鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:4136次 | 2018年07月24日
干電池的工作原理是什么?
一、若干重要概念
1、電壓(V)
①開(kāi)路電壓:指電池在沒(méi)有連接外電路或者外負(fù)載時(shí)的電壓。開(kāi)路電壓與電池的剩余能量有一定的聯(lián)系,電量顯示就是利用這個(gè)原理。
②工作電壓:是指電池在工作狀態(tài)下即電路中有電流流過(guò)時(shí)電池正負(fù)極之間的電勢(shì)差,又稱(chēng)負(fù)載電壓。在電池放電工作狀態(tài)下,當(dāng)電流流過(guò)電池內(nèi)部時(shí),必須克服內(nèi)阻的阻力,故工作電壓總是低于開(kāi)路電壓。
③放電截止電壓:指電池充滿電后進(jìn)行放電,放完電時(shí)達(dá)到的電壓(若繼續(xù)放電則為過(guò)度放電,對(duì)電池的壽命和性能有損傷)。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
④充電限制電壓:充電過(guò)程中由恒流變?yōu)楹銐撼潆姷碾妷骸?/p>
2、電池容量(Ah)
①定義:電池容量是指電池所能夠儲(chǔ)存的電量多少,容量是電池電性能的重要指標(biāo),它由電極的活性物質(zhì)決定。
②單位:容量用C表示,單位用Ah(安時(shí))或mAh(毫安時(shí))表示。
③公式:C=It,即電池容量(Ah)=電流(A)x放電時(shí)間(h)。
標(biāo)稱(chēng)電壓:28.8V
標(biāo)稱(chēng)容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
④舉例:容量為10安時(shí)的電池,以5安培放電可放2小時(shí),以10安培放電可放1小時(shí)。
⑤影響因素:電池的實(shí)際容量主要取決于以下幾個(gè)因素:活性物質(zhì)的數(shù)量、質(zhì)量,活性物質(zhì)的利用率。
⑥額定容量:在規(guī)定條件下測(cè)得的,由制造商給定的蓄電池容量。
⑦可用容量:在規(guī)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(shè)活性物質(zhì)完全被利用,蓄電池可釋放的容量。
3、電池能量(Wh)
①定義:指電池儲(chǔ)存的能量的多少,用Wh來(lái)表示
②公式:能量(Wh)=額定電壓(V)×工作電流(A)×工作時(shí)間(h)。
③舉例:3.2V15Ah單體電芯的能量為48Wh,3.2V100Ah電池組的能量為320Wh。
電池能量是衡量電池帶動(dòng)設(shè)備做功的重要指標(biāo),容量不能決定做功的多少。
4、能量密度(Wh/Kg)
①定義:指單位體積或單位質(zhì)量所釋放的能量,通常用體積能量密度(Wh/L)或質(zhì)量能量密度(Wh/kg)表示。
②舉例:如一節(jié)鋰電池重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(shí)際應(yīng)用情況中需要考慮電池結(jié)構(gòu)中的殼體、零件等各方面因素。
目前鋰電池的能量密度是鎳鎘和鎳氫電池的3和1.5倍,能量密度的高低是由材料密度與結(jié)構(gòu)決定的。
5、功率與功率密度
①功率是指在一定的放電制度下,單位時(shí)間內(nèi)電池輸出的能量,單位為W或kW。
②功率密度又稱(chēng)比功率,是單位質(zhì)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(píng)價(jià)電池及電池包是否滿足電動(dòng)汽車(chē)加速和爬坡能力的重要指標(biāo)。更多新能源汽車(chē)行業(yè)專(zhuān)業(yè)解讀和最新資訊,可關(guān)注電動(dòng)知家微信公眾號(hào)。
6、放電倍率(A)
①定義:放電倍率是指在規(guī)定時(shí)間內(nèi)放出其額定容量(C)時(shí)所需要的電流值,它在數(shù)值上等于電池額定容量的倍數(shù)。
②舉例:以10Ah電池舉例,以2A放電,則放電倍率為0.2C,以20A放電,則放電倍率為2C。
7、充電方式
①CC/CV:CC即恒流,以固定的電流對(duì)電池充電;CV即恒壓,以固定的電壓對(duì)電池充電,充電電流會(huì)隨著電池充滿逐漸下降。
②涓流充電:指以小于0.1C電流對(duì)電池充電,一般在電池接近充滿電時(shí),迚行補(bǔ)充充電時(shí)采用,若電池對(duì)充電時(shí)間沒(méi)有嚴(yán)格要求的話,建議采用涓流充電方式充電。
③浮充電:隨時(shí)對(duì)蓄電池用恒壓充電,使其保持一定的荷電狀態(tài)。
8、充、放電深度(SOCDOD):電池保有容量數(shù)值的表示方法。
①荷電狀態(tài)state-of-charge(SOC):蓄電池放電后剩余容量與全荷電容量的百分比。
②放電深度depthofdischarge(DOD):表示蓄電池放電狀態(tài)的參數(shù),等于實(shí)際放電容量與額定容量的百分比。
③深度放電deepdischarge:表示蓄電50%或更大的容量被釋放的程度。
④舉例:充、放電深度以百分比率來(lái)表示,如:容量為10Ah的電池放電后容量變?yōu)?Ah,可以稱(chēng)為80%DOD;容量為10Ah的電池,充電后容量為8Ah,80%SOC。形容滿充滿放,通常稱(chēng)為100%DOD。
9、內(nèi)阻(m?)
①定義:電池的內(nèi)阻是指電池在工作時(shí),電流流過(guò)電池內(nèi)部受到的阻力。內(nèi)阻大小主要受電池的材料、制造工藝、電池結(jié)構(gòu)等因素的影響。
②分類(lèi):電池內(nèi)阻包括歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻,歐姆內(nèi)阻是由電極材料、電解液、隔膜電阻及各部分零件的接觸電阻組成,極化內(nèi)阻包括電化學(xué)極化與濃差極化引起的電阻。
③影響因素:電池內(nèi)阻是一個(gè)非常復(fù)雜而又非常重要的特性,影響內(nèi)阻的因素有材料、結(jié)構(gòu)等。
④產(chǎn)生結(jié)果:由于內(nèi)阻的存在,當(dāng)電池放電時(shí),電流經(jīng)過(guò)內(nèi)阻要產(chǎn)生熱量,消耗能量,電流越大,消耗能量越多,所以?xún)?nèi)阻越小,電池的性能越好,不僅電池的實(shí)際工作電壓高,消耗在內(nèi)阻上的能量也少。
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