鋰電池參數(shù),常用鋰電參數(shù)計(jì)算公式

來源：存能電氣  日期：2019-08-09 09:12  瀏覽量：次

　　鋰電池參數(shù),常用鋰電參數(shù)計(jì)算公式。在動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)中，各個(gè)參數(shù)能夠表征系統(tǒng)的不同性能，在設(shè)計(jì)與研究鋰電池的過程中，你對以下的鋰電參數(shù)與計(jì)算公式全部掌握了嗎？如果還沒掌握，趕緊收藏起來慢慢學(xué)習(xí)吧。

　　鋰電池參數(shù)有哪些？

　　1、電池容量

　　鋰電池的容量由電池內(nèi)活性物質(zhì)的數(shù)量決定，通常用毫安時(shí)mAh或者Ah表示。例如1000mAh就是能以1A的電流放電1h換算為所含電荷量大約為3600C。

　　2、標(biāo)稱電壓

　　鋰電池正負(fù)極之間的電勢差稱為電池的標(biāo)稱電壓。標(biāo)稱電壓由極板材料的電極電位和內(nèi)部電解液的濃度決定。

　　3、充電終止電壓

　　可充電電池充足電時(shí)，極板上的活性物質(zhì)已達(dá)到飽和狀態(tài)，再繼續(xù)充電，電池的電壓也不會(huì)上升，此時(shí)的電壓稱為充電終止電壓。鋰離子電池為4.2V或者4.35V。

　　4、放電終止電壓

　　放電終止電壓是指蓄電池放電時(shí)允許的最低電壓。放電終止電壓和放電率有關(guān)。一般來講單元鋰離子電池為2.7V。

　　5、電池內(nèi)阻

　　鋰電池的內(nèi)阻由極板的電阻和離子流的阻抗決定，在充放電過程中，圖像引擎以及極板的電阻是不變的，但離子流的阻抗將隨電解液濃度和帶電離子的增減而變化。

　　6、自放電率

　　是指在一段時(shí)間內(nèi)，電池在沒有使用的情況下，自動(dòng)損失的電量占總?cè)萘康陌俜直?。一般在常溫下鋰離子電池自放電率為5%-8%。

　　常用鋰電參數(shù)計(jì)算公式

　　（1）電極材料的理論容量

　　電極材料理論容量，即假定材料中鋰離子電池全部參與電化學(xué)反應(yīng)所能夠提供的容量，其值通過下式計(jì)算：故而，主流的材料理論容量計(jì)算公式如下:

　　LiFePO4摩爾質(zhì)量157.756g/mol，其理論容量為：同理可得：三元材料NCM(1:1:1)(LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)摩爾質(zhì)量為96.461g/mol，其理論容量為278mAh/g,LiCoO2摩爾質(zhì)量97.8698g/mol，如果鋰離子全部脫出，其理論克容量274mAh/g.

　　石墨負(fù)極中，鋰嵌入量最大時(shí)，形成鋰碳層間化合物，化學(xué)式LiC6，即6個(gè)碳原子結(jié)合一個(gè)Li。6個(gè)C摩爾質(zhì)量為72.066g/mol，石墨的最大理論容量為：對于硅負(fù)極，由5Si+22Li++22e-?Li22Si5可知，5個(gè)硅的摩爾質(zhì)量為140.430g/mol，5個(gè)硅原子結(jié)合22個(gè)Li，則硅負(fù)極的理論容量為：這些計(jì)算值是理論的克容量，為保證材料結(jié)構(gòu)可逆，實(shí)際鋰離子脫嵌系數(shù)小于1，實(shí)際的材料的克容量為：材料實(shí)際克容量=鋰離子脫嵌系數(shù)×理論容量

　?。?）電池設(shè)計(jì)容量

　　鋰電池設(shè)計(jì)容量=涂層面密度×活物質(zhì)比例×活物質(zhì)克容量×極片涂層面積

　　其中，面密度是一個(gè)關(guān)鍵的設(shè)計(jì)參數(shù)，主要在涂布和輥壓工序控制。壓實(shí)密度不變時(shí)，涂層面密度增加意味著極片厚度增加，電子傳輸距離增大，電子電阻增加，但是增加程度有限。厚極片中，鋰電池在電解液中的遷移阻抗增加是影響倍率特性的主要原因，考慮到孔隙率和孔隙的曲折連同，離子在孔隙內(nèi)的遷移距離比極片厚度多出很多倍。

　?。?）N/P比

　　負(fù)極活性物質(zhì)克容量×負(fù)極面密度×負(fù)極活性物含量比÷（正極活性物質(zhì)克容量×正極面密度×正極活性物含量比）

　　石墨負(fù)極類電池N/P要大于1.0，一般1.04~1.20，這主要是出于安全設(shè)計(jì)，主要為了防止負(fù)極析鋰，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮工序能力，如涂布偏差。但是，N/P過大時(shí)，電池不可逆容量損失，導(dǎo)致電池容量偏低，電池能量密度也會(huì)降低。

　　（4）首效

　　首效=首次放電容量/首次充電容量

　　日常生產(chǎn)中，一般是先化成再進(jìn)行分容，化成充入一部分電，分容補(bǔ)充電后再放電，故而：首效=（化成充入容量+分容補(bǔ)充電容量）/分容第一次放電容量

　　（6）能量密度

　　體積能量密度(Wh/L)=鋰電池容量(mAh)×3.6(V)/（厚度(cm)*寬度(cm)*長度(cm)）質(zhì)量能量密度(Wh/KG)=電池容量(mAh)×3.6(V)/電池重量

　　以上就是鋰電池參數(shù),常用鋰電參數(shù)計(jì)算公式的介紹。雖然這些個(gè)參數(shù)都比較偏理論敘述，但是卻是動(dòng)力鋰電池最基本的元素，就像一把鑰匙，通過它們才能評(píng)價(jià)動(dòng)力電池的好壞，才能打開這扇大門。