动力电池电池解析课件

新能源技术组新能源技术组 2016-01-27新能源汽车动力电池介绍新能源技术组2电动汽车动力电池电动汽车动力电池二一一电池初级篇电池初级篇电池进阶篇电池进阶篇电动汽车动力电池二一电池初级篇电池进阶篇2电池初级篇电池初级篇 电池是一门非常深的学科，因为这东西从电池是一门非常深的学科，因为这东西从发明起便在我们的生活中有着非常非常广泛的发明起便在我们的生活中有着非常非常广泛的应用，比如应用，比如3C、比如储能，下文仅从动力电池、比如储能，下文仅从动力电池领域做探讨领域做探讨。电池初级篇电池是一门非常深的学科，因为这东西从发明起3动力电池电池解析课件4动力电池电池解析课件5动力电池电池解析课件6动力电池电池解析课件7动力电池电池解析课件8动力电池电池解析课件9动力电池电池解析课件10动力电池电池解析课件11动力电池电池解析课件12动力电池电池解析课件13动力电池电池解析课件14动力电池电池解析课件15动力电池电池解析课件16动力电池电池解析课件17动力电池电池解析课件18动力电池电池解析课件19动力电池电池解析课件20动力电池电池解析课件21动力电池电池解析课件22动力电池电池解析课件23Page24文字内容文字内容字内容字内容文字内容文字内容 锂离子电池实际上是一种锂离子浓度差电池锂离子浓度差电池，正负电极由两种不同的锂离子嵌入化合物组成，通过锂离子的移动把化学能转化为电能。锂电池电芯按形状可分为铝壳电芯、软包电芯（又称铝壳电芯、软包电芯（又称“聚合物电聚合物电芯芯”）、圆柱电芯）、圆柱电芯三种。通常手机电池采用的为铝壳电芯，蓝牙等数码产品多采用软包电芯，笔记本电脑的电池采用圆柱电芯的串并联组合。锂电池按正极材料可分为：钴酸锂钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂、锰酸锂(LiMn2O4)、磷酸铁锂磷酸铁锂(LiFePO4)和三元锂和三元锂(Li（NiCoMn）O2)等等。电池进阶篇电池进阶篇Page24文字内容字内容文字内容电池进阶篇动力电池电池解析课件25锂离子电池原理锂离子电池原理 当电池充电时，锂离子从正极中脱嵌，在负极中嵌入，放电时反之。这就需要一个电极在组装前处于嵌锂状态，一般选择相对锂而言电位大于3V且在空气中稳定的嵌锂过渡金属氧化物做正极，如LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4等。锂离子电池原理当电池充电时，锂离子从正极中脱嵌，在负26锂电池的三大特性锂电池的三大特性一、电池的容量特性容量测试得到磷酸铁锂电池在不同倍率下的放电电压与容量关系曲线如图1所示。图1不同倍率下的放电电压与容量的关系曲线锂电池的三大特性一、电池的容量特性图1不同倍率下的放电电压与27从图中可以看出，在整个放电过程中锂电池的电压曲线可以分为3个阶段：1）电池在初始阶段端电压快速下降，放电倍率越大，电压下降的越快；2）电池电压进入一个缓慢变化的阶段，这段时间称为电池的平台区，放电倍率越小，平台区持续的时间越长，平台电压越高，电压下降越缓慢。在锂离子电池的实际使用过程中，尽可能希望电池工作在平台区；3）在电池电量接近放完时，电池负载电压开始急剧下降直至达到放电截止电压。从图中可以看出，在整个放电过程中锂电池的电压28二、电池开路电压特性开路电压测试得到锂离子电池开路电压与电池SOC的关系曲线如图2所示。图2电池充电与放电时的OCV-SOC曲线从图中可以看出，磷酸铁锂电池的OCVSOC曲线与电池放电电压曲线趋势基本相同。在SOC的中间区间（20SOC80）内，电池的OCV变化极小，电池处于平台区；而在SOC的两端区间（SOC10和SOC90），OCV的变化率较大，整个锂电池的OCVSOC曲线呈现中间区域平坦，头尾两端陡峭的样子，开路电压法即是利用这一稳定的对应关系进行SOC估计。二、电池开路电压特性开路电压测试得到锂离子电池开路电压与电池29三、电池内阻特性图3表示磷酸铁锂电池在充电和放电时的欧姆内阻。图3电池内阻变化曲线电池的欧姆内阻曲线呈现以下的特点：1.在图3中较宽广的SOC围内，即SOC10，100的区间内，电池的欧姆内阻变化很小，而在较低的SOC区间内，随SOC的降低欧姆内阻出现较大幅度的增长，这是因为电池放电末期，电池内部化学物质活性降低；2.在整个SOC范围内，充电欧姆内阻总体大于放电欧姆内阻，这是因为锂离子电池放电属于自发反应，较容易；充电是由外部电源作用，使锂离子嵌入负极，较困难。需要说明的是，电池的内阻变化非常复杂，受温度、放电深度、充放电倍率、循环次数等因素影响。同一类型的不同电池单体，还与电池出厂不一致性和工作环境的不同相关。三、电池内阻特性图3表示磷酸铁锂电池在充电和放电时的欧姆内阻30不同放电倍率下放电电压与容量关系不同放电倍率下放电电压与容量关系不同放电倍率下放电电压与容量关系31温度对电池放电容量的影响温度对电池放电容量的影响温度对电池放电容量的影响32磷酸铁锂和三元锂电池放电电压与容量的关系磷酸铁锂和三元锂电池放电电压与容量的关系磷酸铁锂和三元锂电池放电电压与容量的关系33电池包结构电池包结构电池包结构34Theend35