锂電池可以分成兩個大類：一次性不可充電電池和二次充電電池（又稱為蓄電池）。

　　不可充電電池如锂二氧化錳電池、锂-亞硫酰胺電池。

　　二次充電電池又可以分為下面根據不同的情況分類。

　　1． 按外型分：方形锂電池（如普通手機電池）和圓柱形锂電池（如電動工具的 18650）；

　　2． 按外包材料分：鋁殼锂電池，鋼殼锂電池，軟包電池；

　　3． 按正極材料分：钴酸锂（LiCoO2）、錳酸锂（LiMn2O4）、三元锂（LiNixCoyMnzO2）、

　　磷酸鐵锂（LiFePO4）；

　　4． 按電解液狀态分：锂離子電池（LIB）和聚合物電池（PLB）；

　　5． 按用途分：普通電池和動力電池。

　　6． 按性能特性分：高容量電池、高倍率電池、高溫電池、低溫電池等。

　　一、動力電池基本概念

　　1. 容量(Capacity)

　　我們在高中學物理是知道，電量的公式為 Q=I*t，單位為庫倫，電池的容量單位規定為 Ah（安時）或mAh（毫安時）。意思是 1AH 的電池在充滿電的情況下用 1A 的電流放電可以放1個小時。

　　①定義：電池容量是指電池所能夠儲存的電量多少，容量是電池電性能的重要指标，它由電極的活性物質決定。指一定的放電條件下可以從電池锂獲得的電量。

　　②單位：容量用C表示，單位用Ah（安時）或mAh（毫安時）表示。

　　③公式：C=It,即電池容量（Ah）＝電流（A）x放電時間（h）。

　　④舉例：容量為10安時的電池，以5安培放電可放2小時，以10安培放電可放1小時

　　⑤影響因素：電池的實際容量主要取決于以下幾個因素：活性物質的數量、質量，活性物質的利用率。

　　⑥額定容量：在規定條件下測得的，由制造商給定的蓄電池容量。

　　⑦可用容量：在規定條件下，從完全充電的蓄電池中釋放的電量。

　　⑧理論容量：假設活性物質完全被利用，蓄電池可釋放的容量。

　　2. 充放電倍率（Charge-Rate/Discharge-Rate）

　　表示以多大的電流充電、放電，一般以電池的标稱容量的倍數為計算，一般稱為幾 C。

　　像容量 1500mAh 的電池，規定 1C=1500mAh，如果以 2C 放電也就是以 3000mA 的電流放電，0.1C充放電就是以150mA 的電流充放電。

　　3. 電壓

　　電池的電壓一般指锂電池的标稱電壓（也叫額定電壓）。普通锂電池的标稱電壓一般為 3.7V，我們也稱其電壓平台為 3.7V。我們說的電壓一般指的是電池的開路電壓。

　　當電池 20~80%的容量時，電壓集中在 3.7V 左右（3.6~3.9V 左右），容量太高或太低，電壓變化較大。

　　①開路電壓：指電池在沒有連接外電路或者外負載時的電壓。開路電壓與電池的剩餘能量有一定的聯系，電量顯示就是利用這個原理。

　　②工作電壓：是指電池在工作狀态下即電路中有電流流過時電池正負極之間的電勢差,又稱負載電壓。在電池放電工作狀态下，當電流流過電池内部時，必須克服内阻的阻力，故工作電壓總是低于開路電壓。

　　③放電截止電壓：指電池充滿電後進行放電，放完電時達到的電壓（若繼續放電則為過度放電，對電池的壽命和性能有損傷）。

　　④充電限制電壓：充電過程中由恒流變為恒壓充電的電壓

　　4. 能量（Energy）/功率（Power）

　　電池以一定的标準放電，電池所能放出的能量（E），單位為Wh（瓦時）或 KWh（千瓦時），另外1KWh=1度電。

　　物理書上有基本概念，E=U*I*t，也等于電池電壓乘以電池的容量。

　　而功率的公式為，P=U*I=E/t，表示單位時間能夠釋放的能量。單位為 W（瓦）或 KW（千瓦）。像容量為1500mAh的電池，标稱的電壓一般為3.7V，故對應的能量為 5.55Wh。

　　電池能量是衡量電池帶動設備做功的重要指标，容量不能決定做功的多少。

　　5. 内阻（Resistance）

　　由于充放電時不能等效為一個理想的電源，有一定的内阻。内阻是要消耗能量的，當然内阻越小越好。

　　電池内阻單位用毫歐（mΩ）。

　　一般電池的内阻由歐姆内阻和極化内阻組成，内阻的大小受電池的材料、制造工藝，還有電池的結構的影響。

　　電池的内阻決定于極闆的電阻和離子流的阻抗。在充放電過程中，極闆的電阻是不變的，但是，離子流的阻抗将随電解液濃度的變化和帶電離子的增減而變化。

　　電池的内阻由極闆的電阻和離子流的阻抗決定，在充放電過程中，圖像引擎以及極闆的電阻是不變的，但離子流的阻抗将随電解液濃度和帶電離子的增減而變化。當锂電池的OCV電壓降低時，阻抗會增大，因此在低電（小于3V）充電時，要先進行預充電（涓流充電），防止電流太大引起電池發熱量過大。

　　6. 循環壽命（Cycle Life）

　　電池充電和放電一次就稱為一個循環，循環使用壽命是衡量電池壽命性能的一個重要指标。 IEC 标準規定手機锂電池，0.2C 放電至 3.0V，1C 充電至 4.2 V，反複循環 500 次後電池容量應保持為初始容量的 60%以上。也就是說锂電池的循環壽命為 500次。

　　國 标 規 定 ， 循 環 壽 命 300 次 後 ， 容 量 應 保 持 初 始 容 量 的 70% 。

　　電池容量低于初始容量的60%一般要考慮報廢處理了。

　　不正确使用電池，電池材料，電解質的組成和濃度，充放電倍率，放電深度（DOD%），溫度，制作工藝等都對電池的循環壽命有影響。

　　7. 放電深度（DOD: Depth of Discharger） 定義為電池放出的容量占額定容量的百分比。

　　锂電池一般放電深度越深，電池壽命越短。

　　8. 終止電壓（Cut-Off Voltage）

　　終止電壓分為充電終止電壓和放電終止電壓，也就是說電池不能繼續充電或放電的電壓，在

　　終止電壓下再繼續充電或放電對電池的壽命影響很大。

　　锂電池的充電終止電壓一般為 4.2V，放電終止電壓為 3.0V。

　　锂電池超過終止電壓的深充或深放是嚴格禁止的。

　　9. 自放電率（Self-Discharge）

　　指電池在存放期間容量的下降率，用單位時間内容量下降的百分比表示。

　　一般的锂電池的自放電率為 2%~9% /月。

　　10. SOC(State of Charge)

　　指電池的剩餘電量與可以放出總電量的百分比，0~100%。反映電池剩餘電量。

　　11.能量密度（Wh/Kg）

　　①定義：指單位體積或單位質量所釋放的能量，通常用體積能量密度（Wh/L）或質量能量密度（Wh/kg）表示。

　　②舉例：如一節锂電池重325g，額定電壓為3.7V，容量為10Ah，則其能量密度為113Wh/kg，下表為理論值，在實際應用情況中需要考慮電池結構中的殼體、零件等各方面因素。

　　目前锂電池的能量密度是鎳镉和鎳氫電池的3和1.5倍，能量密度的高低是由材料密度與結構決定的

　　12.功率與功率密度

　　①功率是指在一定的放電制度下，單位時間内電池輸出的能量，單位為W或kW。

　　②功率密度又稱比功率，是單位質量或單位體積電池輸出的功率，單位為W/kg或W/L。比功率是評價電池及電池包是否滿足電動汽車加速和爬坡能力的重要指标。

　　13.充電方式

　　①CC/CV：CC即恒流，以固定的電流對電池充電；CV即恒壓，以固定的電壓對電池充電，充電電流會随着電池充滿逐漸下降。

　　②涓流充電：指以小于0.1C電流對電池充電，一般在電池接近充滿電時，迚行補充充電時采用，若電池對充電時間沒有嚴格要求的話，建議采用涓流充電方式充電。

　　②浮充電：随時對蓄電池用恒壓充電，使其保持一定的荷電狀态。

　　14.電池組的一緻性

　　由多個單體電芯串連、并聯在一起就組成了電池組。電池組的整體性能和壽命取決于其中性能較差的一個電芯，這就要求電池組中每個電芯性能的一緻性要高。除了單體電芯本身性能的誤差和原材料質量的好壞，最主要原因是制造工藝，工藝的改進對提高電池的質量非常重要。

　　15.SOH（State of Health）電池健康狀态（包括容量、功率、内阻等），是電池從滿充狀态下以一定的倍率放電到截止電壓所放出的容量與其所對應的标稱容量的比值。

　　二、電池命名規則

　　不同的廠家有不同的命名規則，但通用電池大家都遵循統一的标準，根據電池的名稱可以知

　　道電池的尺寸等。

　　IEC61960規定，圓柱形和方形電池的規則如下：

　　1. 圓柱形電池， 3 個 字 母 後 跟 5 個數字， 3個字母，第一個字母表示負極材料，I表示有内置的锂離子，L表示锂金屬或锂合金電極。第二個字母表示正極材料，C 表示钴，N 表示鎳，M表示錳，V 表示釩。第三個字母為為R表 示 圓 柱 形 。

　　5個數字，前2個數字表示直徑，後 3個數字表示高度，單位都為 mm。

　　2. 方 形 電 池 ， 3 個字母後更 6 個數字， 3個字母，前兩個字母的意義和圓柱形一樣，後一個字母為P 表示為方形。

　　6個數字，前2個數字表示厚度，中間 2個表示寬度，後面2個表示高度（長度），單位也

　　為mm。

　　如：ICR 18650 就是直徑為 18mm，高度為 65mm的通用的18650圓柱形電池；

　　ICP 053353 就是厚度為5mm，寬度為 33mm，高度（長度）為53mm的方形電池。

　　三、電池的成組和串并聯

　　應用在不同的領域中，對電池的要求不一樣，系統對電壓，容量，内阻等都有一些特殊的要

　　求。往往單節電池不能滿足要求，需要電池串并聯後才能給外供電。

　　電池串并聯後的性能由最差那一節電池的性能決定，也就是我們常說的“木桶原理”，因此

　　電池成組最重要的一點就是電池性能參數的一緻性。

　　像筆記本，電動自行車，電動汽車，儲能系統等都需要考慮電池的串并聯組成電池包。

　　筆記本電池電壓一般是 11.1V 或 14.8V，主要采用 18650 電池，所以一般 2 串 3 并（2s3p）或2 串 4并（2s4p）。

　　Apple iPAD就是3塊聚合物電池并聯，容量 25Wh左右。

　　電動自行車和電動摩托車系統一般是 24V、36V、48V、60V、72V 系統，具體成組情況見下表（S 代表串聯）。

　　純電動汽車和混合動力（EV/PHEV）電壓更高，250~500V 左右，最大會串聯到150 節以上。

　　另外電池成組串并聯是要考慮很多東西，電池的電壓平台的一緻性，電池的容量的一緻性，

　　電池的内阻的一緻性等。

　　電池的串并聯後其參數的一緻性對電池的性能和壽命有很大的影響。

　　四、電池的充放電特性

　　锂電池的充放電曲線指的是電池的容量和開路電壓的關系曲線，根據電池的放電曲線，可以

　　粗略的估計電池的電量，如下圖所示。

　　锂電池的充放電曲線不僅與充電放電電流的大小有關還與溫度有關。如下圖所示。電池放電時不是溫度越高越好。雖然溫度高一點放電速率會高，但是過高的溫度會給電池帶來安全隐患，如着火爆炸等。所以，動力電池必須要工作在合适的工作溫度，才能兼顧安全域效率。

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