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8、充、放电深度(SOCDOD):电池保有容量数值的表示方法。
①荷电状态state-of-ge(SOC):蓄电池放电后剩余容量与全荷电容量的百分比。
②放电深度depthofdisge(DOD):表示蓄电池放电状态的参数,等于实际放电容量与额定容量的百分比。
③深度放电deepdisge:表示蓄电50%或更大的容量被释放的程度。
④举例:充、放电深度以百分比率来表示,如:容量为10Ah的电池放电后容量变为2Ah,可以称为80%DOD;容量为10Ah的电池,充电后容量为8Ah,80%SOC。形容满充满放,通常称为100%DOD。
9、内阻(m?)
①定义:电池的内阻是指电池在工作时,电流流过电池内部受到的阻力。内阻大小主要受电池的材料、制造工艺、电池结构等因素的影响。
②分类:电池内阻包括欧姆内阻和极化内阻,欧姆内阻是由电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的接触电阻组成,极化内阻包括电化学极化与浓差极化引起的电阻。
③影响因素:电池内阻是一个非常复杂而又非常重要的特性,影响内阻的因素有材料、结构等。
④产生结果:由于内阻的存在,当电池放电时,电流经过内阻要产生热量,消耗能量,电流越大,消耗能量越多,所以内阻越小,电池的性能越好,不仅电池的实际工作电压高,消耗在内阻上的能量也少。
10、自放电率(%/月)
①定义:电池在储存过程中,容量会逐渐下降,其减少的容量与电池容量的比例,称为自放电率。
②原因:由于电极在电解液中的不稳定性,电池的两个电极发生了化学反应,活性物质被消耗,转为电能的化学能减少,电池容量下降。
③影响因素:环境温度对其影响较大,过高温度会加速电池的自放电
④表示:电池容量衰减(自放电率)的表达方法和单位为:%/月。
⑤产生结果:电池自放电将直接降低电池的容量,自放电率直接影响电池的储存性能,自放电率越低,贮存性能越好。
11、循环寿命(次)
①定义:二次电池经历一次充放电称为一个周期或一次循环,电池在反复充放电后,容量会逐渐下降,在一定的放电条件下,电池容量降至80%时,电池所经受的循环次数就是循环寿命。
②影响因素:不正确使用电池,电池材料,电解质的组成和浓度,充放电倍率,放电深度(DOD%),温度,制作工艺等都对电池的循环寿命有影响。
12、记忆效应
①定义:电池的记忆效应是指未完全放电的电池,在下一次充电时所能充电的百分比。
②原因:电池内物质产生结晶,如镍镉电池中,Cd不断聚集成团形成大块金属镉,降低了负极的活性。
③避免:为了消除电池的记忆效应,在充电之前,必须先完全放电,然后再充电。
锂离子电池无记忆效应。
13、放电平台
指放电曲线中电压基本保持水平的部分。放电平台越高、越长、越平稳,电池的放电性能越好。
14、电池组的一致性
由多个单体电芯串连、并联在一起就组成了电池组。电池组的整体性能和寿命取决于其中性能较差的一个电芯,这就要求电池组中每个电芯性能的一致性要高。除了单体电芯本身性能的误差和原材料质量的好坏,最主要原因是制造工艺,工艺的改进对提高电池的质量非常重要。
15、化成
电池制成后,通过一定的充放电方式将其内部正负极活性物质激活,改善电池的充放电性能及自放电、贮存等综合性能的过程称为化成。电池经过化成后才能体现其真实的性能。同时化成过程中的分选过程能够提高电池组的一致性,使最终电池组的性能提高。
二、锂电池结构与原理解读
1、锂电池基本结构
主要材料:正极、负极、电解液、隔膜
结构:圆形、方形;叠片、卷绕
形态:聚合物(软包装)、液态锂离子(钢壳)
2、锂电池工作原理
正极材料:LiMn2O4,负极材料:石墨
充电时正极的Li+和电解液中的Li+向负极聚集,得到电子,被还原成Li镶嵌在负极的碳素材料中。放电时镶嵌在负极碳素材料中的Li失去电子,进入电解液,电解液内的Li+向正极移动。
3、锂电池组成原理
①正极构造
LiMn2O4(锰酸锂)+导电剂(乙炔黑)+粘合剂(PVDF)+集流体(铝箔)正极
②负极构造
石墨+导电剂(乙炔黑)+粘合剂(PVDF)+集流体(铜箔)负极
4、充电过程
电源给电池充电,此时正极上的电子e从通过外部电路跑到负极上,正锂离子Li+从正极“跳进”电解液里,“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞,“游泳”到达负极,与早就跑过来的电子结合在一起。
正极上发生的反应为LiMn2O4==Li1-xMn2O4+Xli++Xe(电子)
负极上发生的反应为6C+XLi+Xe==LixC6
5、放电过程
电池放电,此时负极上的电子e从通过外部电路跑到正极上,正锂离子Li+从负极“跳进”电解液里,“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞,“游泳”到达正极,与早就跑过来的电子结合在一起。
正极上发生的反应为Li1-xMn2O4+xli++xe(电子)==LiMn2O4
负极上发生的反应为LixC6==6C+xLi+xe
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