新能源汽車鋰電池作為核心部件,鋰電池的性能從某個層面來說決定了新能源汽車的質量水平。那麼,鋰離子電池都有哪些性能指標呢?本文系統的給大家做個歸納,有需要的朋友可要收藏好了。
鋰離子電池的性能指標可分為常規性能指標和可靠性性能指標。常規性能指標包括:容量、內阻、能量密度、充放電倍率;可靠性性能指標包括:循環壽命、自放電率、放電深度。接下來我們對這些指標做詳細解析。
常規性能指標
1、容量:電池的容量是指電池存儲電量的大小。常用的表達方法有Ah 和KWh,Ah 和KWh的關係,可以類比於P等於UI,功率等於電壓乘以電流。
2、內阻:電池的內阻是指電池在工作時,電流流過電池內部所受到的阻力,單位是毫歐姆。它包括歐姆內阻和極化內阻,極化內阻又包括電化學極化內阻和濃差極化內阻。歐姆內阻與電池的尺寸、結構和裝配有關;極化內阻是電池正極與負極發生電化學反應時極化所引起的內阻。內阻對電池的影響:內阻大的電池,在充放電的時候,內部功耗大,發熱嚴重,會造成鋰離子電池加速老化和壽命衰減,同時也會限制大倍率充放電。所以,內阻越小,鋰電池的壽命和倍率性就會越好。
3、能量密度:指的是電池單位體積或者質量所能釋放出來的電能。電池重量能量密度=電池容量×放電平臺/重量,基本單位為Wh/kg;電池體積能量密度=電池容量×放電平臺/體積,基本單位為Wh/L,增加能量密度是鋰離子電池增加續航裡程的重要研究方向,國家的政策也在引導電池生產企業積極提升電池的能量密度。下圖是常見車型的電池能量密度
4、充放電倍率:用來表示電池充放電電流大小的比率,即倍率,單位為C;例如60Ah的電池,1C表示使用60A電流充放電,0.5C表示使用30A電流充放電,2C表示120A電流充放電。下圖展示了充放電倍率與電池電壓和電池容量的關係。
可靠性性能指標
1、循環壽命:高壓電池的壽命,一般使用循環使用次數來定義。國家對於電池的壽命有一些法規要求,即當電池容量衰減到80%以下時,就需要進行強制回收,繼續梯次利用。正常使用電池影響壽命的因素有:充放電會減少電池內活性材料,並引起化學材料變化,會使電池內阻增大和容量永久性損失;在溫度升高,電壓處於充滿電時,永久性容量損失最大。 非正常使用帶來的壽命影響因素:過放電或者長時間儲放不使用,當電池電壓低於一定值時,會造成不可逆的損壞;過充電即超過充電終止電壓,就會嚴重影響壽命。
2自放電率:又稱為荷電保持能力,是指電池在開路狀態下,電池所存儲的電量在一定條件下的保持能力,主要受電池製造工藝、材料、存儲條件等因素影響。鋰離子電池的自放電率<3%/月;自放電率的積極作用:預測問題電芯、對電池進行成組配對、電池SOC估算修正。
3、放電深度:即鋰離子電池所放電量與總儲存電量(標稱容量)的比值,數字越小,就意味著放電越淺。例如:放電深度為80%,就是說放電到剩下到20%的容量。限制放電深度的原因:循環壽命隨著放電深度的增加而急劇降低;容量越低,內阻越大,能耗以熱量的形式浪費,也會帶來極大的安全隱患。下圖是循環壽命和放電深度的關係。
總結:本文介紹了鋰離子電池的容量、內阻、能量密度、充放電倍率、循環壽命、自放電率、放電深度等指標定義和影響,可以讓大家更加深入的理解鋰離子電池。也可以給大家在選擇電動汽車、正確使用電動汽車以及維修保養的時候提供理論支持。