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鋰電池基本常識入門,中英文術(shù)語,結(jié)構(gòu)原理,起源

2023-08-26 23:12 作者:金三維儲能教程 0人讀過 | 我要投稿

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一、電池的定義及分類：不必要伴隨有機械運動，而將各種能量直接轉(zhuǎn)化為直流電能的發(fā)電裝置

二、電池的工作原理：電池在放電過程中，負極發(fā)生氧化反應(yīng)，向外提供電子；在正極上進行還原反應(yīng)，從外電路接收電子，電子從負極流到正極，而電流方向正好與電子流動方向相反，故電流經(jīng)外電路從正極流向負極

三、電池起源：

1887年，英國人赫勒森發(fā)明了最早的干電池。

1899年,Waldmar Jungner 發(fā)明鎳鎘電池.

1914年,Thomas Edison 發(fā)明堿性電池

1976年,Philips Research的科學(xué)家發(fā)明鎳氫電池.

1991年,Sony.可充電鋰離子電池商業(yè)化生產(chǎn)

四、鋰電池基礎(chǔ)知識--電池術(shù)語

1、容量（Capacity）電池在一定放電條件下所能給出的電量稱為電池的容量，以符號C表示。常用的單位為安培小時，簡稱安時（Ah）或毫安時（mAh）。

電池的容量可以分為理論容量、額定容量、實際容量。

1)理論容量是把活性物質(zhì)的質(zhì)量按法拉第定律計算而得的最高理論值。為了比較不同系列的電池，常用比容量的概念，即單位體積或單位質(zhì)量電池所能給出的理論電量，單位為Ah/kg（mAh/g)或Ah/L(mAh/cm3)。

2)實際容量是指電池在一定條件下所能輸出的電量。它等于放電電流與放電時間的乘積，單位為 Ah，其值小于理論容量。

3)額定容量也叫保證容量，是按國家或有關(guān)部門頒布的標準，保證電池在一定的放電條件下應(yīng)該放出的最低限度的容量。

2、內(nèi)阻（Impedance)

1)定義：電流通過電池內(nèi)部時受到阻力，使電池的電壓降低，此阻力稱為電池的內(nèi)阻。

2）電池的內(nèi)阻不是常數(shù)，在放電過程中隨時間不斷變化，因為活性物質(zhì)的組成、電解液濃度和溫度都在不斷地改變。

3）電池內(nèi)阻包括歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻，極化內(nèi)阻又包括電化學(xué)極化與濃差極化。內(nèi)阻的存在，使電池放電時的端電壓低于電池電動勢和開路電壓，充電時端電壓高于電動勢和開路電壓。

4）歐姆電阻遵守歐姆定律；極化電阻隨電流密度增加而增大，但不是線性關(guān)系，常隨電流密度的對數(shù)增大而線性增大。

3、開路電壓(Open circuit voltage ，OCV)

1）電池不放電時，電池兩極之間的電位差被稱為開路電壓。
2）電池的開路電壓，會依電池正、負極與電解液的材料而異，如果電池正、負極的材料完全一樣，那么不管電池的體積有多大，幾何結(jié)構(gòu)如何變化，其開路電壓都一樣的。

4、終止電壓(Cut-off discharge voltage)

指電池放電時，電壓下降到電池不宜再繼續(xù)放電的最低工作電壓值。根據(jù)不同的電池類型及不同的放電條件，對電池的容量和壽命的要求也不同，因此規(guī)定的電池放電的終止電壓也不相同。

5、放電深度(Depth of discharge DOD)

1）在電池使用過程中，電池放出的容量占其額定容量的百分比，稱為放電深度。

2）放電深度的高低和二次電池的充電壽命有很深的關(guān)系，當(dāng)二次電池的放電深度越深，其充電壽命就越短，因此在使用時應(yīng)盡量避免深度放電。

6、過放電(Over discharge)

電池若是在放電過程中，超過電池放電的終止電壓值，還繼續(xù)放電時就可能會造成電池內(nèi)壓升高，正、負極活性物質(zhì)的可逆性遭到損壞，使電池的容量產(chǎn)生明顯減少。

7、能量密度(Energy density)

1）電池的平均單位體積或質(zhì)量所釋放出的電能。

2）一般在相同體積下，鋰離子電池的能量密度是鎳鎘電池的2.5倍，是鎳氫電池的1.8倍，因此在電池容量相等的情況下，鋰離子電池就會比鎳鎘、鎳氫電池的體積更小，重量更輕。

8、自放電(Self discharge)

電池不管在有無被使用的狀態(tài)下，由于各種原因，都會引起其電量損失的現(xiàn)象。電池完全充電后，放置一個月。然后用1C放電至3.0V，其容量記為C2；電池初始容量記為C0；1-C2/C0即為該電池之月自放電率。

9、充電循環(huán)壽命(Cycle life)

1）電池在完全充電后完全放電，循環(huán)進行，直到容量衰減為初始容量的75%，此時循環(huán)次數(shù)即為該電池之循環(huán)壽命

2）循環(huán)壽命與電池充放電條件有關(guān)，鋰離子電池室溫下1C充放電循環(huán)壽命可達300-500次（行業(yè)標準），最高可達800-1000次。

10、記憶效應(yīng)(Memory effect)

1）記憶效應(yīng)是針對鎳鎘電池而言的，由于傳統(tǒng)工藝中負極為燒結(jié)式，鎘晶粒較粗，如果鎳鎘電池在它們被完全放電之前就重新充電，鎘晶粒容易聚集成塊而使電池放電時形成次級放電平臺。電池會儲存這一放電平臺并在下次循環(huán)中將其作為放電的終點，盡管電池本身的容量可以使電池放電到更低的平臺上。在以后的放電過程中電池將只記得這一低容量。同樣在每一次使用中，任何一次不完全的放電都將加深這一效應(yīng)，使電池的容量變得更低。

2）要消除這種效應(yīng)，有兩種方法，一是采用小電流深度放電（如用0.1C放至0V）一是采用大電流充放電（如1C）幾次。

3）鎳氫電池和鋰離子電池均無記憶效應(yīng)。

五、鋰電池基礎(chǔ)知識---鋰離子電池原理