聚合物锂离子高倍率电池知识介绍

聚合物锂离子高倍率电池

知识介绍

讲解：冉刚

一、聚合物锂离子电池的构成

)\磷酸铁锂（LiFePO4）\镍钴锰酸锂（Li(NiCoMn)O2）、1.正极：钴酸锂（LiCoO

2

粘接剂（PVDF）、导电剂（SP)、溶剂（NMP）、集流体-基材（铝箔-AI)。

2.负极：石墨（C)、粘接剂（SBR）、增稠剂（CMC)、导电剂（SP)、溶剂（水）、集流体-基材（铜箔-Cu)。

3.电解液

4.隔离膜

5.极耳

6.铝塑膜（外包装）

二、工作原理

三、相关术语

1．电极(electrode)

电池的核心部分，它是由活性物质和导电骨架组成。活性物质是指正、负极中参加成流反应的物质，是化学电源产生电能的源泉，是决定化学电源基本特性的重要部分。

2．能量(energy)及比能量

电池的能量是指电池在一定的放电条件下对外做功所能输出的电能。通常用

瓦时（Wh）表示。比能量是指单位重量或单位体积的电池所给出的能量，也叫重量比能量或体积比能量，也称能量密度，常用Wh/kg或Wh/L表示。

3．功率(power)及比功率

电池的功率是指在一定的放电条件下，单位时间内电池输出的能量，单位为瓦（W）或千瓦（KW）。单位重量或单位体积的电池输出功率称为比功率，其大小表征电池所能承受的工作电流的大小。

P(功率）=I（工作电流）*U（平均工作电压）

4．容量(capacity)

电池存贮能量能力的参数。例如：5000mAh—代表电池在负载情况下，以5000mAh恒流放电，大约可放1小时。以同一负载，用2500mA恒流放电，大约可放2小时。

5．倍率C-Rate

在不同电流下能放出的能量，一般而言，电芯都需要测试在不同恒流情况下的放电性能。

电池倍率（C数--多少倍率）如何评估？

当用电池1C容量的N倍电流放电，其放出容量在电池1C容量的85%以上时，我们认为电池的放电倍率为N倍率。

如：一个2000mAh电池，当用2000mA电池放电时，放电时间为60min，如果用60000mA放电，放电时间在1.7min，我们认为该电池放电倍率是30倍率（30C）。

平均电压(V)=放电电量（Wh)÷放电电流(A)

中值电压（V):可以理解为总放电时间1/2时所对应的电压值。

中值电压一般也可以称为放电平台，放电平台与电池的放电倍率（电流）相关，放电倍率越高放电平台电压越低，可能通过计算电池放电能量（Wh)/放电容量（Ah)来确定其放电平台。

倍率放电数据：7550150SH355000mAh倍率放电数据

循环状态电流(mA)时间(min)

容量

(mAh)

电量

(mWh)

开路电压

(mV)

中值电压

(mV)

平均电压

(mV)

终止电压

(mV)

终止电流

(mA)

1恒流放电500060*********.54199.43795.538202995.55002 1恒流放电50000 5.97498818364.14199.53664.336822970.950004 1恒流放电75000 3.97498418118.64199.43623.336362955.475005 1恒流放电100000 2.95496117777.34199.53580.535832956.2100006 1恒流放电125000 2.334903173334199.53540.335352938.3125009 1恒流放电140000 2.08491917268.14199.53517.935102917.3140010 1恒流放电150000 1.93489217079.94199.53504.134922927.2150008 1恒流放电175000 1.6471016247.94199.53464.934492891.6161586 1恒流放电200000 1.2404413737.74199.33419.033972928.8199655 1恒流放电140000 2.024********.64199.33503.434922892124855 2恒流放电140000 2.024********.94199.33502.934902948.9140013 3恒流放电1400002472916515.84199.23504.534932953.4140011 4恒流放电1400002470216400.14199.33499.834882985.9140013 5恒流放电140000 1.98467816302.34199.33500.134852977.6140011 6恒流放电140000 1.98466716255.14199.33497.434832971.4140011 7恒流放电140000 1.95461616070.14199.33499.234812972140011 8恒流放电140000 1.97461616010.94199.23489.434682989.6140012

853496-65C-2250mAh倍率放电曲线

6．循环寿命（Cycle Life）

电池使用寿命的参数。基本是将电芯通过多次充放及以电芯容量降到80%为测试点。电芯经过每一次充放都会有能量损失（阻抗、热能）因此会做成容量损失，而Cycle Life的标准就是以1C恒流充放。当电芯经多次充放后而容量降到原本的80%时，我们以此点作为检查点，检查电芯在此状态下的循环数。而好的电芯，一般情况下能以1C恒流充放多次，到达300个循环时亦有大约百分之八十的容量。

高倍率电池的循环寿命，通常是指用1C充电，然后用电池倍率放电，当电芯经多次充放后而容量降到原本的80%时，我们认为寿命终止。

小高倍电池（1000mAh以下），循环寿命可达300次；大容量高倍率电池（1000mAh~5000mAh)循环寿命在100~200次；更高容量倍率电池在100次左右。

7．内阻（Impedance）

电池内阻指的是电流通过电池时所受到的阻力，包括欧姆电阻和电极在电化学反应时所表现的极化阻力两部分。

欧姆内阻主要由电极材料、电解液、隔离膜的电阻及各部分零件的接触电阻组成，此外还与电池的尺寸、结构、装配等因素有关。

极化内阻指电池的正极与负极在进行化学反应时极化所引起的内阻，与活性物质的本性、电极的结构、电池的制造工艺有关，特别是与电池的工作条件密切相关。

总之，内阻是决定电池性能的一个重要指标，它直接影响电池的工作电压、工作电流、输出的能量与功率，对于一个实用的电池，其内阻越小越好。

8．开路电压（OCV--Open Circuit Voltage）&工作电压（Work V oltage）开路电压指外线路中没有电流通过时，电池两极之间的电位差。

工作电压又称放电电压或端电压，指有电流通过外线路时电池两极之间的电位差。

工作电压总是低于开路电压。