在室温下,锂离子电池经过一定的充放电循环。在这个过程中和之后,它是如何表现的?这关系到锂电池技术的改进方向,需要用一定的测试参数来说明。由于我国新能源汽车的加速普及,选择大容量锂电池进行测试数据采集,有助于了解动力锂电池的性能和特点。
通过对锂电池的测试,可以得出以下一般性结论:根据恒流和恒压充电的不同阶段,恒流充电容量与充电容量的比值随着循环次数的增加而减小;3.7V~4.2V放电容量占总放电容量的90%以上,充放电效率不受循环次数影响。
在描述数据之前,有必要说明一下测试环境:首先要选择一块比亚迪80Ah钴酸锂电池,在室温下(10℃~250℃)充放电。
充放电系统的设计:
1.充电方式为恒流恒压。首先在1C即80A充电到4.2V,当电流小于4A(即0.05C)时停止。
2.静置10分钟后用80A恒流放电至2.75V;
3.恒流放电后静置10分钟,再进行新一轮充放电循环,重复500次。
在这个过程中,需要收集相关数据,形成相应的图表:
1.恒流/恒压充电特性曲线;
2.恒流充电容量占总充电容量的比例与循环次数的关系;
3.放电曲线;
4.充放电效率曲线。
从上图可以看出:
1.按照恒流充电阶段,锂电池的充电平台在3.8V-4.1V之间,该阶段的充电容量达到总充电容量的80%以上。随着循环次数的增加,电压上升较快,充电时间减少,充电量逐渐减少。
2.从恒流充电容量占总充电容量的百分比来看,随着循环次数的增加,恒流充电容量占总充电容量的百分比平缓下降,恒压充电容量占总充电容量的百分比平缓上升。这说明随着锂电池充放电循环次数的增加,电流越小,充电效果越好。
3.从放电曲线来看,放电平台(一定电压区间内的放电曲线稳定且接近直线,而不是区间前的上升和下降斜线)随着循环次数的增加而降低,4.2V~3.7V放电平台上的放电功率占总功率的90%。
4.充放电效率:即一次放电电量占充电电量的百分比。它代表电池的放电容量。从充放电效率曲线来看,这个数值基本保持不变,达到99%以上。
我们知道锂电池的容量会随着充放电循环次数的增加而降低,从上面的数据可以发现。其具体表现为:放电平台减小,锂电池充电时间减少,恒流充电比例降低。这些最终表明,充电功率随着循环次数的增加而下降,且下降速度越来越快。500次循环后,容量不得低于80%才算合格品。