從事新（xīn）能源汽車行業的朋友，對於（yú）其核心動力電池，相信大（dà）家都會有一定的了解，但是真正去探討相關問題的時候，又覺得一知半解。小編將通過最淺顯易懂的（de）方式解讀（dú）動力電池的相關概（gài）念、結構及工作原理，讓（ràng）大家對動力電池有更深入的理解。

一、若幹重要概念

1、電壓（V）

①開路電（diàn）壓：指電池在沒有連接外電路或者外負載時的電壓。開路電壓與電池的剩餘能量有一定的聯係，電量顯示就是利用這個原理。

②工作電壓：是指電（diàn）池在工作狀態下即電路中有電流流過時電池正負極之間的電勢差,又稱負載電壓。在電池放電工作狀態下（xià），當電流流過電池內部時，必須克服內阻的（de）阻力，故（gù）工作電壓總是低於（yú）開路（lù）電壓。

③放電截止電壓：指電池充滿電後進行（háng）放電（diàn），放完電時達到的電壓（若繼續放電則（zé）為過度放電，對電池的壽命和性能有損傷）。

④充電限製電壓：充電過程中（zhōng）由恒流變為恒壓（yā）充電的電壓。

電池充放電電壓變化曲線

2、電池容量（Ah）

①定義：電池容量是指電池所能夠儲存的（de）電量多（duō）少，容量（liàng）是電池電性（xìng）能的重要指標（biāo），它由電極（jí）的活（huó）性物質（zhì）決定。

②單位：容量用C表示，單位用Ah（安時）或mAh（毫安時）表示。

③公式：C=It,即電池容量（Ah）＝電流（A）x放電時間（h）。

④舉例：容量為10安時的電池，以5安培放電可放2小時，以10安培（péi）放電可放1小時。

⑤影響因素：電池的實際容量主要取決於（yú）以下幾個因素（sù）：活性物質（zhì）的數量、質量，活性物（wù）質（zhì）的（de）利用率。

⑥額定容量：在規定條件下測（cè）得的，由（yóu）製造商給定的蓄（xù）電池容量（liàng）。

⑦可用容量：在規定條件下，從完全充（chōng）電的蓄電池中釋放的電量。

⑧理論容量：假設活性物質完全被利用（yòng），蓄電池可釋放的容量（liàng）。

3、電池（chí）能量（Wh）

①定義（yì）：指電池儲存的能量的多少，用Wh來表示

②公式：能量（Wh）＝額定電壓（V）×工作電（diàn）流（A）×工（gōng）作時間（jiān）（h)。

③舉例：3.2V15Ah單體電芯的能量為48Wh，3.2V100Ah電池組的能量為320Wh。

電池（chí）能量是衡量電池帶動設備（bèi）做功的重要指標，容量不能決定做功的多少。

4、能量密度（Wh/Kg）

①定義：指單位體積或單位（wèi）質（zhì）量所（suǒ）釋放的能量，通常用體積能量密度（Wh/L）或（huò）質量能量密度（dù）（Wh/kg）表示。

②舉例：如一節鋰電池重325g，額定（dìng）電壓為3.7V，容量為10Ah，則其（qí）能（néng）量密度為113Wh/kg，下表為理論值，在實際（jì）應用情況中需要考慮（lǜ）電池結構中的殼體、零件等各方麵因素。

目前鋰（lǐ）電池的能量密度是鎳（niè）鎘和鎳氫電池的（de）3和1.5倍，能量密度的高低是由（yóu）材料密度與（yǔ）結構決定的。

5、功率與功率密度

①功率是指在一定的放電製度下，單位（wèi）時間內電池輸出的能量，單位為W或kW。

②功率密度又稱比功率，是單位質量或（huò）單位體積電池（chí）輸出的功率，單位為W/kg或（huò）W/L。比功率是評價電池及電池包是否滿足電動汽（qì）車加速和爬坡能力的（de）重要指標。更多新能源汽車行業專業解讀和最新資訊，可關注電動知家微信公眾號。

6、放電倍率（lǜ）（A）

①定義（yì）：放電倍率是指在規定時間內放出其額定容量（C）時所需要的電流值，它在數值上等於電池額定容（róng）量的倍數。

②舉例：以10Ah電池舉例，以2A放電,則放電倍率為（wéi）0.2C，以20A放電,則放電倍率為2C。

7、充電方式

①CC/CV：CC即恒流，以固定的電流對電池充電；CV即恒壓，以固定的電（diàn）壓對電池充電，充電電流會隨著電池充滿逐漸下降。

②涓流充電：指以小於0.1C電（diàn）流對電池充電，一般在電池接近（jìn）充滿電時，迚行補充充電時采用，若電池對充電時間沒有嚴格要求的話，建議采用涓流（liú）充（chōng）電方式充（chōng）電。

③浮充電：隨時（shí）對蓄電池用恒壓充電，使其保持一定的荷電狀態（tài）。

8、充、放電深度（SOCDOD）：電池保有容量數值的（de）表示方法（fǎ）。

①荷電狀態state-of-ge（SOC）：蓄電池放電後剩餘容量與全荷電容量的百分（fèn）比。

②放電深度depthofdisge（DOD）：表示（shì）蓄電池放電狀態的參數，等於實際放電（diàn）容（róng）量與（yǔ）額定（dìng）容量的百分（fèn）比。

③深度放電deepdisge：表示蓄電50%或更大的（de）容量被（bèi）釋放的程（chéng）度。

④舉（jǔ）例：充、放電深度以百分比率來表示，如：容量為10Ah的電池放電（diàn）後容量變為2Ah，可以稱（chēng）為80%DOD；容量為10Ah的電池（chí），充電後容量為8Ah，80%SOC。形容滿充滿放，通常稱（chēng）為100%DOD。

9、內阻

①定義：電池的內阻是（shì）指（zhǐ）電池在工作時,電流流過電池內部受到的阻力。內阻大小主要受電池的材（cái）料、製造工藝、電池（chí）結構等因素的影響。

②分類（lèi）：電池內阻包括（kuò）歐姆內（nèi）阻和極化內阻，歐姆內阻是由電極材料、電解液、隔膜電（diàn）阻及各部分零件的接觸電阻組成，極（jí）化內阻包括電化學極化與濃差極化引起的電阻。

③影響因素：電池內阻是一個（gè）非常複雜（zá）而又非常重要的特性，影響內阻的因素有（yǒu）材料、結構（gòu）等。

④產生結果：由於內阻的存在，當電池放電時，電（diàn）流經過內阻要產生熱量，消耗能量，電流（liú）越大（dà），消耗能（néng）量越多，所以（yǐ）內阻越小，電池的性能越好，不僅電池的實際工作電壓高，消耗在內阻上的能（néng）量也少。

10、自放電率（％/月）

①定（dìng）義：電池（chí）在（zài）儲存過程中，容量會（huì）逐漸下降，其減少的容量與電池容量的比例，稱（chēng）為自放電率。

②原因：由於電極在電解液（yè）中的（de）不穩定性，電池的兩個電極發生（shēng）了化學反應，活性物質被消耗，轉為電能的化學（xué）能減少，電池容量下降。

③影響因素：環（huán）境溫度對其影響較大，過高溫度會加速電池的自放電（diàn）

④表示：電（diàn）池（chí）容量（liàng）衰（shuāi）減（自（zì）放電率）的表達方法和單位為：%/月。

⑤產生結果：電池自放（fàng）電將直接降低電池（chí）的（de）容量，自放電率直接影響電池（chí）的儲存性能，自放電率（lǜ）越低，貯存性能越好。

11、循環壽命（次）

①定義：二（èr）次電池經曆一次充放電稱為一個周期或一（yī）次循環，電池在反複充放電後，容量（liàng）會逐漸下降，在一定（dìng）的放電條件下，電池容量降至80%時，電（diàn）池所經受的循環次數就（jiù）是循環壽命。

②影（yǐng）響因素：不正確使用電池，電池材料，電解質的組成和濃度，充放電倍率，放電深度（DOD%），溫度，製（zhì）作工藝等都對電池的循環壽命有（yǒu）影響。

12、記憶效應

①定義：電池的記憶效應是指未完全放（fàng）電的電池（chí），在下一次充電時所（suǒ）能充電的百分比。

②原（yuán）因：電池內物質產生結（jié）晶，如鎳鎘電池（chí）中,Cd不斷聚集成團形成大塊金屬鎘，降低了負極的活性（xìng）。

③避免（miǎn）：為了（le）消除電池（chí）的記憶效應，在充電之前，必須先完全放電，然後再充電。

鋰離子電池無記憶效應。

13、放電平台

指放電曲（qǔ）線中電壓基本保持水平的部分。放電平台越高、越長、越平穩，電池的放電性能越好。

14、電池組的（de）一致性（xìng）

由多個單體電芯串連、並聯（lián）在一起就組成（chéng）了電池組（zǔ）。電池組的整體性能和壽命取決於（yú）其中性能較差的一個（gè）電（diàn）芯，這就（jiù）要求電池組中每個電芯性能的一致性要高。除了單（dān）體電芯本身性能的誤差和原材料質量的好壞，最主要原因是（shì）製造工藝，工藝的改進對提高電池的質（zhì）量非（fēi）常重要。

15、化成

電池製成後，通過一定的充放電方式將其內部正負極活性物質激活，改善電池的充放（fàng）電性能及自（zì）放電、貯存等綜（zōng）合性能的過程稱為化成。電池經過化成後才能體現其真實的性能。同時化成過程（chéng）中的分選過程（chéng）能夠提高電（diàn）池組的一致性，使最終電池組（zǔ）的性能提高。更多新能源（yuán）汽車方麵專業知識及最新資訊可以專注電動（dòng）知（zhī）家微信公眾號。

二、鋰電池結構與（yǔ）原理解讀

1、鋰電池基本結構

主（zhǔ）要材料：正（zhèng）極、負極、電解液、隔膜

結構：圓形、方形；疊片、卷繞

形態：聚合物（wù）(軟包裝)、液態鋰（lǐ）離子(鋼殼)

2、鋰電池工（gōng）作原理

正極材料：LiMn₂O₄，負極材料：石墨

充電時正極的Li⁺和電解液中的Li⁺向負極聚（jù）集，得到電子，被（bèi）還原成Li鑲嵌在負極的碳素材料中。放電時鑲嵌在負極（jí）碳（tàn）素（sù）材料中（zhōng）的Li失去電子，進入電（diàn）解液，電解液內的Li⁺向正極移動。

3、鋰電池組成原理（lǐ）

①正極構造

LiMn₂O₄(錳酸鋰)+導電劑（jì）(乙（yǐ）炔黑)+粘（zhān）合劑(PVDF)+集流體（鋁箔）正極

②負極構造

石墨+導電劑(乙炔黑)+粘（zhān）合劑(PVDF)+集流體（銅箔）負極

4、充電過程

電源給電池充電,此時正極上的電子e從通過外部電路跑到負極上，正鋰離子Li+從正極“跳進”電（diàn）解液裏，“爬過（guò）”隔膜上（shàng）彎彎曲曲的小洞，“遊泳（yǒng）”到達負極，與（yǔ）早就跑過來的電子結合在一起。

正極上發生的反應為LiMn₂O₄==Li_1-xMn₂O₄+Xli⁺+Xe(電子)

負極（jí）上發生的反應為6C+XLi+Xe==LixC6

5、放電過程

電池放電（diàn），此時負極上的電子（zǐ）e從通（tōng）過外部電路（lù）跑到正極上，正鋰離子Li+從負極“跳進”電解（jiě）液裏，“爬過”隔膜上彎彎曲曲的小洞，“遊泳”到達正極，與早就跑過（guò）來（lái）的電子（zǐ）結（jié）合在一起。

正極上發（fā）生的反應為Li1-xMn2O4+xli++xe(電子（zǐ）)==LiMn2O4

負極上發生的反應為（wéi）LixC6==6C+xLi+xe