《储能材料与器件分析测试技术》课件-电池电压、容量和放电平台测试与分析

电池电压、容量和放电平台测试与分析01电压02电池容量和放电平台01电压一、电压锂离子电池的电压作为其核心性能参数之一，直接关系到电池的能量密度、充放电效率以及使用安全性。指电池正负极之间的电势差，通常由正极材料的电极电位和内部电解液的浓度共同决定。标称电压不仅代表了电池的基本特性，更是电池在放电过程中电压变化缓慢阶段的电压值。对于常见的锂离子电池而言，其标称电压通常为3.7V。标称电压一、电压开路电压电池开路时，正负极之间的电位差，开路电压在数值上等于正负极稳定电极电位之差，是一个实测值，一般用万用表可测出来。工作电压是指电池在工作状态下即电路中有电流流过时电池正负极之间的电势差。又称负载电压。放电终止电压电池放电时，电压下降到不宜再继续放电的最低工作电压。充电终止电压电池充电所允许的最高电压。一、电压为什么电池放电时，其输出电压要比或开路电压低？是因为电池内部存在一定的内阻，在有电流通过时，内阻引起内压降，随着放电进行，电池内阻增大，电压将逐渐降低。为什么要规定电池的放电终止电压？由于电池的使用要求不一样，放电条件也会有区别，为了防止电池性能过早恶化，延长电池使用寿命，需要规定不同使用要求和放电条件下的放电终止电压。另外，为了比较或判别电池的放电性能或检查电池的容量，需要规定放电终止电压。02电池容量和放电平台设计时根据参加反应活性物质的质量按法拉第定律计算应获得的容量。电池容量二、电池容量和放电平台电池容量是衡量电池性能的关键指标。它表示在一定条件下，如放电率、温度和终止电压等，电池所能释放的电量。通常，电池容量通过放电测试来测定，单位为（安培×小时），简称安时(Ah)或毫安时(mAh)。例如，一个36V100Ah的电池，其存储的电量为36V*100Ah=3.6KWh，即3.6度电。理论容量二、电池容量和放电平台比容量单位质量或体积的电池可释放的电量。单位：mAh/g，常出现在科研中。理论比容量假设全部锂离子都参与反应，常简称为理论容量。材料的理论比容量计算如下法拉第常数：F=96500C/mol所有材料理论容量：Q=n*26800mAh/mol

材料的摩尔质量n：1mol材料中可反应的锂摩尔量M二、电池容量和放电平台额定容量即电池包装上注明的容量，是按国家或有关部门颁布的标准，在标准的条件下，放出的最低的容量。标称容量指电池0.2C放电时的放电容量。实际容量是指电池在实际负载条件下所放出的电量。指放电曲线中电压基本保持水平的部分。放电平台越高、越长、越平稳，电池的放电性能越好。行业中最为常用的放电电压平台是放电曲线第一个拐点。放电平台二、电池容量和放电平台识图：以磷酸铁锂材料充放电曲线为例由图可知，LFP的放电平台约为3.4V放电容量如下表：编号放电容量（mAh/g）LFP-A128LFP-B122LFP-C114LFP-D113放电容量放电曲线充电曲线放电平台二、电池容量和放电平台恒流放电法测试电池容量01测试设备：多通道电池测试仪。02测试步骤：（1）开机预热：打开上位机、中位机和下位机，确保线路连接好，然后打开电脑，预热30分钟。（2）打开软件：双击鼠标左键打开BTS7.6软件操作图标。点击用户和用户登录，输入用户名为admin，密码为neware。二、电池容量和放电平台恒流放电法测试电池容量（3）设置测试工步：02测试步骤：测试参数工步名称时间倍率电压电流截止电流1.搁置24h

2.恒流充电无0.2C4.2V3.恒压充电无4.2V0.05mA0.03mA4.搁置10min

5.恒流放电无0.2C2.75V6.结束二、电池容量和放电平台恒流放电法测试电池容量（4）设置安全保护和倍率参数安全保护：电压下限2.75V电压上限4.2V倍率参数：活性物质（以实验室实际制备电池中用到的磷酸铁锂为准）标称比容量：170mAh/g（5）点击确定按钮启动测试（6）数