动力电池基本概念、原理ppt课件

.从事动力电池的概念、原理、新能源汽车行业的朋友，相信大家对其核心动力电池有一定的理解，但在实际研究问题时，感到一知半解。 用最易懂的方法解读功率电池的概念、结构、工作原理，让你对功率电池有更深的了解。一、重要概念、一、电压(V)开路电压：电池上没有连接外部电路或外部负载时的电压。 开路电压与电池的剩馀能量有一定的关系，电量表示利用了这个原理。 工作电压：是指电池工作的状态，也就是电路中流过电流时电池正负极之间的电位差，也称为负载电压。 在电池的放电动作状态下，如果电池内部有电流流过，则必须克服内部电阻的电阻，因此动作电压总是低于开路电压。放电截止电压：在电池满充电后进行放电，放电结束时达到的电压(继续放电会导致过放电，电池的寿命和性能有损伤)。 充电限制电压：充电中从恒流变为恒压充电的电压。2、电池容量(Ah)定义：电池容量是指电池能储存的电量的多少，容量是电池电气性能的重要指标，它取决于电极的活性物质。 单位：用c表示容量，用Ah (安时)或mAh (毫安时)表示单位。 式： C=It，即电池容量(Ah)=电流(A)x放电时间(h )。 :容量为10安培的电池，5安培2小时，10安培1小时。 影响因素：电池的实际容量主要取决于活性物质的数量、质量、活性物质的利用率。 额定容量：在规定条件下测定的制造商指定的电池容量。 可使用容量：在规定条件下从完全充电的电池放电的电量。 理论容量：假设活性物质被完全利用，电池能放出的容量。3、电池能量(Wh)定义：电池中储存的能量用Wh表示式：能量(Wh)=额定电压(v )动作电流(a )动作时间(h )。 例： 3.2V15Ah电池的能量为48Wh，3.2V100Ah电池的能量为320Wh。 电池能量是测量电池驱动设备工作的重要指标，容量不能决定工作量。4、能量密度(Wh/Kg)定义：指单位体积或单位质量释放的能量，通常用体积能量密度(Wh/L )或质量能量密度(Wh/kg )表示。 例：锂电池重量325g，额定电压3.7V，容量10Ah，其能量密度为113Wh/kg，下表为理论值，实际应用情况下需要考虑电池结构的外壳、部件等各因素。 目前锂电池的能量密度是镍镉和镍氢电池的3倍和1.5倍，能量密度的高低取决于材料密度和结构。5、电力和电力密度电力是一定的放电制度，是电池每单位时间输出的能量，单位是w或kW。 电力密度也称为比电力，是单位质量或单位体积的电池输出功率，单位为W/kg或W/L。 比电力是评价电池和电池组是否满足电动汽车加速和爬坡能力的重要指标。 更多新能源汽车行业的专业解释和最新信息，可以关注电气知识分子的微信号公共号码。 6、放电倍率(A)定义：放电倍率是指在规定时间内释放其额定容量(c )所需的电流值，在数值上等于电池的额定容量的倍数。 :以10Ah电池为例，以2A放电时，放电倍率为0.2C，以20A放电时，放电倍率为2C。7、充电方式CC/CV:CC是恒定电流，以一定的电流对电池充电的CV是恒定电压，以一定的电压对电池充电时，充电电流随着电池的满充电而逐渐降低。 涓流充电：指以小于0.1C的电流对电池进行充电，一般来说，在电池接近满充电时进行补充充电时采用，如果电池对充电时间要求不严格，建议使用涓流充电方式进行充电。浮动充电：用恒定电压对电池充电，保持一定的充电状态。8，充，放电深度(SOCDOD ) :电池保有容量的数值的表示方法。 带电状态state-of-charge(SOC ) :电池放电后的残馀容量和总电荷容量的比例。 放电深度depthofdischarge(DOD ) :表示电池放电状态的参数等于实际放电容量和额定容量的百分比。 深放电deepdischarge :表示蓄电的50%以上的容量被开放的程度。例：充、放电深度用百分率表示，例如，容量为10Ah的电池被放电，容量为2Ah，可以称为80%DOD的容量为10Ah的电池，充电后容量为8Ah、80%SOC。 表达很多，通常被称为100%DOD。9、内阻(m)定义：电池的内阻是指电池工作时，在电池内部流过电流的电阻。 内阻的大小主要受电池材料、制造工艺、电池结构等因素的影响。 分类：电池内阻包含欧姆内阻和极化内阻，欧姆内阻由电极材料、电解液、隔离电阻和各部分部件的接触电阻构成，极化内阻包含电化学极化和浓差分极引起的电阻。影响因素：电池内阻是非常复杂重要的特性，影响内阻的因素有材料、结构等。 由于内阻的存在，电池放电时，电流通过内阻产生热，消耗能量，电流越大，消耗能量，因此内阻越小，电池的性能越好，不仅电池的实际工作电压高，而且内阻消耗的能量也少。10、自放电率(%/月)定义：电池在保管中容量逐渐下降，其减少的容量和电池容量的比率称为自放电率。 原因：由于电极在电解液中的不稳定性，电池的两个电极发生化学反应，消耗活性物质，转换成电能的化学能减少，电池容量降低。影响因素：环境温度影响大，过高时电池自放电加速电池容量衰减(自放电率)的表现方法和单位为： %/月。 电池的自放电直接降低了电池的容量，自放电率直接影响了电池的储藏性能，自放电率越低储藏性能越好。11、循环寿命(次)定义：二次电池经历一次充放电称为一个循环或一个循环，电池反复充放电时容量逐渐降低，在一定的放电条件下，电池容量降低到80%时，电池受到的循环次数就成为循环寿命。 影响因素：电池、电池材料、电解质的组成和浓度、充放电倍率、放电深度(DOD% )、温度、制作过程等影响电池的循环寿命。12、记忆效果定义：所谓电池的记忆效果，是指未完全放电的电池在下次充电时能充电的比例。 原因：像镍镉电池那样电池内的物质结晶化，Cd相继聚集形成大的金属镉，降低了负极的活性。 避免：为了消除电池的记忆效果，充电前必须完全放电后再充电。 锂离子电池没有记忆效果。13、放电平台是指放电曲线中电压几乎保持水平的部分。 放电平台越高，越长，越平稳，电池的放电性能越好。 14 .电池组的匹配性是多个单电池串联、并联连接而构成电池组。 电池组的整体性能和寿命取决于一个性能差的核心，电池组的每个核心的性能必须具有较高的一致性。 除了单芯本身的性能误差和原材料质量的好坏，主要原因是制造技术，工艺的改进对提高电池质量非常重要。15、电池化后，以一定的充放电方式激活内部正负极活性物质，改善电池充放电性能和自放电、储藏等综合性能的过程被称为化成。 只有电池完成了，才能表现出实际的性能。同时化过程的筛选过程可以提高电池组的匹配性，提高最终电池组的性能。二、锂电池结构和原理，一、锂电池基本结构的主要材料：正极、负极、电解液、隔膜结构：圆形、方形； 层叠、卷绕形态：聚合物(软包装)、液态锂离子(钢壳)、2、锂电池的工作原理正极材料： LiMn2O4、负极材料：石墨充电时，正极的Li和电解液中的Li聚集到负极上，得到电子，还原成在负极的碳材料中埋入Li。 放电时埋入负极碳材料的Li失去电子，进入电解液，电解液内的Li向正极移动。 3、锂电池的构成原理正极结构LiMn2O4(锰酸锂)导电剂(乙炔黑)集电器(铝箔)正极负极结构石墨导电剂(乙炔黑)集电器(PVDF )集电器(铜箔)负极，4、从充电过程电源对电池充电时，正极上的电子e为外部电路正极锂离子Li从正极“跳入”到电解液中，越过弯曲的孔“游”到达负极，与快速跑来的电子结合。 在正极发生的反应是在liMn2O4=