，再持续使用电池放电，化学“活性物质”会遇到损坏，减少电池寿命。 电池容量（Ah） （1）理论容量——依据蓄电池活性物质的特征，按法拉第定理计算出的高理论值，一般用质量容量Ah/kg或体积容量Ah/L来表示。 （2）实质容量——在必定条件下所能输出的电量，等于放电电流与放电时间的乘积。 （3）标称容量——用来鉴识电池的近似安时价。 （4）额定容量——按必定标准所规定的放电条件下，电池应当放出的最低限度的容量。 （5）荷电状态(SOC)——电池在必定放电倍率下，节余电量与同样条下额定容量的比值。反应电池容量的变化。 3.能量(W*h、kw*h) （1）标称能量——按必定标准所规定的放电条件下，电池所输出的能量，电池的标称能量是电池额定容量与额定电压的乘积。 （2）实质能量——在必定条件下电池所能输出的能量，电池的实质能量是电池的实质容量与均匀电压的乘积。 （3）比能量(Wh/kg)——动力电池组单位质量中所能输出的能量。 （4）能量密度(Wh/L)——动力电池组单位体积中所能输出的能量。 功率(W、kW) 在必定的放电制度下，电池在单位时间内所输出的能量。 （1）比功率(W/kg)——动力电池组单位质量中所拥有的电能的功率。（2）功率密度(W/L)——动力电池组单位体积中所能输出的能量。 电池内阻 电流流过电池内部遇到的阻力，使电池电压降低，此阻力称为电池内阻。因为电池内阻的作用，电池放电时端电压低于电动势和开路电压。充电时端电压高于电动势和开路电压。 锂电池的内阻包含欧姆内阻和极化内阻。欧姆内阻由电极资料、电解液、隔阂电阻以及各部分部件的接触电阻构成。极化内阻是指化学反响时由极化惹起的电阻，包含电化学极极化和浓差极化惹起的电阻。 锂离子电池的实质内阻是指电池在工作时，电流流过电池内部所遇到的阻 力。电池内阻大，会惹起大批焦耳热惹起电池温度高升，致使电池放电工作电压 降低，放电时间缩短，对电池性能、寿命等造成严重的影响。电池内阻大小的精 确计算相当复杂，并且在电池使用过程中会不停变化。依据经验表示，锂离子电 池的体积越大，内阻越小。 寿命 电池以充放电的循环次数或使用年限来定义电池寿命。 循环次数：蓄电池的工作是一个不停充电——放电——充电——放电的 循环过程。在每一个循环中，电池中的化学活性物质发生一次可逆的化学反响， 充放电次数的增添，化学活性物质老化变质，使电池充放电效率降低，最后丧失功能，电池报废。电池的循环次数与好多要素相关：电池充放电形式、电池温度、放电深度、电池组平衡性、电池安装，等等。循环次数是权衡电池寿命的指标。 使用年限：SOH（StateofHealth）反应电池的预期寿命。SOH=CM/CN，此中，CM表示蓄电池展望容量；CN表示蓄电池标称容量。 放电速率（放电率） 一般用电池