【超干货】锂电池CB值设计手册

（1）C.B.值的常规定义

正对面阳极容量与阴极容量的比值。

（2）C.B.值的实际本

全电池充电时，阳极提供的锂空位能否接收阴极提供的活性锂离子，保障活性锂不在阳极沉积析出。

（3）C.B.值的设计要求

设计的C.B.值应要保证电芯开放的工作窗口、全生命周期内不析锂。

（4）影响C.B.值因素

但究其根本，只有两个因素：克容量及涂布重量(C.W.)的变化。

下图中展示了影响C.B.设计值变化的几个细分因素，其实质就是在不同情况下，阴极活性锂总量与阳极空位总量发生相对变化。通常来说：

1、全电首效波动直接反应阴极克容量的发挥水平，因而实际的C.B.值随之变化。

2、若阴极衰减快，随循环进行，C.B.值逐渐变大；反之，阳极衰减快，C.B.值逐渐变小；因此需要合理设计，保证EOL C.B. > 1，电芯不析锂。

3、倍率效应、温度效应；在提升工作温度或充放电倍率时，阴、阳极的脱/嵌锂动力学性能存在差异，锂离子受到的阻力是不同的；例如若阴极25°C 0.33C 160mAh/g，25°C 1C 150mAh/g；25°C 160 mAh/g，45°C 170 mAh/g；若阳极0.33C 350mAh/g，1C 330mAh/g等，若忽视倍率或温度引起阴、阳极的克容量变化，而导致C.B.值设计不合理，在低温大倍率下，极易发生析锂。

4、此外，小编建议在做设计之前，必须掌握制程能力；因为涂布存在公差波动，当阴极涂布重量偏上限，而阳极涂布偏下限的情况下，实际C.B.值是偏小的；并且冷压后，阴极延展率较高(>1%)、阳极延展率相对较小(<1%)以及涂布削薄等，这些因素均表明阴、阳极的涂布重量发生变化，偏离设计值；需综合考虑，保障电芯C.B.值不失效。

5、电芯结构不同，正对面的阴、阳极涂布质量发生变化。如下图，相对叠片结构，卷绕结构内圈的阳极比外圈的阴极正对面长度略小，即正对面阳极涂布重量低于设计值，需要补偿曲率损失。这也衍生了圆柱电芯中独特的AB面设计，即涂布重量一面轻一面重，修正C.B.值设计。

通常说的C.B.值是采用阴、阳极的可逆克容量计算，这里称为放电C.B.值，一般设计采用1.05-1.20；根据小编的经验大致分为，3C类1.05-1.1；动力类1.1-1.15能量型，1.15-1.2功率型。上述C.B.设计通常是石墨体系，业内具备丰富的设计经验。而近年来无论是动力类还是3C类电芯，均对能量密度提出了高要求，特斯拉的硅碳电池早已面世装车，最近小米MIXAlpha手机又高调宣发长续航4050mAh高容量纳米硅基电池，硅基电池技术的成熟度越来越高。那硅基体系的C.B.值设计要求还与石墨体系相同吗？小编想在这里分享对比下。

在分享之前，上图描述了1st/2nd充放电过程中，1st Cycle/2ndC.B.值的计算(充电/放电C.B.值)，并推理了其与全电首效与扣电首效之间的关系，目的也是为了用一个直观的等式表明充电C.B.和放电C.B.之间的理论关系。

那么在此，做一个简单的计算对比，假定石墨体系设计放电C.B.值=1.15，石墨扣电首效93%，全电首效一般是84-88%左右，即，1.15=93%/(84%或88%*充电C.B.)，得充电C.B.=1.039或1.088，考虑制程偏差，充电C.B.会更小，综合来说首次充电析锂的风险相对较小。但如果是硅基体系呢？考虑到硅基体系的高膨胀特性，业内大多选择的是低首效(全电)的氧化硅体系。各位读者可以自己计算下，即使是设计放电C.B.=1.15，也不能完全保证，低首效(全电)氧化硅体系首次充电不析锂。小编在此建议，基于硅基体系，应该优先考虑充电C.B.，而石墨体系在做极限设计时，也应该考虑充电C.B.值，这样才能保证首次充电不析锂。

最后分享一个C.B.值设计的经验公式，希望给初入行业的后继者们一些启发。本文仅仅是考虑C.B.值设计不失效，而关于C.B.值的大小细化设计验证，需根据不同种类的电芯(例如3C、启停、HEV、PHEV、EV等)，工作窗口不同，工况不同，需要进行DOE验证设计C.B.值，保障电芯在最恶劣的工况下，不析锂。

文章来源：新能源时代

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锂电池迎来新一轮洗牌？这类锂电池已经加入USB-C生态

前言

随着USB-C生态的逐渐壮大，充电头网发现，市面上已经出现了不少带有USB-C接口的锂电池，型号种类也不局限于18650、21700电池，甚至日常使用较多的5号/7号电池以及相机电池、V口电池等都加入了USB-C接口。

这就意味着用户不再需要专门的电池充电器，常用的充电器加上C口数据线就可以为锂电池充电，外出时也可以直接使用充电宝为锂电池充电。同样的，只需要一条数据线就能让USB-C接口的电池化身充电宝，直接为手机等各种数码产品充电。

充电头网结合以往的评测和拆解，分享目前在售的五款带有USB-C接口的电池。排名不分先后，按首字母排序。

产品介绍

锂电池

BESTON佰仕通 77T-50直充锂电池

佰仕通21770直充锂电池型号为77T-50，电池容量为 5000mAh，采用黑底黄字的涂装风格，正极顶盖为凸头设计，负极为平底。这款直充电池本质上是在21700圆柱形钢壳电芯的头部额外焊接了一个模块。顶部是凸头正极帽，内部PCB焊有USB-C母座、充放电与保护板芯片，底部再配有塑料支架，使用青稞纸与垫片隔离绝缘。

佰仕通21770直充锂电池USB-C接口支持双向充放电，无需专用锂电池充电器，能直接用USB PD充电器与数据线对电芯充电，输入功率为 5V1.5A；可直接为手电等设备供电，也可以通过数据线化身充电宝为手机、手表等设备充电。直充锂电池也支持锂离子电池充电器，最大输入功率约为 4.2V1.5A，两种输入方式补能更方便。

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NITECORE奈特科尔 NL2150HPR锂电池

奈特科尔基于21700电池，推出了USB-C 充电款NL2150HPR，长度为77mm，比常规的21700电芯稍长。全金属外壳设计，避免电池因碰撞而短路的风险。内置特制高性能保护电路板，有效防止过度充电、过度放电和电池短路。

奈特科尔 NL2150 HPR容量为5000mAh，带有一个USB-C双向接口，可作电池使用，亦可直接通过USB-C接口为其他设备补电，随身化身应急移动电源。除了支持常规的锂电池充电器外，也可以直接使用USB-C线材搭配充电器为锂电池充电。

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相机电池

llano绿巨能直充相机电池

绿巨能直充相机电池系列采用原厂尺寸开模制作，内部电池组采用高性能钴酸锂电芯，带有十项安全防护功能，续航长久耐用不鼓包。直充相机电池最大特色是在电池上集成了 USB-C 接口与充电模块，可直接使用手机充电器与数据线充电或者移动电源对相机电池充电。

以绿巨能TNP-FZ100为例，电池容量为2250mAh/7.2V，能量16.2Wh，与原厂几乎一致。采用全解码设计，电量精准显示不弹窗，与原厂电池保持一致的使用体验。除此之外，绿巨能还有索尼、佳能、尼康、富士等热销品牌的相机适配电池可选；无论是像充电头网摄影师一样的主职，还是普通的摄影爱好者，用户都可以选择对应相机型号再入手。

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V口电池

llano绿巨能 USB-C相机V口电池

绿巨能相机V口电池整机方块外观采用沉稳的黑+银色彩搭配，重量600g。机身四周覆盖斜纹握持舒适，且具有一定的防滑作用，银色前面板配搭半透明盖板，边角设有一个挂绳孔，防止意外跌落。银色前面板放入了一块 OLED 信息屏，提供剩余电量、使用时间、电池温度、芯片温度等关键参数。

绿巨能相机V口电池选用LG汽车级动力电芯，电池组总容量约为28000mAh（98.8Wh），掀开机身接口的防护盖可以看到，分别有 DC-1（8V3A）、DC-2（12V3A）两种常见的DC直流输出口，另外还有BP与 D-TAP双向直流接口，电压覆盖全，可对灯光器材、相机、摄像机、监视器等专业影视设备供电。V口电池还设有一个通用的100W USB-C双向快充接口与一个 24W USB-A 快充接口，可化身大容量移动电源，为手机、平板、笔记本等消费电子产品充电。

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SmallRig斯莫格 V口电池VB99 Pro

斯莫格的V口电池整体为PC防火材质，隐形防滑亲肤设计，能有效提升握持手感。正面配备了一块TFT彩屏，可以随时精准掌握电池的工作状态。屏幕为采用PC+亚克力复合材质，即便是户外复杂环境下也不惧刮蹭。

内置高能量密度电芯，小巧的体积塞下了99Wh的电池，实现高倍率充放电和卓越的性能表现。带有BP接口、D-TAP接口、2C1A三个USB接口以及8V、12V的DC输出口，多个接口可以兼容绝大多数影视配件，比如微单、摄影机、监视器、图传、摄影灯等；同时2C1A三个USB接口支持PD3.0、QC2.0/3.0、PPS等快充协议，C1口支持100W双向快充，双C口均能为能给手机、笔记本电脑等设备提供最高100W输出。

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充电头网总结

目前市面加入USB-C接口的电池种类不在少数，相比不带USB-C接口的版本，虽然往往售价更高，但是也能带来不少的便利，用户不再需要额外购买专门的电池充电器，直接使用现有的USB-C充电器和线材组合或者充电宝就能给USB-C电池充电。

根据不同的用途，上述的电池大致可以分为柱状锂电池、相机电池以及V口电池。不同的设计理念和用途，满足了从户外爱好者、摄影爱好者以及专业影视制作人的需求。

其他功能方面，除了相机电池外，柱状锂电池和V口电池都支持通过USB-C口输出，输出功率从5W-100W不等。这意味着，即便在没有携带充电宝的情况下，也能通过这类电池给手机、蓝牙耳机等设备充电。

总之，随着USB-C接口的普及，用户现在拥有了更多样化和高性能的电池选项，无论是日常使用还是专业领域的需求都能得到满足。USB-C电池带来的便利也是显而易见的，有入手锂电池需求的时候，不妨可以尝试一下带有USB-C的款式。

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