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鋰離子電池多少C是什么意思

作者: 時(shí)間:2024-08-12 來源:硬件筆記本 收藏

C:用來表示電池充放電電流大小的比率,即倍率。充放電倍率=充放電電流/額定容量,如1200mAh的電池,0.2C表示240mA(1200mAh的0.2倍率),1C表示1200mA(1200mAh的1倍率)。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/202408/461899.htm


1、鋰金屬電池:

鋰金屬電池一般是使用二氧化錳為正極材料、金屬鋰或其合金金屬為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。


2、鋰離子電池基本原理

放電反應(yīng):Li+MnO2=LiMnO2


3、鋰離子電池

鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)的電池。充電電池總反應(yīng):LiCoO2+6C=Li(1-x)CoO2+LixC6


電池的放電速度由電池自身瞬間所能提供的最大電流輸出決定 ,而"C"就來表示電池的放電倍率,1C指放電電流大小是額定容量值,這個(gè)C就是額定容量的值。


對(duì)于電池的容量是用"mAH(毫安培小時(shí))"來表示的 ,例如 ,一塊電池標(biāo)有3000mAH ,當(dāng)我們用3000mA的電流也就是3A放電時(shí) ,用一個(gè)小時(shí)放完。



在電池上所標(biāo)的"S"代表串聯(lián),"P"代表的是并聯(lián),電池通過串聯(lián)來提高電壓,通過并聯(lián)來提高放電電流。


例如,一塊由2100mAh的所組成的3S4P電池組 ,就代表該電池是由12個(gè)所組成的,其中電壓是單節(jié)電池的3倍 ,放電電流能力是單節(jié)電池的4倍 。


因此如果這個(gè)電池組的最大放電倍率為6C,就代表它是一組電壓為10.8V(3*3.6),并提供最高5.4A放電電流的組。

(2100mAh*6C*4P=2.1A*6*4=50.4A)


按照這種方法可以計(jì)算其他的電池組了。


還有最重要的一點(diǎn)就是,鋰電池的最低放電電壓一般是3.0V(也有廠家設(shè)置更低)左右,充電器一般標(biāo)注最高充電限制電壓4.2V左右。


對(duì)鋰電池?fù)p害最大的就是電池的過充過放,過充過放會(huì)使電池的壽命減少,鋰電池基本上只有500次循環(huán) ,也就是用個(gè)3、4年就不行了。


提升鋰離子電池高倍率性能的方法有哪些?


1、材料選擇

通常而言提升動(dòng)力鋰電池倍率性能主要是從材料的選擇上入手,常溫20℃下,LCO材料的電子電導(dǎo)率最低僅為5x10-8S/cm,而NCM111材料電子電導(dǎo)率可達(dá)2.2x10-6S/cm,隨著鎳含量的進(jìn)一步提高,三元材料的電子電導(dǎo)率也明顯提高,NCM8111材料的電子電導(dǎo)率更是達(dá)到4.1x10-3S/cm,離子電導(dǎo)率方面也表現(xiàn)出了同樣的趨勢(shì),LCO材料在20℃下,離子電導(dǎo)率僅為2.3x10-7S/cm,而NCM111材料離子電導(dǎo)率為3.2x10-6S/cm,NCM532位1.7x10-3S/cm,NCM622位3.4x10-3S/cm,NCM811材料更是達(dá)到了6.3x10-3S/cm。


因此無論是從電子電導(dǎo)率還是離子電導(dǎo)率上來看三元材料,特別是高鎳三元材料或者NCA材料都更加適合高倍率型鋰離子電池。當(dāng)然除了材料的這些本征特性外,其倍率性能還受到形貌等多重因素的影響,例如小顆粒的材料表面積更大,Li+在顆粒內(nèi)部的擴(kuò)散距離更短,因此理論上會(huì)具有更好的倍率性能。


負(fù)極材料的選擇種類比較多,例如小顆粒的中間相類的石墨材料,在倍率性能上都有較好的表現(xiàn),鈦酸鋰電池材料因?yàn)殡妼?dǎo)率較低,生產(chǎn)中往往會(huì)制成納米級(jí)的顆粒,因此進(jìn)一步增大了活性面積,降低了Li+的擴(kuò)散距離,鈦酸鋰電池因此具有非常優(yōu)異的倍率性能,能夠?qū)崿F(xiàn)快速充電。


日本東芝公司開發(fā)的鈮鈦氧化合物NTO新型負(fù)極材料,該材料的可逆容量可達(dá)341mAh/g遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于LTO材料,接近石墨材料,但是憑借著高壓實(shí)密度的優(yōu)勢(shì),在體積能量密度達(dá)到了石墨負(fù)極的兩倍,同時(shí)該材料還保留了快速充電的特性。


2、配方優(yōu)化


決定鋰電池倍率性能的另外一個(gè)關(guān)鍵在于電池的配方設(shè)計(jì),在鋰離子電池內(nèi)部存在“離子導(dǎo)電”和“電子導(dǎo)電”兩種導(dǎo)電形式,其中離子導(dǎo)電主要包括Li+在電解液、電極內(nèi)部孔隙和活性物質(zhì)內(nèi)部的擴(kuò)散,電子導(dǎo)電主要是活性物質(zhì)顆粒之間的導(dǎo)電。


鋰離子電池的高倍率性能是幾種導(dǎo)電形式的綜合體現(xiàn),在壓實(shí)密度過高時(shí)會(huì)導(dǎo)致電極孔隙率急劇下降,導(dǎo)致離子擴(kuò)散阻抗增加,而壓實(shí)密度較低時(shí)又會(huì)導(dǎo)致接觸阻抗的增加,因此只有合適的壓實(shí)密度才能在保證鋰離子電池優(yōu)異的倍率性能的同時(shí)也兼顧了高能量密度的特性。


3、電池結(jié)構(gòu)的選擇


對(duì)于倍率性電池如何控制放電過程中的溫度也是一個(gè)非常重要的問題,在大電流放電過程中鋰離子電池會(huì)產(chǎn)生大量的熱量,熱量在鋰離子電池內(nèi)部的積累會(huì)導(dǎo)致溫度的升高,產(chǎn)生較大的溫度梯度,因此鋰離子電池內(nèi)部衰降的不一致,影響鋰離子電池的壽命。如何選擇一個(gè)合適的結(jié)構(gòu)就變的尤為重要。


4、提高電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率


鋰離子要在正、負(fù)極之間來回穿梭,就如同在電解質(zhì)和電池殼體所構(gòu)成的“游泳池”里面游泳,電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率如同水的阻力一樣,對(duì)鋰離子游泳的速度有非常大的影響。目前鋰離子電池所采用的有機(jī)電解質(zhì),不管是液體電解質(zhì),還是固體電解質(zhì),其離子電導(dǎo)率都不是很高。電解質(zhì)的電阻成為整個(gè)電池電阻的重要組成部分,對(duì)鋰離子電池高倍率性能的影響不容忽視。


通過選擇合適的材料、配方和結(jié)構(gòu)能夠降低鋰離子電池在大倍率放電時(shí)的電池內(nèi)部的阻抗和極化,減少溫度的不均勻性,有效的提升電池的倍率性能。提升倍率性能是一個(gè)綜合性的工程,需要從多重因素綜合考慮,小編所介紹的只是九牛一毛,知識(shí)所限難免有所疏漏,希望各位朋友批評(píng)指正,提出自己的觀點(diǎn)。


5、降低電池的內(nèi)阻


一般在正極活性物質(zhì)內(nèi)部會(huì)添加導(dǎo)電劑,從而降低活性物質(zhì)之間、活性物質(zhì)與正極基體/集流體的接觸電阻,改善正極材料的電導(dǎo)率(離子和電子電導(dǎo)率),提升倍率性能。不同材料不同形狀的導(dǎo)電劑,都會(huì)對(duì)鋰電池的內(nèi)阻產(chǎn)生影響,進(jìn)而影響其倍率性能。


鋰電池隨著充放電次數(shù)的增加,容量會(huì)越來越少,直接表現(xiàn)就是鋰電池的性能越來越差。當(dāng)充電電流和截止電壓超過一定的數(shù)值時(shí),鋰離子電池的衰降將被極大的加速,為了降低鋰離子電池的衰降速率,需要針對(duì)不同的體系,需要選擇合適的充放電電流和截止電壓。




關(guān)鍵詞: 鋰電池 電路保護(hù)

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