8、充、放電深度(SOC DOD):電池保有容量數(shù)值的表示方法。
①荷電狀態(tài)state-of-charge(SOC):蓄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(tài)的參數(shù),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?yōu)?Ah,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、內阻(m?)
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、自放電率(%/月)
①定義:電池在儲存過程中,容量會逐漸下降,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(wěn)定性,電池的兩個電極發(fā)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(huán)境溫度對其影響較大,過高溫度會加速電池的自放電
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、循環(huán)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(huán),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(huán)次數(shù)就是循環(huán)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(huán)壽命有影響。
12、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。
鋰離子電池無記憶效應。
13、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(wěn),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(lián)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(xiàn)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。
二、鋰電池結構與原理解讀
1、鋰電池基本結構
主要材料:正極、負極、電解液、隔膜
結構:圓形、方形;疊片、卷繞
形態(tài):聚合物(軟包裝)、液態(tài)鋰離子(鋼殼)
2、鋰電池工作原理
正極材料:LiMn2O4,負極材料:石墨
充電時正極的Li+和電解液中的Li+向負極聚集,得到電子,被還原成Li鑲嵌在負極的碳素材料中。放電時鑲嵌在負極碳素材料中的Li失去電子,進入電解液,電解液內的Li+向正極移動。
3、鋰電池組成原理
①正極構造
LiMn2O4(錳酸鋰)+導電劑(乙炔黑)+粘合劑(PVDF)+集流體(鋁箔)正極
②負極構造
石墨+導電劑(乙炔黑)+粘合劑(PVDF)+集流體(銅箔)負極
4、充電過程
電源給電池充電,此時正極上的電子e從通過外部電路跑到負極上,正鋰離子Li+從正極“跳進”電解液里,“爬過”隔膜上彎彎曲曲的小洞,“游泳”到達負極,與早就跑過來的電子結合在一起。
正極上發(fā)生的反應為LiMn2O4 ==Li1-xMn2O4+Xli++Xe(電子)
負極上發(fā)生的反應為6C+XLi+Xe==LixC6
5、放電過程
電池放電,此時負極上的電子e從通過外部電路跑到正極上,正鋰離子Li+從負極“跳進”電解液里,“爬過”隔膜上彎彎曲曲的小洞,“游泳”到達正極,與早就跑過來的電子結合在一起。
正極上發(fā)生的反應為Li1-xMn2O4+xli++xe(電子) ==LiMn2O4
負極上發(fā)生的反應為LixC6 == 6C+xLi+xe
本文來源:電動知家
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