锂电池的电池容量与放电平台

我们现在设计电子产品，很多时候也用锂电池供电，现在好多关注锂电池放电的人，都有这样的体会，就是当锂电池从充满电压4.2V放电到3.7V时，时间很长，但一旦过了3.7V就放电很快了，没错，确实这样。锂电马工为你分享锂电行业知识！

下面翻阅一些锂电池的一些资料，给大家做一个总结。

电池恒流放电，电池电压要经历三个过程，即下降、稳定、再下降，在这三个过程中，稳定期是最长的。 稳定时间越长，说明电池的放电平台越高。放电平台的高低，与电池制造工艺息息相关。就是因为各个锂电池厂家的市场定位不一样，技术工艺手段不同，其控制的放电平台就不一样，质量也就有很大差别。

一般地，一节18650的锂电池满电压4.2V，当用1C的电流放电放到2.75V，放了60分钟，那么我们就说电池的使用容量是2200mAh，在这段时间里根据充电电池特性，做出一个图如下，可以更好理解电池容量和电压电流时间与放电平台关系：

容量(C)=放电电流×电池放电平台时间

对于1节容量为2200mAh的18650锂电池来说，1C放电到2.75V用时1小时，

容量(C)=2200mA×1小时=2200mAh

那么问题就来了，对于好一点的锂电池，一般在我们做产品测试时会在3.7V以后电压下降的很快，那么在短时间内放的电量就很少。

相反不好的电池在4.2V到3.7V放电的时候，电压下降的很快，而在3.7V以后电压又下降的有很慢，这种电池是性能不好的一般容量也非常低。那么好的锂电池的放电平台就是3.7V。

就一般而言，在恒压条件下，充到电压为4.2V，电流小于0.01C时停充电，然后搁置10分钟，在任何倍率的放电电流下，放电至2.75V时，电池放电所经历的一个时间长度，是衡量电池好坏的重要指标。

不过，不要一味地追求高平台，有时候平台电压高，容量却下降了，因为，不同倍率条件下，平台电压是不同的，因此，平台的问题应从多方考虑。既要容量高，又要在指定电压持续时间长，才算真正的好电池。

什么又是放电率的呢?

放电率F：[1/时]，意思是"N小时充(放)电率，常常只说"数",而不说单位;F也称做"N小时充(放)电率",F=1/(N小时)，一般可以这样计算：I=0.1X[1/(N小时)]XC

举例,电池容量时2200mAh,以0.1C的电流充电,相当于明确:对电池的充电电流I=0.1[1/时]X2200[毫安时]=220[毫安]

借助上面的锂电池电池容量与放电平台理解示意图，能比较好的理解充电电池容量和电池的放电平台的道理，也可以说是衡量电池高功率的工作时间,同样两个电池容量是相同的,充满电后假设同时从4.2V放到3.7V,但是一个时间长,一个时间短,就是时间长的电池平台高,就是高电压的时间工作时间长,比如这两个电池用在手机上,待机时间是相同的,但两个手机一起打电话,平台时间长的电池通知时间会长,平台时间短的电池通话时间会短二，对于这个图，另一个含义，对理解锂电池的电量管理监测也很有意义。

比如，目前，对充电电池进行电量监控方法，一般有两种。

测量电池电压方法。当充电器在充电时检测电池电压，当电压达到规定电压值时就认为充满。如锂电池的电压充到4.2V时就认为充满。检测电压的电压表精度要达到正负1%的精度。因锂电池过充电要损坏。如果想监视电池充放电的话，书上有很成熟的电路可以参考，如果只是测量一下的话那就好办了，根据容量计算一下负载电阻，用标准放电电流放电，这时再检测电压，只要能达到或接近标称的放电时间就行。

测量电池电压这种方法，有很多不足。例如对于不同厂商生产的电池，其开路电压与容量之间的关系各不相同等。优点是设计成本比较低。

还有一个常用的监测剩余电量的方法。在一些要求比较精确电池容量的地方，了解电池剩余容量用估算电池使用时间，通过测量流入/流出电池的净电荷来估算电池剩余容量。对流入/流出电池的总电流进行积分，也就是求图中曲线下的面积，得到的净电荷数即为剩余容量。

这就电池容量计算的方法是目前认为是比较精确的计算电池电量的方法。当然设计成本也是比较高的。

海螺创业：依托平台优势，布局锂电池全产业链

“设备5月20日进场，一期5万吨磷酸铁锂正极材料项目预计9月底投产。小试样品已与下游的电池厂交流过，满足后者要求。”中国证券报记者在海螺创业采访时，海螺创业新能源公司负责人向记者表示。

据了解，公司总体规划新建年产50万吨磷酸铁锂（LFP）正极材料项目，拟在芜湖经济技术开发区江北片区建设，用地约1100亩，计划总投资约150亿元，分期完成。

以“快”为先 真做实做

中国海螺创业控股有限公司非常看好新能源产业发展前景，迅速切入锂电上游磷酸铁锂（LFP）正极材料产业赛道。

2021年10月8日，公司与芜湖经济技术开发区管理委员会签订项目合作协议。海螺创业当即注册成立海创新能源公司，迅速启动项目前期工作和工程施工，项目快速推进，做到当季签约当季开工。

截至目前，一期年产5万吨项目土建工程已建设完成70%，钢结构完成85%；公辅设施完成60%。主辅机设备已全部完成采购，即将进场安装，预计今年9月底可陆续建成投运，预期今年完成3000吨产品销售。

图片来源：公司供图

优化工艺 降本增效

海创新能源采用的是纳米化“固相合成法”，将磷酸铁、碳酸锂及有机碳源三大主原料，通过高精度配料、纳米化研磨、精准化煅烧及精细化粉碎等生产流程，制成磷酸铁锂正极材料。

公司负责人表示，公司生产的磷酸铁锂具有能量密度高、循环性能好、安全稳定等性能优势。原料供应方面，“磷酸铁正与意向单位进行验证，碳酸锂去年12月份即与国内外供应商交流，已与有关企业达成明确的合作意向。”

上海有色网数据显示，5月11日碳酸锂报价为46.15万元/吨。西部证券研报显示，近期碳酸锂价格小幅下调，但整体市场供应仍紧张，下调空间有限。

原材料价格仍处高位的背景下，海创新能源多措并举降本增效。

在优化工艺方面，“公司与设备厂家共同开发了新型烧结炉，目前每条产线的产能达一万三千吨，生产效率提高30%-40%。”公司负责人表示。

同时，海创新能源也加大了对设备智能化的投入，公司负责人介绍：“公司与设备厂家合作设计了一套控制系统，从原料投料开始智能识别，便于产品追溯，进行质量控制。该系统可以有效地降低出错率，提高成品率。”

图片来源：公司供图

布局锂电池全产业链

头豹研究院数据显示，磷酸铁锂的库伦效率为95%-97%，循环次数达3500次，从性能上来看，磷酸铁锂材料的稳定性、循环寿命、库伦效率及成本均优于三元材料，在补贴退坡的背景下，磷酸铁锂材料的渗透率回升。

公司负责人表示，一期生产的磷酸铁锂既可以做储能电池，也可以做动力电池。会根据下游需求，动态切换生产线。“我们和动力电池下游厂家已经进行过技术交流，小试的产品指标能满足其需求。”

储能方面，海创新能源拟结合海螺水泥厂高电耗情况，针对实施电力需求侧管理，配套建设储能电站项目。除了自用外，也会往市场推广。

“公司目标是布局锂电池全产业链，除了电池生产，还包括电池回收，即将废旧电池中的有价金属回收回来，做成一个循环经济。目前，电池回收中试线已经投产了。”公司负责人表示，“正极九月底投产，负极已经开工，正负极材料做好了再向下游延伸，同步进行锂电回收。”

公司负责人透露，二期15万吨磷酸铁锂项目也开始办理前期规划手续了，预计明年投产。“现在下游需求大，而我们产线规模大，又有稳定成熟的技术和经验丰富的研发团队，有望进一步开拓市场。”

市场需求大 盈利有预期

华福证券研报显示，2021年我国动力电池装机量累计超过154GW，同比增幅超过142%，其中磷酸铁锂电池占比51.7%，同比增幅超220%，2022年1-2月磷酸铁锂电池累计装机量38.9GW，同比增速高达309%，占比63%。

头豹研究院表示，磷酸铁锂市场受益于动力电池、消费电池及储能电池市场需求的增长，预计2026年全球磷酸铁锂行业市场需求量将逾300万吨，市场规模将逾1000亿元，其中中国市场规模将逾700亿元。

公司负责人表示，磷酸铁锂行业的投入较大，流动资金也是企业做大做强的制约点。海创新能源的一大优势在于背靠海螺创业，后者具有雄厚的资金实力和显著的平台优势。

此外，50万吨项目原材料稳定供应也是企业长远发展的关键。

公司负责人表示：“去年年底就和矿山企业在洽谈，包括磷资源、锂资源。目前双方意向很明确，因为上游也希望找一个强大的下游企业形成紧密协作，这样大家就合作共赢、互惠互利。”

磷酸铁锂正极材料产品的盈利能力也颇受市场关注，公司负责人表示：“产品的盈利情况主要要考虑碳酸锂原材料价格和产品销价的联动、主要消耗成本、优惠政策等因素。按目前市场因素考虑，一期5万吨项目投运后，可实现吨产品约15万元的销价，实现约75亿元的销售收入和3亿元的利润。随着后期项目的实施，待50万吨项目全部达产后，社会效益和经济效益都将非常可观。”

图片来源：公司供图

招才引智 形成高素质管理梯队

任何产业的高质量发展都离不开“人才”这个关键的因素。公司也敏锐地察觉到人才对新产业发展的重要性。从公司刚组建阶段，就广纳社会贤士，从高层、中层到对口专业的高校毕业生，已形成富有竞争力的高素质管理梯队。

公司负责人表示，海螺创业与海螺系其他企业同根同源、一脉相承，经营管理历来都是海螺系企业的核心竞争优势，海螺系企业内部的管理梯队储备也相当完善，能够形成“召之即来、来之能战、战之能胜”的生产、市场、技术的团队，进一步促进企业运营质量和效率。

逆水行舟、不进则退。在做好磷酸铁锂正极材料的同时，海螺创业正在四川省乐山市规划建设年产20万吨，一期4万吨的负极材料项目，目前正积极开展前期工作，本报记者将持续予以关注。

编辑：叶松

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