动力电池性能参数.doc

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1、动力电池性能参数一、电性能(1)电动势电池的电动势，又称电池标准电压或理论电压，为电池断路时正负两极间的电位差。电池的电动势可以从电池体系热力学函数自由能的变化计算而得。(2)额定电压额定电压(或公称电压)，系指该电化学体系的电池工作时公认的标准电压。例如，锌锰干电池为1.5V，镍镉电池为1.2V，铅酸蓄电池为2V，锂离子电池为(3)开路电压电池的开路电压是无负荷情况下的电池电压。开路电压不等于电池的电动势。必须指出，电池的电动势是从热力学函数计算而得到的，而电池的开路电压则是实际测量出来的。(4)工作电压系指电池在某负载下实际的放电电压，通常是指一个电压

2、范围。例如，铅酸蓄电池的工作电压在2V～1.8V；镍氢电池的工作电压在1.5V～1.1V；锂离子电池的工作电压在3.6V～2.75V。(5)终止电压系指放电终止时的电压值，视负载和使用要求不同而异。以铅酸蓄电池为例：电动势为2.1V，额定电压为2V，开路电压接近2.15V，工作电压为2V～1.8V，放电终止电压为1.8V～1.5V(放电终止电压根据放电率的不同，其终止电压也不同)。(6)充电电压系指外电路直流电压对电池充电的电压。一般的充电电压要大于电池的开路电压，通常在一定的范围内。例如，镍镉电池的充电压在1.45V～1.5V；锂离子电池的充电压在4.1

3、V～4.2V；铅酸蓄电池的充电压在2.25V～2.5V。(7)内阻蓄电池的内阻包括：正负极板的电阻，电解液的电阻，隔板的电阻和连接体的电阻等。a.正负极板电阻目前普遍使用的铅酸蓄电池正、负极板为涂膏式，由铅锑合金或铅钙合金板栅架和活性物质两部分构成。因此，极板电阻也由板栅电阻和活性物质电阻组成。板栅在活性物质内层，充放电时，不会发生化学变化，所以它的电阻是板栅的固有电阻。活性物质的电阻是随着电池充放电状态的不同而变化的。当电池放电时，极板的活性物质转变为硫酸铅(PbSO4)，硫酸铅含量越大，其电阻越大。而电池充电时将硫酸铅还原为铅(Pb)，硫酸铅含量越小，

4、其电阻越小。b.电解液电阻电解液的电阻视其浓度不同而异。在规定的浓度范围内一旦选定某一浓度后，电解液电阻将随充放电程度而变。电池充电时，在极板活性物质还原的同时电解液浓度增加，其电阻下降；电池放电时，在极板活性物质硫酸化的同时电解液浓度下降，其电阻增加。c.隔板电阻隔板的电阻视其孔率而异，新电池的隔板电阻是趋于一个固定值，但随电池运行时间的延长，其电阻有所增加。因为，电池在运行过程中有些铅渣和其他沉积物在隔板上，使得隔板孔率有所下降而增加了电阻。d.连接体电阻连接体包括单体电池串联时连接条等金属的固有电阻，电池极板间的连接电阻，以及正、负极板组成极群的连接

5、体的金属电阻，若焊接和连接接触良好，连接体电阻可视为一固定电阻。每只电池所呈现的内阻就是上述物体电阻的总和，电池内阻R与电动势、端电压及放电电流的关系：Rs=(E-Uf)÷If电池的内阻在放电过程中会逐渐增加，而在充电过程中则逐渐减小。所以，电池在充放电过程中，端电压也会因其内阻的变化而变动。故端电压在放电时低于电池的电动势，充电时又高于电池的电动势。⑻容量电池的容量单位为库仑(C)或安时(Ah)。表征电池容量特性的专用术语有三个：a.理论容量。系指根据参加电化学反应的活性物质电化学当量数计算得到的电量。通常，理论上1电化当量物质将放出1法拉第电量，即96

6、500C或26.8Ah(1电化当量物质的量，等于活性物质的原子量或分子量除以反应的电子数)。b.额定容量。系指在设计和生产电池时，规定或保证在指定放电条件下电池应该放出的最低限度的电量。c.实际容量。系指在一定的放电条件下，即在一定的放电电流和温度下，电池在终止电压前所能放出的电量。电池的实际容量通常比额定容量大10%～20%。电池容量的大小，与正、负极上活性物质的数量和活性有关，也与电池的结构和制造工艺与电池的放电条件(电流、温度)有关。影响电池容量因素的综合指标是活性物质的利用率。换言之，活性物质利用得越充分，电池给出的容量也就越高。活性物质的利用率可

7、以定义为：利用率=(电池实际容量/电池理论容量)×100%或，利用率=(活性物质理论用量/活性物质实际用量)×100%。(9)比能量和比功率电池的输出能量是指在一定的放电条件下，电池所能作出的电功，它等于电池的放电容量和电池平均工作电压的乘积，其单位常用瓦时(Wh)表示。电池的比能量有两种。一种叫重量比能量，用瓦时/千克(Wh/kg)表示；另一种叫体积比能量，用瓦时/升(Wh/L)表示。比能量的物理意义是电池为单位重量或单位体积时所具有的有效电能量。它的比较电池性能优劣的重要指标。必须指出，单体电池和电池组的比能量是不一样的。由于电池组合时总要有连接条、外

8、部容器和内包装层等，故电池组的比能量总是小于单体电池的比能量。电池