當(dāng)前位置:首頁(yè) > 百科知識(shí) > 鋰電 > 正文

電池容量

電池性能的重要性能指標(biāo)之一是電池容量,它表示在一定條件下(放電率、溫度、終止電壓等)電池放出的電量(可用JS-150D做放電測(cè)試),即電池的容量,通常以安培·小時(shí)為單位(簡(jiǎn)稱,以A.H表示,1A.h=3600C)電池容量C的計(jì)算式為C=∫t0It1dt (在t0到t1時(shí)間內(nèi)對(duì)電流I積分).電池分正負(fù)極。

  1分類

  電池容量按照不同條件分為實(shí)際容量、理論容量與額定容量。

  在某一放電率下于25℃放電至終止電壓所提的最低限度的容量是設(shè)計(jì)與生產(chǎn)時(shí)的規(guī)定的電池的容量,這叫做某一放電率RH的額定容量。

  電池容量一般以AH(安培小時(shí))計(jì)算,另一種是以CELL(單位極板)幾瓦(W)計(jì)算。(W/CELL)

  1.Ah(安培小時(shí))計(jì)算,放電電流(恒流)I×放電時(shí)間(小時(shí))T 。 例如7AH電池如果連續(xù)放電電流0.35A ,那么時(shí)間可連續(xù)20小時(shí)。

  2.充電時(shí)間以15小時(shí)為標(biāo)準(zhǔn),充電電流為電池容量的1/10 ,快速充電會(huì)減少電池壽命。

  電池容量是指電池存儲(chǔ)電量的大小。電池容量的單位是“mAh”,中文名稱是毫安時(shí)(在衡量大容量電池如鉛蓄電池時(shí),為了方便起見(jiàn),一般用“Ah”來(lái)表示,中文名是安時(shí),1Ah=1000mAh)。若電池的額定容量是1300mAh,即130mA的電流給電池放電,那么該電池可以持續(xù)工作10小時(shí)(1300mAh/130mA=10h);如果放電電流為1300mA,那供電時(shí)間就只有1小時(shí)左右(實(shí)際工作時(shí)間因電池的實(shí)際容量的個(gè)別差異而有一些差別)。這是理想狀態(tài)下的分析,數(shù)碼設(shè)備實(shí)際工作時(shí)的電流不可能始終恒定在某一數(shù)值(以數(shù)碼相機(jī)為例,工作電流會(huì)因?yàn)長(zhǎng)CD顯示屏、閃光燈等部件的開(kāi)啟或關(guān)閉而發(fā)生較大的變化),因而電池能對(duì)某個(gè)設(shè)備的供電時(shí)間只能是個(gè)大約值,而這個(gè)值也只有通過(guò)實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)來(lái)估計(jì)。[1]

  2容量單位

  通常我們講電池容量是以安時(shí)為單位,這是基于已經(jīng)確定的某一個(gè)電池。

  比如我們說(shuō)這塊手機(jī)電池容量是多少;這塊電瓶車(chē)電池容量是多少,都是分別針對(duì)不同電池來(lái)說(shuō)的。針對(duì)電池電壓已經(jīng)確定,而沒(méi)有考慮實(shí)際電壓,只需要說(shuō)安時(shí)就能代表這塊電池容量。

  然而對(duì)于不同電壓的電池,我們就不能單純的用安時(shí)來(lái)代表容量,比如一塊12V 20AH的電池,一塊15V20AH的電池,哪怕都是20AH,供給相同功率負(fù)載,設(shè)備都能正常工作,但持續(xù)時(shí)間是不一樣的,所以標(biāo)準(zhǔn)容量應(yīng)該以功為單位。

  再舉個(gè)例子,一個(gè)設(shè)備能支持12V 、也能支持24V,用一塊12V(20AH)電池供電,能提供一個(gè)小時(shí),那么用兩塊串聯(lián)會(huì)變成24V(20AH)其中安時(shí)沒(méi)有增加,但持續(xù)時(shí)間會(huì)長(zhǎng)一倍,所以容量此時(shí)應(yīng)考慮為電池所容納的功,而不能單純考慮為安時(shí)。

  W(功)=P(功率)*T(時(shí)間)=I(電流)*U(電壓)*T(時(shí)間)

  這樣討論電池容量才有實(shí)際意義,否則可能出現(xiàn)一塊手機(jī)電池還比電瓶車(chē)電池容量大的說(shuō)法,這顯然不科學(xué)。

  3測(cè)試方式

  給一個(gè)電池進(jìn)行恒流恒壓充電,然后以恒流放電,放出多少電量就是這個(gè)電池的容量,蓄電池,鎳氫電池等,但是鋰電池就不行,它有個(gè)最低放電電壓,即放電電壓不能低于2.75V,通常以3.0V為下限保護(hù)電壓。例如鋰電池容量是1000mAh,則充放電電流就1000mA,在電池最高電壓4.2V內(nèi)放到3.0V,放出來(lái)的容量才是電池最真實(shí)的容量。

  4影響因素

  蓄電池的容量是衡量蓄電池性能的一項(xiàng)重要指標(biāo).一般用安時(shí)來(lái)表示.放電時(shí)間(小時(shí))與放電電流(安培)的總稱,即容量=放電時(shí)間×放電電流.電池的實(shí)際容量,取決于電池中活性物質(zhì)的多少和活性物質(zhì)的利用率.活性物質(zhì)是量越多,活性物質(zhì)利用率就越高,電池的容量也就越大.反之容量越小,影響電池容量的因素很多,常見(jiàn)的有以下幾種:

  (1) 放電率對(duì)電池容量的影響

  鉛蓄電池容量隨放電倍率的增大而降低,也就是說(shuō)放電電流越大,計(jì)算出電池的容量就越小.比如一只10Ah的電池,用5A放電可以放2小時(shí),即5×2=10 ; 那么用10A放電只能放出47.4分鐘的電,合0.79小時(shí).其容量?jī)H為10×0.79=7.9安時(shí).所以對(duì)于給定電池在不同時(shí)率下放電,將有不同的容量.我們?cè)谡劦饺萘繒r(shí)必須知道放電的時(shí)率或倍率.簡(jiǎn)單的講就是用多大的電流放電。

  (2) 溫度對(duì)電池容量的影響

  溫度對(duì)鉛酸蓄電池的容量影響較大,一般隨溫度降底,容量的下降,容量與溫度的關(guān)系如:

  Ct1= Ct2/1+k(t1-t2 ).t1t2分別是電解液的溫度,k為容量的溫度系數(shù),Ct1溫度為t1時(shí)容量(Ah),Ct2是溫度為t2時(shí)的容量(Ah)在蓄電池生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)中,一般要規(guī)定一個(gè)溫度為額定標(biāo)準(zhǔn)溫度,如規(guī)定t1為實(shí)際溫度,t2為標(biāo)準(zhǔn)溫度,(一般為25攝氏度) 負(fù)極板受低溫的影響要比正極板敏感.當(dāng)電解液溫度降低時(shí),電解液粘度增大,離子受到較大的阻力,擴(kuò)散能力下降,電解液電阻也增大,使電化學(xué)反應(yīng)阻力增加,一部分硫酸鉛不能正常轉(zhuǎn)化.充電接受能力下降,結(jié)果導(dǎo)致蓄電池容量下降.

  (3)終止電壓對(duì)電池容量的影響

  當(dāng)電池放電至某一個(gè)電壓值以后,產(chǎn)生電壓急劇下降,實(shí)際上所獲得的能量非常小,如果長(zhǎng)期深放電,對(duì)電池的損害相當(dāng)大.所以必須在某一電壓值終止放電,該截止放電電壓叫放電終止電壓.設(shè)定放電終止電壓,對(duì)延長(zhǎng)蓄電池使用壽命意義重大.一般我們所維修的電動(dòng)車(chē)電池,電摩電池的放電終止電壓為每格1.75伏,也就是說(shuō)一節(jié)12伏電池為6格,其放電終止電壓是6×1.75=10.5伏.[2]

  (4)極板的幾何尺寸對(duì)電池容量的影響

  在活性物質(zhì)的量一定時(shí),與電解液直接接觸極板的幾何面積增加,電池容量的增加,所以極板的幾何尺寸,對(duì)電池容量的影響不可忽視.

 ?、贅O板厚度對(duì)容量的影響

  活性物質(zhì)的量一定,電池容量隨極板厚度的增加而減少,極板越厚,硫酸與活性物質(zhì)接觸面就越小,活性物質(zhì)的利用率越低,電池容量越小.

 ?、跇O板高度對(duì)容量的影響

  在電池中,極板的上下兩部分的活性物質(zhì)利用率存在著較大的差異,實(shí)驗(yàn)證實(shí),放電初期,極板上部比下部的電流密度大約高出2倍~~2.5倍,這種差別隨著放電時(shí)的推移逐漸減少,但上部要比下部的電流密度大.

 ?、蹣O板面積對(duì)容量的影響

  活性物質(zhì)的量一定,極板幾何面積越大,活性物質(zhì)的利用率也越高,電池的容量越大.在電池殼體相同,活性物質(zhì)量不變情況下,采用薄極板增加極板片數(shù),也就是增加了極板的有效反應(yīng)面積 ,從而提高了活性物質(zhì)的利用率,增加了電池的容量。

  5恢復(fù)方法

  容量已經(jīng)減小的充電電池可以用激勵(lì)法給它充電使充電電池容量恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài),具體做法是:

  1. 先把電池的剩余電流放干凈:可以用手電或小燈泡放電,直到手電或小燈泡的燈絲發(fā)紅時(shí)停止放電。注意:放電時(shí)不要讓電池的電壓降到0.9V以下。

  2. 添加納米碳溶膠電池活化劑再用100-200mA的電流充電,充到容量的1.5倍。然后馬上用5~10Ω的負(fù)載(小燈泡或電爐絲)放電。

  3. 再次用100-200mA的電流充電,充到容量的1.2倍后再次放電。

  4. 如此反復(fù)4~5次。從第三次以后,充電電流不要超過(guò)100mA,而充電時(shí)間不要超過(guò)容量的1.2倍。

  用這種方法充電,對(duì)于一般電解液沒(méi)有干涸的充電電池,即可恢復(fù)電池原來(lái)的容量。

  6建議

  每塊手機(jī)電池的壽命的確是恒定的,由它的充電循環(huán)次數(shù)決定,一般為400-600次。但用戶的使用習(xí)慣也會(huì)對(duì)電池產(chǎn)生較大的影響。不良的使用習(xí)慣,比如過(guò)度充電、過(guò)度放電、高溫放置環(huán)境等,都會(huì)對(duì)電池造成不可逆?zhèn)?,令電池折壽,有時(shí)還可能存在安全隱患。另外,通過(guò)關(guān)閉閑置程序,合理省電,把每一滴電量都用到刀刃上,在有限的電量里做更有意義的事情。

  養(yǎng)成良好的使用習(xí)慣,不要等到徹底沒(méi)電再充電,也不要長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)過(guò)度充電等。

  導(dǎo)電涂層

  利用[3] 功能涂層對(duì)電池導(dǎo)電基材進(jìn)行表面處理是一項(xiàng)突破性的技術(shù)創(chuàng)新,覆碳鋁箔/銅箔就是將分散好的納米導(dǎo)電石墨和碳包覆粒,均勻、細(xì)膩地涂覆在鋁箔/銅箔上。它能提供極佳的靜態(tài)導(dǎo)電性能,收集活性物質(zhì)的微電流,從而可以大幅度降低正/負(fù)極材料和集流之間的接觸電阻,并能提高兩者之間的附著能力,可減少粘結(jié)劑的使用量,進(jìn)而使電池的整體性能產(chǎn)生顯著的提升。 涂層分水性(水劑體系)和油性(有機(jī)溶劑體系)兩種類型。

  涂碳鋁箔/銅箔(導(dǎo)電涂層)的性能優(yōu)勢(shì)

  1.顯著提高電池組使用一致性,大幅降低電池組成本。如:

  · 明顯降低電芯動(dòng)態(tài)內(nèi)阻增幅 ;

  · 提高電池組的壓差一致性 ;

  · 延長(zhǎng)電池組壽命 ;

  · 大幅降低電池組成本。

  2.提高活性材料和集流體的粘接附著力,降低極片制造成本。如:

  · 改善使用水性體系的正極材料和集電極的附著力;

  · 改善納米級(jí)或亞微米級(jí)的正極材料和集電極的附著力;

  · 改善鈦酸鋰或其他高容量負(fù)極材料和集電極的附著力;

  · 提高極片制成合格率,降低極片制造成本。

  使用涂碳鋁箔后極片粘附力由原來(lái)10gf提高到60gf(用3M膠帶或百格刀法),粘附力顯著提高。

  3.減小極化,提高倍率和克容量,提升電池性能。如:

  · 部分降低活性材料中粘接劑的比例,提高克容量;

  · 改善活性物質(zhì)和集流體之間的電接觸;

  · 減少極化,提高功率性能。

  4.保護(hù)集流體,延長(zhǎng)電池使用壽命。如:

  · 防止集流極腐蝕、氧化;

  · 提高集流極表面張力,增強(qiáng)集流極的易涂覆性能;

  · 可替代成本較高的蝕刻箔或用更薄的箔材替代原有的標(biāo)準(zhǔn)箔材。


內(nèi)容來(lái)自百科網(wǎng)