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    锂离子电池的三大特性分析

    锂离子电池的充电方法

    一、锂离子电池的容量特性

    容量测试得到锂离子电池在不同倍率下的放电电压与容量关系,在整个放电过程中锂离子电池的电压可以分为3个阶段:

    1)锂离子电池在初始阶段端电压快速下降,放电倍率越大,电压下降的越快;

    2)电池电压进入一个缓慢变化的阶段,这段时间称为电池的平台区,放电倍率越小,平台区持续的时间越长,平台电压越高,电压下降越缓慢。在锂离子电池的实际使用过程中,尽可能希望电池工作在平台区;

    3)在电池电量接近放完时,电池负载电压开始急剧下降直至达到放电截止电压。

    锂离子电池放电电流的大小,会直接影响到电池的实际容量。放电电流越大,电池容量相应减小,这表明放电电流越大,到达终止电压经历的时间越短。所以谈到电池容量时,应指明其放电电流(放电倍率)。

    二、锂离子电池开路电压特性

    锂离子电池开路电压与电池SOC的关系,电池的OCV-SOC曲线与电池放电电压曲线趋势基本相同。

    在SOC的中间区间(20%<SOC<80%)内,电池的OCV变化极小,电池处于平台区;而在SOC的两端区间(SOC<10%和SOC>90%),OCV的变化率较大,整个磷酸铁锂电池的OCV-SOC曲线呈现中间区域平坦,头尾两端陡峭的样子,开路电压法即是利用这一稳定的对应关系进行SOC估计。

    锂离子电池OCV-SOC关系曲线受温度、放电倍率、老化程度因素影响较小,但在充放电2种状态下,两条特性曲线之间会存在一定差异。

    三、锂离子电池内阻特性

    锂离子电池在充电和放电时的欧姆内阻特点:在较宽广的SOC围内,即SOC=[10%,100%]的区间内,电池的欧姆内阻变化很小,而在较低的sOC区间内,随SOC的降低欧姆内阻出现较大幅度的增长,这是因为电池放电末期,电池内部化学物质活性降低;在整个SOC范围内,充电欧姆内阻总体大于放电欧姆内阻,这是因为锂离子电池放电属于自发反应,较容易;充电是由外部电源作用,使锂离子嵌入负极,较困难。需要说明的是,电池的内阻变化非常复杂,受温度、放电深度、充放电倍率、循环次数等因素影响。同一类型的不同电池单体,还与电池出厂不一致性和工作环境的不同相关。

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