分析锂离子电池的三大特性

2020-12-07      2279 次浏览

分析了锂离子电池的三大特性


一、电池容量特性


不同速率下电池放电电压与容量的关系曲线如图3所示。


从图中可以看出,锂离子电池在整个放电过程中的电压曲线可以分为三个阶段:


1)电池的端电压在初始阶段迅速下降,放电比越大,电压下降越快;


2)电池电压进入缓慢变化阶段。这段时间被称为电池的平台区域。流量越小,平台面积持续时间越长。在实际使用锂离子电池时,电池应尽量工作在平台区域。


3)当电池电量接近放电结束时,电池负载电压开始急剧下降,直至达到放电截止电压。从容量试验结果还可以得到放电电流与容量的曲线关系,如图4所示。


从图中可以看出,电池的放电电流将直接影响电池的实际容量。放电电流越大,电池容量越小,说明放电电流越大,达到终止电压的时间越短。因此,在谈论电池容量时,应指定放电电流(放电速率)。


二世。电池开路电压特性


锂离子电池开路电压与电池SOC的关系曲线如图5所示。


从图中可以看出,电池的ocv-soc曲线与电池的放电电压曲线具有相同的趋势。在SOC的中间区间(20%<SOC<80%),电池的OCV变化不大,电池位于平台区域。在SOC的两端(SOC<10%和SOC>90%),OCV的变化率较大。整个磷酸铁锂离子电池的ocv-soc曲线在中部区域是平坦的,在头部和尾部两端都是陡峭的。


锂离子电池的ocv-soc关系曲线受温度、放电速率和老化程度[7]等因素的影响较小,但在充放电两种状态下,其特性曲线有一定的差异。


3.电池内阻特性


磷酸亚铁锂离子电池的欧姆电阻曲线呈现以下特点:在广泛的SOC包围在图6中,SOC=100%(10%)范围内,电池的欧姆电阻变化很小,而在SOC间隔越低,与SOC欧姆电阻是实质性的减少,这是因为电池放电的电池内部化学活性;在整个SOC范围内,充电欧姆的内阻一般大于放电欧姆内阻。这是因为锂离子电池的放电是一个自发的反应,比较容易发生。充电是通过外部电源完成的,这使得锂离子很难嵌入负极。要注意的是,电池的内阻非常复杂,受温度、放电深度、充放电速率、循环次数等因素的影响。同类型电池单体不同,也与电池厂家不一致,工作环境不同。


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