聚合物锂离子高倍率电池知识介绍(1)
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五、高倍率电池如何实现大电流放电
高倍率电池与数码电池材料及工艺区别：
项目
高倍率 电池
正负极材料 颗粒度
细
极片 面密度 mg/cm2
低
数码电池
粗
高
隔膜 空隙率
% 48
40
电解液 电导率 mS/cm
高 13 低 8
导电剂
电芯结构
极耳规格 （厚*宽）
多
多为叠片 厚、宽
少
卷绕
薄、窄
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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。
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。
4984
恒流放电 100000 2.95
4961
恒流放电 125000 2.33
4903
恒流放电 140000 2.08
4919
恒流放电 150000 1.93
4892
恒流放电 175000 1.6
4710
恒流放电 200000 1.2
4044
恒流放电 140000 2.02
4752
恒流放电 140000 2.02
16010.9 4199.2 3489.4 3468 2989.6 140012
853496-65C-2250mAh 倍率放电曲线
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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。
3.7
Biblioteka Baidu
5.5
11.0 40.0
3.7
7.5
13.0 14.0
3.7
6.0
14.0 17.0
3.7
6.5
14.0 19.0
3.7
7.5
15.0 18.0
3.7
6.0
15.0 22.0
3.7
7.0
16.0 20.0
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倍率放电数据：7550150SH35 5000mAh 倍率放电数据
循环
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 4 5 6 7 8
状态
容量 电流(mA) 时间(min)
(mAh)
恒流放电 5000
60
5002
恒流放电 50000 5.97
4988
恒流放电 75000 3.97
4737
恒流放电 140000
2
4729
恒流放电 140000
2
4702
恒流放电 140000 1.98
4678
恒流放电 140000 1.98
4667
恒流放电 140000 1.95
4616
恒流放电 140000 1.97
4616
电量 开路电压 中值电压 平均电压 终止电压 终止电流
(mWh) (mV)
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
17333 4199.5 3540.3 3535 2938.3 125009
17268.1 4199.5 3517.9 3510 2917.3 140010
17079.9 4199.5 3504.1 3492 2927.2 150008
16247.9 4199.5 3464.9 3449 2891.6 161586
聚合物锂离子高倍率电池 知识介绍 讲解：冉刚
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一、聚合物锂离子电池的构成
1.正极：钴酸锂（LiCoO2 )\磷酸铁锂（LiFePO4）\镍钴锰酸锂（Li(NiCoMn)O2）、 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）
Typical capacity (mAh)
150 70 70 90 100 120 130 180 250 350 180 220 140 190 210 250 300 430 350 360
Dimensions(mm) Voltage
(V) Thickness Width Length (±0.3) (±0.5) (±1.0)
8．开路电压（OCV --Open Circuit Voltage） & 工作电压（Work Voltage） 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。
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三、电池图片
四、高倍率电池的内部结构
1.卷绕式高倍率电池 结构：内部一般采用一个正极片，一个负极片加隔膜通过缠绕方式而成（根据 电池容量大小可以是 1 个卷芯或 2~3 个卷芯并联组合而成。 特点：电池放电倍率不高（5~20C）、电池容量较小（2000mAh 以下）、电池 内阻较大。 2.叠片式高倍率电池 结构：电池内部采用多层正极、负极、隔膜交替叠加而成。 特点：电池放电倍率高（20~60C）、电池容量较大（2000mAh~20000mAh）、 电池内阻小。
(mV)
(mV)
(mV)
(mA)
19111.5 4199.4 3795.5 3820 2995.5 5002
18364.1 4199.5 3664.3 3682 2970.9 50004
18118.6 4199.4 3623.3 3636 2955.4 75005
17777.3 4199.5 3580.5 3583 2956.2 100006
16400.1 4199.3 3499.8 3488 2985.9 140013
16302.3 4199.3 3500.1 3485 2977.6 140011
16255.1 4199.3 3497.4 3483 2971.4 140011
16070.1 4199.3 3499.2 3481 2972 140011
七、装配方式
1.组合配对要求 （1）电压间压差≤0.01V； （2）内阻差≤0.2m，根据电池容量大小会有区别； （3）容量差根据电池容量大小而定。
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2.装配常见物料
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3.电池装配过程
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3、常见组合方式
十、常见型号
小高倍率电池常见规格：
超级安全、玩具电池系列
Details for Electric Toys Battery Series
Model
551140RH15 751314RH15 601417RH15 651419RH15 751518RH15 601522RH15 701620RH15 751723RH15 751730RH15 651744RH15 652025RH15 702025RH15 382030RH15 452030RH15 502030RH15 682030RH15 752030RH15 802530RH15 752035RH15 802035RH15
13737.7 4199.3 3419.0 3397 2928.8 199655
16592.6 4199.3 3503.4 3492 2892 124855
16529.9 4199.3 3502.9 3490 2948.9 140013
16515.8 4199.2 3504.5 3493 2953.4 140011
项目 单电池 2 只电池 3 只电池 4 只电池 6 只电池 4 只电池
组合方式 1S 2S1P(2 串） 3S1P(3 串） 4S1P(4 串） 6S1P(6 串） 2S2P(2 并 2 串）
组合电压（V） 3.7V 7.4V 11.1V 14.8V 22.2V 7.4V
八、充放电方式
1.玩具电池--一般都要求带保护板对充电和放电都有保护功能，充放电方式跟数 码电池一致； 2.航模、车模、船模电池，由于工作电流大（10-200A），而且一般都是多串组 合，能否承受大电流放电的控制板价格昂贵，为了保证电池在充电时不过充，放 电时不过放，通常充电采用平衡充电插头，用专用充电器充电。放电保护是在用 电设备上设置下限电压进行保护。
玩具电池一般需要配保护板，模型电池组充电和放电是不需要加保护板的。
九、BPI 高倍率电池特点
1.小高倍率电池 超级安全性能：3C,10V 过充电，不起火，不爆炸； 快速充电：6 分钟充至额定容量的 90%以上； 超长循环寿命：10C 充放电，300 周后容量保持≥85%； 适用范围：适用于航模、玩具等行业。
六、不同正极材料的高倍率电池
不同正极材料倍率电池性能区别：
项目
平均电压
倍率性能
循环性能
（V）
低温性 能
电池 容 能量 密
安全性能 适用领域
量
度
钴酸锂
好
玩具、航
3.5
一般
好
5Ah 以下
高
不好
模
磷酸铁锂 好
3.1
好
一般 5~20Ah
低
好
动力
电动自行
三元材料 一般
3.4
较好
一般 5~20Ah 一般
较好
车等
2.大容量高倍率电池 高放电倍率:倍率放电中值电压≥3.50V；
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循环寿命长：组合电池倍率循环寿命高达 150 周； 具备 2~3C 快速充电能力； 超高爆发力：可以 40C～50C 连续大电流放电，具备 80C～100C 短时间脉
冲放电能力； 超轻重量：2600mAh,30C 电池 重量≤60g； 适用范围：适用于航模、车模、船模、枪模等模型行业。
五、高倍率电池如何实现大电流放电
高倍率电池与数码电池材料及工艺区别：
项目
高倍率 电池
正负极材料 颗粒度
细
极片 面密度 mg/cm2
低
数码电池
粗
高
隔膜 空隙率
% 48
40
电解液 电导率 mS/cm
高 13 低 8
导电剂
电芯结构
极耳规格 （厚*宽）
多
多为叠片 厚、宽
少
卷绕
薄、窄
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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。
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。
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恒流放电 100000 2.95
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恒流放电 125000 2.33
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恒流放电 140000 2.08
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恒流放电 150000 1.93
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恒流放电 175000 1.6
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恒流放电 200000 1.2
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恒流放电 140000 2.02
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恒流放电 140000 2.02
16010.9 4199.2 3489.4 3468 2989.6 140012
853496-65C-2250mAh 倍率放电曲线
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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。
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Biblioteka Baidu
5.5
11.0 40.0
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7.5
13.0 14.0
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6.0
14.0 17.0
3.7
6.5
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15.0 18.0
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15.0 22.0
3.7
7.0
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倍率放电数据：7550150SH35 5000mAh 倍率放电数据
循环
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 3 4 5 6 7 8
状态
容量 电流(mA) 时间(min)
(mAh)
恒流放电 5000
60
5002
恒流放电 50000 5.97
4988
恒流放电 75000 3.97
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恒流放电 140000
2
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恒流放电 140000
2
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恒流放电 140000 1.98
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电量 开路电压 中值电压 平均电压 终止电压 终止电流
(mWh) (mV)
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
17333 4199.5 3540.3 3535 2938.3 125009
17268.1 4199.5 3517.9 3510 2917.3 140010
17079.9 4199.5 3504.1 3492 2927.2 150008
16247.9 4199.5 3464.9 3449 2891.6 161586
聚合物锂离子高倍率电池 知识介绍 讲解：冉刚
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一、聚合物锂离子电池的构成
1.正极：钴酸锂（LiCoO2 )\磷酸铁锂（LiFePO4）\镍钴锰酸锂（Li(NiCoMn)O2）、 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）
Typical capacity (mAh)
150 70 70 90 100 120 130 180 250 350 180 220 140 190 210 250 300 430 350 360
Dimensions(mm) Voltage
(V) Thickness Width Length (±0.3) (±0.5) (±1.0)
8．开路电压（OCV --Open Circuit Voltage） & 工作电压（Work Voltage） 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。
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三、电池图片
四、高倍率电池的内部结构
1.卷绕式高倍率电池 结构：内部一般采用一个正极片，一个负极片加隔膜通过缠绕方式而成（根据 电池容量大小可以是 1 个卷芯或 2~3 个卷芯并联组合而成。 特点：电池放电倍率不高（5~20C）、电池容量较小（2000mAh 以下）、电池 内阻较大。 2.叠片式高倍率电池 结构：电池内部采用多层正极、负极、隔膜交替叠加而成。 特点：电池放电倍率高（20~60C）、电池容量较大（2000mAh~20000mAh）、 电池内阻小。
(mV)
(mV)
(mV)
(mA)
19111.5 4199.4 3795.5 3820 2995.5 5002
18364.1 4199.5 3664.3 3682 2970.9 50004
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17777.3 4199.5 3580.5 3583 2956.2 100006
16400.1 4199.3 3499.8 3488 2985.9 140013
16302.3 4199.3 3500.1 3485 2977.6 140011
16255.1 4199.3 3497.4 3483 2971.4 140011
16070.1 4199.3 3499.2 3481 2972 140011
七、装配方式
1.组合配对要求 （1）电压间压差≤0.01V； （2）内阻差≤0.2m，根据电池容量大小会有区别； （3）容量差根据电池容量大小而定。
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2.装配常见物料
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3.电池装配过程
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3、常见组合方式
十、常见型号
小高倍率电池常见规格：
超级安全、玩具电池系列
Details for Electric Toys Battery Series
Model
551140RH15 751314RH15 601417RH15 651419RH15 751518RH15 601522RH15 701620RH15 751723RH15 751730RH15 651744RH15 652025RH15 702025RH15 382030RH15 452030RH15 502030RH15 682030RH15 752030RH15 802530RH15 752035RH15 802035RH15
13737.7 4199.3 3419.0 3397 2928.8 199655
16592.6 4199.3 3503.4 3492 2892 124855
16529.9 4199.3 3502.9 3490 2948.9 140013
16515.8 4199.2 3504.5 3493 2953.4 140011
项目 单电池 2 只电池 3 只电池 4 只电池 6 只电池 4 只电池
组合方式 1S 2S1P(2 串） 3S1P(3 串） 4S1P(4 串） 6S1P(6 串） 2S2P(2 并 2 串）
组合电压（V） 3.7V 7.4V 11.1V 14.8V 22.2V 7.4V
八、充放电方式
1.玩具电池--一般都要求带保护板对充电和放电都有保护功能，充放电方式跟数 码电池一致； 2.航模、车模、船模电池，由于工作电流大（10-200A），而且一般都是多串组 合，能否承受大电流放电的控制板价格昂贵，为了保证电池在充电时不过充，放 电时不过放，通常充电采用平衡充电插头，用专用充电器充电。放电保护是在用 电设备上设置下限电压进行保护。
玩具电池一般需要配保护板，模型电池组充电和放电是不需要加保护板的。
九、BPI 高倍率电池特点
1.小高倍率电池 超级安全性能：3C,10V 过充电，不起火，不爆炸； 快速充电：6 分钟充至额定容量的 90%以上； 超长循环寿命：10C 充放电，300 周后容量保持≥85%； 适用范围：适用于航模、玩具等行业。
六、不同正极材料的高倍率电池
不同正极材料倍率电池性能区别：
项目
平均电压
倍率性能
循环性能
（V）
低温性 能
电池 容 能量 密
安全性能 适用领域
量
度
钴酸锂
好
玩具、航
3.5
一般
好
5Ah 以下
高
不好
模
磷酸铁锂 好
3.1
好
一般 5~20Ah
低
好
动力
电动自行
三元材料 一般
3.4
较好
一般 5~20Ah 一般
较好
车等
2.大容量高倍率电池 高放电倍率:倍率放电中值电压≥3.50V；
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循环寿命长：组合电池倍率循环寿命高达 150 周； 具备 2~3C 快速充电能力； 超高爆发力：可以 40C～50C 连续大电流放电，具备 80C～100C 短时间脉
冲放电能力； 超轻重量：2600mAh,30C 电池 重量≤60g； 适用范围：适用于航模、车模、船模、枪模等模型行业。