锂电池重要性能指标解读

锂电池作为一种重要的能量存储装置，评估锂电池的性能非常重要，评估锂电池性能需要考虑多个性能指标。本文将详细解读锂电池的主要性能指标，包括额定容量、电池内阻、电压、放电平台时间、充放电倍率、自放电率、效率以及循环寿命。下面以某厂商的磷酸铁锂电池 18650-1500-3.2V(无PTC)规格书为例说明如下：

一、电池容量

（一）额定容量

硬件型号：48VAGV锂电池磷酸铁锂锂电池，系统版本：电池系统。额定容量是锂电池的重要性能指标之一，它表示在特定的温度和放电速率条件下，电池能够提供的电荷量。通常以毫安时（mAh）或安时（Ah）为单位进行表示。例如，一个 1000mAh 的锂电池，意味着在特定条件下，它可以提供 1000 毫安的电流持续放电 1 小时。额定容量是按国家标准规定的电池容量。

额定容量的大小与电池的体积、化学材料以及设计有关。一般来说，更大容量的锂电池能够存储更多的能量，从而提供更长的使用时间。需要注意的是，实际使用中的放电速率和温度等因素也会影响电池的容量表现。

（二）电池容量

电池容量是反映电池实际存储电量的大小，单位用Ah安时表示。同样安时越大，则电池容量就越大，电动车的续行里程就越远。国家标准规定新出厂的电池实际容量大于额定容量值为合格电池。如现在市场上电动自行车的电池，以恒电流5A放电要超过2小时（120分钟），大于（2小时×5A）10Ah。相当于电动车在平坦的路上连续行驶2小时以上。

二、锂电池性能

（一）锂电池内阻

电池内阻是指电池内部对电流的阻碍程度。它包括欧姆内阻和极化内阻。欧姆内阻是电池内部电极、电解液和连接元件等的电阻，而极化内阻则与电极表面化学反应和离子传输有关。

电池内阻对电池的放电性能和效率有重要影响。较低的内阻可以减少能量损耗，提高电池的放电效率和输出功率。同时，内阻的大小还会影响电池的温升和充电时间。

（二）锂电池电压

锂电池的电压分为开路电压和工作电压。开路电压是电池在未连接负载时的电压，而工作电压是电池在放电或充电过程中的电压。

开路电压通常在电池充满电时达到最高值，一般在 4.1-4.2V 左右。随着电池的放电，电压会逐渐下降，当电池电量耗尽时，电压会降至 3.0V 左右。工作电压则会根据负载电流和电池的状态而变化。

电压是衡量电池电量和充电状态的重要参数。通过测量电池的电压，可以大致了解电池的剩余电量和健康状态。

（三）放电平台时间

放电平台时间是指电池从满电状态放电到某一特定电压（如 3.6V）时所持续的时间。这一指标反映了电池在稳定放电阶段的性能。

较长的放电平台时间意味着电池能够在较长时间内保持稳定的电压输出，提供稳定的电力支持。放电平台时间受电池的化学性质、放电倍率和温度等因素影响。

（四）充放电倍率

充放电倍率是指电池在规定时间内放出或充入额定容量所需的电流值。以字母 C 表示，如 1C 表示 1 小时内将电池放电完毕或充电完毕。较高的充放电倍率意味着电池能够快速充放电，但也会对电池的寿命和性能产生一定影响。

充放电倍率的选择需要根据具体应用场景和设备的需求来确定。例如，对于需要快速充电的设备，可以选择支持较高充电倍率的锂电池。

（五）自放电率

自放电率是指电池在开路状态下，自身内部化学反应导致的电量损失率。较低的自放电率意味着电池在储存期间能够更好地保持电量。

自放电率受到电池的制造工艺、材料质量和储存条件等因素的影响。优质的锂电池通常具有较低的自放电率，能够延长电池的储存寿命。

（六）电池效率

锂电池的效率包括充电效率和放电效率。充电效率是指充电过程中输入的电能转化为电池化学能的比例，而放电效率则是指电池放电时输出的电能与存储的化学能之比。

效率的高低会影响电池的能量利用效率和充电时间。较高的效率意味着电池能够更有效地转换电能，减少能量损失。

（七）循环寿命

循环寿命是指锂电池在经过多次充放电循环后，电池容量下降到一定程度时的使用寿命。循环寿命的评估通常以特定的充放电制度进行。

一般来说，锂电池的循环寿命在 GB 标准下要求达到 500 次以上，且容量保持率在 60%-70%以上。循环寿命受到多种因素的影响，包括充放电深度、温度、充放电倍率等。

延长锂电池的循环寿命可以通过合理的使用和充电方式来实现，例如避免过度充电和过度放电，控制充电温度等。举例而言，一般情况下，用于上、下班或接送小孩上学，在城市范围内每天连续行驶1个小时左右（大约25公里），一年下来相当于电池循环180次左右，如果是合格的电池，可使用近两年时间，此时电池容量还有额定的70％，相当于电动车还可连续行驶70分钟，大约行驶30公里。

三、安全性能

四、环境适应性能

五、知识点

附：电芯型号常识1；大容量聚合物锂电池规格参数2；大容量磷酸铁锂电池规格参数。

以上数据仅供参考知识分享学习。

六、总结

综上所述，锂电池的性能指标涵盖了多个方面，这些指标对于评估锂电池的性能和适用场景具有重要意义。在选择和使用锂电池时，需要综合考虑这些指标，并根据具体需求进行合理的选型和使用。同时，不断的技术进步和研究也在推动锂电池性能的提升，以满足不断增长的能源存储需求。

文章来源：锂电池技术知识平台

注：本站转载的文章大部分收集于互联网，文章版权归原作者及原出处所有。文中观点仅供分享交流，如涉及版权等问题，请您告知，我将及时处理。

课堂｜锂电池性能各参数解析

私信“锂电”二字，即可领取10.99G锂电行业精华版资料！

来源：汽车人参考

作为一篇入门的文章，笔者先跟大家分享一下动力电池的性能参数，虽然这些个参数都比较偏理论叙述，但是却是动力电池最基本的元素，就像一把钥匙，通过它们才能评价动力电池的好坏，才能打开这扇大门。

我们先来复习一下高中知识...

电压（Ｖ）

开路电压，顾名思义，即电池外部不接任何负载或电源，测量电池正负极之间的电位差，即为电池的开路电压。工作电压，与开路电压相对应，即电池外接上负载或电源，有电流流过电池，测量所得的正负极之间的电位差。

由于电池内阻的存在，放电状态时（外接负载），工作电压低于开路电压，充电时（外接电源）的工作电压高于开路电压。

电池容量（Ah）

能够容纳或释放的电荷Q，Q=It，即电池容量（Ah）＝电流（A）x 放电时间（h），单位一般为Ah（安时）或mAh（毫安时）。

比如车内蓄电池标注16Ah，那么在工作时电流为1A的时候，理论上可以使用16小时。

电池能量（Wh）

电池储存的能量，单位为Wh（瓦时），能量（Wh）＝电压（V）×电池容量（Ah）。

如下图，为标识为3.7V/10000mAh的电池，其能量为37Wh，而如果我们把4节这样的电池串联，就组成了一个电压是14.8V，容量为10000mAh的电池组，虽然没有提高电池容量，但总能量确提高了4倍。

（写到这儿笔者看了一下自己的充电宝标识，特意搜索了下民航规定不能携带超过160Wh…）

复习了高中知识，我们下面来一点干货...

能量密度（Wh/L & Wh/kg）

单位体积或单位质量电池释放的能量。

如果是单位体积，即体积能量密度（Wh/L），很多地方直接简称为能量密度；

如果是单位质量，就是质量能量密度（Wh/kg），很多地方也叫比能量。

如一节锂电池重300g，额定电压为3.7V，容量为10Ah，则其比能量为123 Wh/kg。

根据16年发布的“节能与新能源汽车技术路线图”，我们可以大概对动力电池发展趋势有一个概念，下图所示，到2020年，纯电动汽车电池单体比能量要达到350Wh/kg

功率密度（W/L & W/kg）

将能量除以时间，便得到功率，单位为W或kW。同样道理，功率密度是指单位质量（有些地方也直接叫比功率）或单位体积电池输出的功率，单位为W/kg或W/L。

比功率是评价电池是否满足电动汽车加速性能的重要指标。

比能量和比功率究竟有什么区别？

举个形象的例子：

比能量高的动力电池就像龟兔赛跑里的乌龟，耐力好，可以长时间工作，保证汽车续航里程长；

比功率高的动力电池就像龟兔赛跑里的兔子，速度快，可以提供很高的瞬间电流，保证汽车加速性能好；

下面的参数稍微有点绕口...

电池放电倍率（C）

放电倍率是指在规定时间内放出其额定容量（Q）时所需要的电流值，它在数值上等于电池额定容量的倍数。即：充放电电流（A）/额定容量（Ah），其单位一般为C ( C-rate的简写)，如0.5C，1C，5C等

举个例子，对于容量为24Ah电池来说：

用48A放电，其放电倍率为2C，反过来讲，2C放电，放电电流为48A，0.5小时放电完毕；

用12A充电，其充电倍率为0.5C，反过来讲，0.5C充电，充电电流为12A，2小时充电完毕；

电池的充放电倍率，决定了我们可以以多快的速度，将一定的能量存储到电池里面，或者以多快的速度，将电池里面的能量释放出来。

荷电状态（%）

SOC，全称是State of Charge，荷电状态，也叫剩余电量，代表的是电池放电后剩余容量与其完全充电状态的容量的比值。

其取值范围为0~1，当SOC=0时表示电池放电完全，当SOC=1时表示电池完全充满。电池管理系统（BMS）就是主要通过管理SOC并进行估算来保证电池高效的工作，所以它是电池管理的核心。

目前SOC估算主要有开路电压法、安时计量法、人工神经网络法、卡尔曼滤波法等，我们以后再详细解读。

内阻

内阻是指电池在工作时，电流流过电池内部受到的阻力。包括欧姆内阻和极化内阻，其中：欧姆内阻包括电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的电阻；极化内阻包括电化学极化电阻和浓差极化电阻。

用数据说话，下图表示一电池放电曲线，X轴表示放电量，Y轴表示电池开路电压，电池理想放电状态为黑色曲线，红色曲线是考虑到电池内阻时的真实状态。

图示：Qmax为电池最大化学容量；Quse为电池实际容量；Rbat表示电池的内阻；EDV为放电终止电压；I为放电电流；

从图中可以看出，电池实际容量Quse < 电池理论上的最大化学容量Qmax。由于电阻的存在，电池的实际容量会降低。我们也可以看到，电池实际容量Quse取决于两个因素：放电电流I与电池内阻Rbat的乘积，以及放电终止电压EDV是多少。需要指出的是电池内阻Rbat会随着电池的使用而逐渐增大。

内阻的单位一般是毫欧姆(mΩ)，内阻大的电池，在充放电的时候，内部功耗大，发热严重，会造成电池的加速老化和寿命衰减，同时也会限制大倍率的充放电应用。所以，内阻做的越小，电池的寿命和倍率性能就会越好。通常电池内阻的测量方法有交流和直流测试法。

自放电

电池自放电，是指在开路静置过程中电压下降的现象，又称电池的荷电保持能力。

一般而言，电池自放电主要受制造工艺、材料、储存条件的影响。自放电按照容量损失后是否可逆划分为两种：容量损失可逆，指经过再次充电过程容量可以恢复；容量损失不可逆，表示容量不能恢复。

目前对电池自放电原因研究理论比较多，总结起来分为物理原因（存储环境，制造工艺，材料等）以及化学原因（电极在电解液中的不稳定性，内部发生化学反应，活性物质被消耗等），电池自放电将直接降低电池的容量和储存性能。

寿命

电池的寿命分为循环寿命和日历寿命两个参数。循环寿命指的是电池可以循环充放电的次数。即在理想的温湿度下，以额定的充放电电流进行充放电，计算电池容量衰减到80%时所经历的循环次数。

日历寿命是指电池在使用环境条件下，经过特定的使用工况，达到寿命终止条件(容量衰减到80%) 的时间跨度。日历寿命与具体的使用要求紧密结合的，通常需要规定具体的使用工况，环境条件，存储间隔等。

循环寿命是一个理论上的参数，而日历寿命更具有实际意义。但日历寿命的测算复杂，耗时长，所以一般电池厂家只给出循环寿命的数据。

上图为一三元锂电池的充放电特性图，可以看出，不同的充放电方式对电池的寿命影响不一样，如上图数据，以25%-75%充放电的寿命可以达到2500次，即我们所说的电池浅充浅放。电池寿命这个话题我们以后还会深入讨论。

电池组的一致性

这个参数比较有意思，即使是同一规格型号的电池单体在成组后，电池组在电压、容量、内阻、寿命等性能有很大的差别，在电动汽车上使用时，性能指标往往达不到单体电池的原有水平。

目前比较合理的解释：

单体电池在制造出来后，由于工艺的问题，导致内部结构和材质不完全一致，本身存在一定性能差异。初始的不一致随着电池在使用过程中连续的充放电循环而累计，再加上电池组内的使用环境对于各单体电池也不尽相同，导致各单体电池状态产生更大的差异，在使用过程中逐步放大，从而在某些情况下使某些单体电池性能加速衰减，并最终引发电池组过早失效。