電池電壓、容量和放電平臺(tái)測(cè)試與分析01電壓02電池容量和放電平臺(tái)01電壓一、電壓鋰離子電池的電壓作為其核心性能參數(shù)之一，直接關(guān)系到電池的能量密度、充放電效率以及使用安全性。指電池正負(fù)極之間的電勢(shì)差，通常由正極材料的電極電位和內(nèi)部電解液的濃度共同決定。標(biāo)稱電壓不僅代表了電池的基本特性，更是電池在放電過程中電壓變化緩慢階段的電壓值。對(duì)于常見的鋰離子電池而言，其標(biāo)稱電壓通常為3.7V。標(biāo)稱電壓一、電壓開路電壓電池開路時(shí)，正負(fù)極之間的電位差，開路電壓在數(shù)值上等于正負(fù)極穩(wěn)定電極電位之差，是一個(gè)實(shí)測(cè)值，一般用萬(wàn)用表可測(cè)出來(lái)。工作電壓是指電池在工作狀態(tài)下即電路中有電流流過時(shí)電池正負(fù)極之間的電勢(shì)差。又稱負(fù)載電壓。放電終止電壓電池放電時(shí)，電壓下降到不宜再繼續(xù)放電的最低工作電壓。充電終止電壓電池充電所允許的最高電壓。一、電壓為什么電池放電時(shí)，其輸出電壓要比或開路電壓低？是因?yàn)殡姵貎?nèi)部存在一定的內(nèi)阻，在有電流通過時(shí)，內(nèi)阻引起內(nèi)壓降，隨著放電進(jìn)行，電池內(nèi)阻增大，電壓將逐漸降低。為什么要規(guī)定電池的放電終止電壓？由于電池的使用要求不一樣，放電條件也會(huì)有區(qū)別，為了防止電池性能過早惡化，延長(zhǎng)電池使用壽命，需要規(guī)定不同使用要求和放電條件下的放電終止電壓。另外，為了比較或判別電池的放電性能或檢查電池的容量，需要規(guī)定放電終止電壓。02電池容量和放電平臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)參加反應(yīng)活性物質(zhì)的質(zhì)量按法拉第定律計(jì)算應(yīng)獲得的容量。電池容量二、電池容量和放電平臺(tái)電池容量是衡量電池性能的關(guān)鍵指標(biāo)。它表示在一定條件下，如放電率、溫度和終止電壓等，電池所能釋放的電量。通常，電池容量通過放電測(cè)試來(lái)測(cè)定，單位為（安培×小時(shí)），簡(jiǎn)稱安時(shí)(Ah)或毫安時(shí)(mAh)。例如，一個(gè)36V100Ah的電池，其存儲(chǔ)的電量為36V*100Ah=3.6KWh，即3.6度電。理論容量二、電池容量和放電平臺(tái)比容量單位質(zhì)量或體積的電池可釋放的電量。單位：mAh/g，常出現(xiàn)在科研中。理論比容量假設(shè)全部鋰離子都參與反應(yīng)，常簡(jiǎn)稱為理論容量。材料的理論比容量計(jì)算如下法拉第常數(shù)：F=96500C/mol所有材料理論容量：Q=n*26800mAh/mol

材料的摩爾質(zhì)量n：1mol材料中可反應(yīng)的鋰摩爾量M二、電池容量和放電平臺(tái)額定容量即電池包裝上注明的容量，是按國(guó)家或有關(guān)部門頒布的標(biāo)準(zhǔn)，在標(biāo)準(zhǔn)的條件下，放出的最低的容量。標(biāo)稱容量指電池0.2C放電時(shí)的放電容量。實(shí)際容量是指電池在實(shí)際負(fù)載條件下所放出的電量。指放電曲線中電壓基本保持水平的部分。放電平臺(tái)越高、越長(zhǎng)、越平穩(wěn)，電池的放電性能越好。行業(yè)中最為常用的放電電壓平臺(tái)是放電曲線第一個(gè)拐點(diǎn)。放電平臺(tái)二、電池容量和放電平臺(tái)識(shí)圖：以磷酸鐵鋰材料充放電曲線為例由圖可知，LFP的放電平臺(tái)約為3.4V放電容量如下表：編號(hào)放電容量（mAh/g）LFP-A128LFP-B122LFP-C114LFP-D113放電容量放電曲線充電曲線放電平臺(tái)二、電池容量和放電平臺(tái)恒流放電法測(cè)試電池容量01測(cè)試設(shè)備：多通道電池測(cè)試儀。02測(cè)試步驟：（1）開機(jī)預(yù)熱：打開上位機(jī)、中位機(jī)和下位機(jī)，確保線路連接好，然后打開電腦，預(yù)熱30分鐘。（2）打開軟件：雙擊鼠標(biāo)左鍵打開BTS7.6軟件操作圖標(biāo)。點(diǎn)擊用戶和用戶登錄，輸入用戶名為admin，密碼為neware。二、電池容量和放電平臺(tái)恒流放電法測(cè)試電池容量（3）設(shè)置測(cè)試工步：02測(cè)試步驟：測(cè)試參數(shù)工步名稱時(shí)間倍率電壓電流截止電流1.擱置24h

2.恒流充電無(wú)0.2C4.2V3.恒壓充電無(wú)4.2V0.05mA0.03mA4.擱置10min

5.恒流放電無(wú)0.2C2.75V6.結(jié)束二、電池容量和放電平臺(tái)恒流放電法測(cè)試電池容量（4）設(shè)置安全保護(hù)和倍率參數(shù)安全保護(hù)：電壓下限2.75V電壓上限4.2V倍率參數(shù)：活性物質(zhì)（以實(shí)驗(yàn)室實(shí)際制備電池中用到的磷酸鐵鋰為準(zhǔn)）標(biāo)稱比容量：170mAh/g（5）點(diǎn)擊確定按鈕啟動(dòng)測(cè)試（6）數(shù)