鋰離子電池的三大特性分析

一、鋰離子電池的容量特性

容量測(cè)試得到鋰離子電池在不同倍率下的放電電壓與容量關(guān)系，在整個(gè)放電過(guò)程中鋰離子電池的電壓可以分為3個(gè)階段：

1）鋰離子電池在初始階段端電壓快速下降，放電倍率越大，電壓下降的越快；

2）電池電壓進(jìn)入一個(gè)緩慢變化的階段，這段時(shí)間稱(chēng)為電池的平臺(tái)區(qū)，放電倍率越小，平臺(tái)區(qū)持續(xù)的時(shí)間越長(zhǎng)，平臺(tái)電壓越高，電壓下降越緩慢。在鋰離子電池的實(shí)際使用過(guò)程中，盡可能希望電池工作在平臺(tái)區(qū)；

3）在電池電量接近放完時(shí)，電池負(fù)載電壓開(kāi)始急劇下降直至達(dá)到放電截止電壓。

鋰離子電池放電電流的大小，會(huì)直接影響到電池的實(shí)際容量。放電電流越大，電池容量相應(yīng)減小，這表明放電電流越大，到達(dá)終止電壓經(jīng)歷的時(shí)間越短。所以談到電池容量時(shí)，應(yīng)指明其放電電流（放電倍率）。

二、鋰離子電池開(kāi)路電壓特性

鋰離子電池開(kāi)路電壓與電池SOC的關(guān)系，電池的OCV-SOC曲線(xiàn)與電池放電電壓曲線(xiàn)趨勢(shì)基本相同。

在SOC的中間區(qū)間（20%<SOC<80%）內(nèi)，電池的OCV變化極小，電池處于平臺(tái)區(qū)；而在SOC的兩端區(qū)間（SOC<10%和SOC>90%），OCV的變化率較大，整個(gè)磷酸鐵鋰電池的OCV-SOC曲線(xiàn)呈現(xiàn)中間區(qū)域平坦，頭尾兩端陡峭的樣子，開(kāi)路電壓法即是利用這一穩(wěn)定的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行SOC估計(jì)。

鋰離子電池OCV-SOC關(guān)系曲線(xiàn)受溫度、放電倍率、老化程度因素影響較小，但在充放電2種狀態(tài)下，兩條特性曲線(xiàn)之間會(huì)存在一定差異。

三、鋰離子電池內(nèi)阻特性

鋰離子電池在充電和放電時(shí)的歐姆內(nèi)阻特點(diǎn)：在較寬廣的SOC圍內(nèi)，即SOC=[10%，100%]的區(qū)間內(nèi)，電池的歐姆內(nèi)阻變化很小，而在較低的sOC區(qū)間內(nèi)，隨SOC的降低歐姆內(nèi)阻出現(xiàn)較大幅度的增長(zhǎng)，這是因?yàn)殡姵胤烹娔┢?，電池?nèi)部化學(xué)物質(zhì)活性降低；在整個(gè)SOC范圍內(nèi)，充電歐姆內(nèi)阻總體大于放電歐姆內(nèi)阻，這是因?yàn)殇囯x子電池放電屬于自發(fā)反應(yīng)，較容易；充電是由外部電源作用，使鋰離子嵌入負(fù)極，較困難。需要說(shuō)明的是，電池的內(nèi)阻變化非常復(fù)雜，受溫度、放電深度、充放電倍率、循環(huán)次數(shù)等因素影響。同一類(lèi)型的不同電池單體，還與電池出廠不一致性和工作環(huán)境的不同相關(guān)。