充电速率是指用于给电芯或电池充电的电流大小。充电控制装置通常会根据电芯或电池的额定容量对该速率进行标准化。
电池专家使用C倍率来评估电池充满电或放电的速度。例如,以1C的C倍率充电时,电池可以在一小时内从0%充到100%。
充电速度快表示 C 速率高于 1C;例如,3C 速率快三倍,可在 20 分钟内充满电。充电速度慢也表示 C 速率较低:C/5(或 0.2C)比 1C 慢五倍,需要五小时才能充满电。
绝对电流密度,即通过电池的电流除以其各层的表面积,决定了电池性能的重要特征数量(例如抗枝晶能力)。
在特定倍率下,电流密度取决于正极的载流子浓度,而载流子浓度又与其厚度直接相关。因此,在比较不同倍率时,务必确保正极载流子浓度达到商业应用水平;对于电动汽车而言,该值通常在 2.5-5 mAh/cm² 范围内。
如何测量电池容量?
电池分析仪可用于测量电池的容量,即电池可存储的能量。分析仪测量以校准电流放电时达到放电终止电压所需的时间。
铅酸电池的放电终止电压通常为1.75V/节,镍镉/镍氢电池为1.0V/节,锂离子电池为3.0V/节。如果一台1Ah的电池以标称额定值的百分比显示测试结果,那么当电池持续输出1A电流1小时时,分析仪将显示100%。
如果放电持续 50 分钟后才达到放电终止电压,则电池的容量为 30%。有时,一块全新的电池被高估,其容量等于或超过其最大容量;有时,它被低估,即使在预充后也永远达不到 100%。
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当使用能够应用不同 C 速率的电池分析仪对电池进行放电时,C 速率越大,容量测量值越低,反之亦然。
理论上, 1Ah电池应该能够在30分钟内以更快的2C倍率(即2A)放电。由于相同的能量是在更短的时间内分散的,因此总能量应该相同。
另一方面,内部损耗会将部分能量转化为热量,使最终容量降至约 95% 或更低。以 100C 或 0.5mA 放电两小时后,同一电池的容量很可能会扩大到 500% 以上。



