從事新能源汽車行業的朋友，對（duì）於其核（hé）心動（dòng）力電池，相信大家都會有一定的了解（jiě），但是（shì）真正去探（tàn）討相關問題的時候，又覺得一知半解。小編將（jiāng）通過最淺顯易懂的方式解讀動力電池的相關概念、結構及（jí）工（gōng）作原理，讓大家對動力電池有更深入（rù）的理解。

一、若幹重要概念

1、電（diàn）壓（V）

①開路電壓：指電（diàn）池在沒有連（lián）接外電（diàn）路或者外負（fù）載時的電壓。開路電壓與（yǔ）電（diàn）池的剩餘能量有（yǒu）一定的聯係，電量顯示就是利用這個原理。

②工（gōng）作電壓：是指電池在工（gōng）作狀態下即電路中有電流流過時電池正負極（jí）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，故工作電壓總（zǒng）是低於開路（lù）電壓。

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

④充電限製電壓：充電（diàn）過程中由恒（héng）流變為恒壓充電的電壓。

電池（chí）充放電電壓變化曲線

2、電池容量（Ah）

①定義：電（diàn）池容量是指電池所能夠儲存的電量多少，容量是電（diàn）池電性能的（de）重要指標，它由（yóu）電極的活性物質決定（dìng）。

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（jí）電池容量（liàng）（Ah）＝電流（A）x放電時間（h）。

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

⑤影響因素：電池的實際（jì）容量主要取決於以下幾個因素（sù）：活性物質的數量、質量，活性物質的利用率。

⑥額（é）定容（róng）量（liàng）：在（zài）規定條件下測得的（de），由製造（zào）商給定的蓄電池容量。

⑦可用容量：在規定條件下，從完全（quán）充電的蓄電池中釋放的電量。

⑧理論容（róng）量：假設活性物質完全被利（lì）用，蓄電池（chí）可釋放的容（róng）量。

3、電池能量（liàng）（Wh）

①定義：指（zhǐ）電池儲存的能量的多少，用Wh來表示

②公式（shì）：能量（Wh）＝額定電壓（V）×工作電流（A）×工作時間（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（diàn）池能量是衡量（liàng）電池帶動設備做功（gōng）的重要（yào）指標，容量不能決定做功的多少。

4、能量密度（Wh/Kg）

①定義：指單位體積或單位質（zhì）量所釋放（fàng）的（de）能量，通常用體積能量密度（Wh/L）或質量能量密（mì）度（Wh/kg）表示。

②舉例：如一節鋰（lǐ）電池重325g，額定電壓為3.7V，容量為10Ah，則（zé）其能量密度為（wéi）113Wh/kg，下表為理論值，在實際應用情況中需要考（kǎo）慮電池結構中的殼體、零（líng）件等各（gè）方麵（miàn）因素。

目前鋰（lǐ）電池的能量密度（dù）是鎳鎘和鎳氫電池的3和1.5倍，能量密度的高低是（shì）由材料（liào）密度與結構決定的。

5、功率與功（gōng）率密度

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

②功率密（mì）度又稱比功率，是單位質量或單位體積電池輸出的功率，單位為W/kg或（huò）W/L。比功率是評價（jià）電池及電（diàn）池包（bāo）是否滿足電動汽車加速（sù）和爬坡能力的（de）重要指標。更（gèng）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（gōng）眾號。

6、放電倍率（A）

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

②舉例：以10Ah電池舉例，以2A放電,則放電倍率為0.2C，以20A放電（diàn）,則放電（diàn）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（yǐ）固定的（de）電壓對（duì）電池充電，充電電流會隨著電池充滿逐漸（jiàn）下降。

②涓流充電：指以小於0.1C電流對電池充電，一般在電池接近充滿電時，迚行補充充（chōng）電時采用，若電（diàn）池對（duì）充電時（shí）間沒有嚴格要（yào）求的話，建議采用涓（juān）流（liú）充電方式充電（diàn）。

③浮充電：隨（suí）時對蓄電池（chí）用恒壓充電，使其保（bǎo）持一定的荷電狀態（tài）。

8、充（chōng）、放電（diàn）深度（SOCDOD）：電池保有容量數值的（de）表（biǎo）示方法。

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

②放電深度depthofdisge（DOD）：表示（shì）蓄（xù）電池放（fàng）電狀態的參數（shù），等於實際放電容量（liàng）與（yǔ）額（é）定容量的百分比。

③深（shēn）度放電（diàn）deepdisge：表示（shì）蓄電50%或更大的容量被釋放的（de）程度。

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

9、內（nèi）阻

①定義（yì）：電池的內阻（zǔ）是指電池在工作時,電流流過電池內部受到的阻力。內阻大小主要受電池的材料、製造工藝、電池（chí）結構等因素（sù）的影響。

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

③影響因素：電池內阻是一個非常複（fù）雜而又非常重要的特性，影響內阻的因素有材料（liào）、結構等。

④產生結果（guǒ）：由於內阻的存在，當電池放電時，電流經過內阻要產生熱量，消（xiāo）耗能量，電流越大，消耗能量越多，所以內阻（zǔ）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（shàng）的（de）能量也少。

10、自放電率（％/月）

①定義：電（diàn）池在儲存過程中，容量會逐漸下降，其減少的容量與電池容量的比例，稱為自放（fàng）電率。

②原因：由於電極在電解液中的不穩定性（xìng），電池的兩個電極發生（shēng）了化學反應，活（huó）性物質被（bèi）消耗，轉為電能的化學能減少，電池容量下降。

③影響因素：環境溫度對其（qí）影響較大，過高溫度會（huì）加速電池的自放電

④表示：電池（chí）容量衰減（自放電（diàn）率）的（de）表（biǎo）達方法和單位為：%/月。

⑤產生結（jié）果：電池自放電將直（zhí）接降（jiàng）低電池的容量，自放電率（lǜ）直接影響電（diàn）池的儲存性能，自（zì）放電率越低，貯（zhù）存性能越好。

11、循環壽命（次）

①定義：二次電（diàn）池經（jīng）曆（lì）一（yī）次充放電稱為一個周期或一次循環，電池在反複充放電後（hòu），容量會逐漸下降，在一定的放電條件下，電池容量降至80%時，電池所經受的循環次數就是循環（huán）壽命。

②影響因（yīn）素：不正確使用電（diàn）池，電池材（cái）料（liào），電解質的組成和濃度，充（chōng）放電倍率，放電深（shēn）度（DOD%），溫度，製作工藝等都對電池的循環壽命（mìng）有（yǒu）影響。

12、記憶效應

①定義：電池的（de）記（jì）憶效應是指未完全放電的電池，在下一次充電時（shí）所能充（chōng）電的（de）百分比。

②原因（yīn）：電池內物質（zhì）產生結（jié）晶，如鎳鎘電池中,Cd不斷聚集成團形成大塊金屬鎘，降低了負極的活性。

③避免：為了消（xiāo）除電池的記憶效應，在（zài）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（fàng）電平台

指放電曲線中電壓基本（běn）保持水平的部分（fèn）。放電平（píng）台越（yuè）高、越長、越平穩，電（diàn）池的放電性能越好。

14、電池組的一致性

由多個單體電芯串連、並聯在（zài）一起就組成了電池組。電池組的整體（tǐ）性能（néng）和壽命取決於其中性能較差的一個電芯，這就要求（qiú）電池組中每個電芯（xīn）性能的一致性要（yào）高。除了單體電芯本身性能的誤差和原材料質量的好壞，最主（zhǔ）要原因是製造工藝，工藝的改進對提高電池的質量非常重要。

15、化成

電池製成後（hòu），通過一定的充放電方式將其內（nèi）部正負極活性物質激活（huó），改善電池的充放電性能及（jí）自放電、貯存等（děng）綜（zōng）合性能的過程（chéng）稱為化（huà）成。電池經過化成後才能體現其（qí）真實的性能。同時化成過程中的分選過程能夠提（tí）高電池組的一致性，使（shǐ）最（zuì）終（zhōng）電池組的性能提高。更多新能源汽車方麵專業知識及最新（xīn）資訊可以專注電動知家微信公眾號。

二、鋰電池結構與（yǔ）原理解讀

1、鋰電池基本結構（gòu）

主要材料：正極、負極、電解液、隔膜

結構：圓形、方形；疊片、卷繞

形態（tài）：聚合物(軟包裝)、液態鋰離子(鋼殼)

2、鋰電池工作原理

正極材料：LiMn₂O₄，負極材料：石墨

充電時（shí）正極的Li⁺和電解液中的Li⁺向負極聚集，得到電（diàn）子（zǐ），被（bèi）還原成（chéng）Li鑲嵌在負極的碳（tàn）素材料中。放（fàng）電時鑲嵌（qiàn）在負（fù）極碳素材料中的Li失去電子，進入電解液，電解液內的Li⁺向正極移動。

3、鋰電池組成原理

①正極構造

LiMn₂O₄(錳酸鋰)+導電（diàn）劑（jì）(乙炔黑)+粘合劑(PVDF)+集流體（鋁箔）正極

②負極構造

石墨+導（dǎo）電（diàn）劑(乙炔黑)+粘合劑（jì）(PVDF)+集流體（銅箔）負極

4、充電過程

電源給電池充電,此時（shí）正極（jí）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”電解液裏，“爬過”隔膜上彎彎曲曲的小洞，“遊泳”到達負極（jí），與早就跑過來的電子結合在一起。

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

負極上發生的反應為6C+XLi+Xe==LixC6

5、放電過（guò）程（chéng）

電池放電，此時負極上的電子e從（cóng）通過外部電路（lù）跑（pǎo）到正極上，正鋰離子Li+從負極“跳進”電解液裏，“爬過”隔膜上彎彎曲曲的小洞，“遊泳”到達正（zhèng）極（jí），與早就（jiù）跑過來的電子結合在一起。

正極上發生（shēng）的反應為Li1-xMn2O4+xli++xe(電子)==LiMn2O4

負極上發生的反應為LixC6==6C+xLi+xe