電池依據其正極資料、負極資料、電解液等角度可分為多品種型，鋰離子電池是怎么從眾多電池中脫穎而出成為當前電池界首選？這要從電池的各種功能目標說起。

1、電壓(V)

電池的電壓，分為端電壓、作業電壓、開路電壓、額外電壓、充電停止電壓和放電停止電壓等一些參數。電池正極和負極之間的電位差即為端電壓，電池外部不接任何負載或電源時的端電壓便是開路電壓就，而電池外接負載或電源，處在作業狀況，有電流流過時，丈量所得端電壓叫做作業電壓。電池充電狀況時的電壓極限值便是充電停止電壓，放電狀況時的電壓極限值是放電停止電壓，也便是指電池所允許到達的最高和最低電壓。因為電池內阻的存在，放電狀況時的作業電壓低于開路電壓，充電時的作業電壓高于開路電壓。若電池端電壓超過此極限電壓，則會導致電池功能下降、對電池發生不可逆的危害，嚴重時乃至會構成起火爆炸等事端。

電池的電壓只與電極活性物質的品種有關，而與活性物質的數量無關。電池電壓本質上是直流電壓，但在某些特殊條件下，電極反應所引起的金屬晶體或某些成相膜的相變會構成電壓的微小波動，這種現象稱為噪聲。波動的起伏很小但頻率規模很寬，故可與電路中自激噪聲相區別。

電池的開路電壓和作業電壓，與電池的容量存在必定的對應關系。

鈷酸鋰鋰離子電池的作業電壓為3.6V，錳酸鋰鋰離子電池的作業電壓為3.7V，磷酸鐵鋰鋰離子電池的作業電壓為3.2V，而鎳氫、鎳鎘電池的作業電壓僅為1.2V。

2、電池容量(Ah)

容量是指電池在規劃規則放電條件下(如溫度、放電率、停止電壓等)所釋放出的電荷量Q=It，即電池容量是放電電流(A)與放電時刻(h)的乘積，單位為A?h(安培?小時)或mA?h(毫安?小時)。容量又可以分為理論容量、標稱容量與額外容量。額外容量是指滿充的電池在實驗室條件下(比較抱負的溫濕度環境)，以某一特定的放電倍率(C-rate)放電到截止電壓時，所可以供給的總的電量，可依據電池反應式中電極活性物質的用量和按法拉第定律計算的活性物質的電化學當量精確求出。但因為電池中或許發生的副反應以及規劃時的特殊需求，實踐容量一般都不等于額外容量。它與溫度、濕度、充放電倍率等條件的改變直接相關，一般情況下，實踐容量比額外容量偏小一些，有時乃至比額外容量小許多。

容量受放電率的影響較大,所以常在字母C的右下角以阿拉伯數字標明放電率,如C20=50，標明在20時率下的容量為50安˙小時。

3、電池能量和能量密度：越高越好

電池的能量是指在必定放電準則下，電池所能輸出的電能，能量(Wh)=電壓(V)×電池容量(Ah)。能量密度是指單位質量或單位體積的電池可以存儲和釋放的電量，相應的也被稱為質量比能量或體積比能量。這兒的電量，是上面提到的容量(Ah)與作業電壓(V)的積分。假如是單位體積，即體積能量密度(Wh/L)，許多當地直接簡稱為能量密度，假如是單位質量，便是質量能量密度(Wh/kg)，許多當地也叫比能量。其中能量密度這個目標比容量更具有指導性意義。以特斯拉為例，其比能量為(Wh/L)，能量密度為(Wh/kg)。

鋰離子電池正極資料的理論比能量可達200以上，實踐運用中因為不可逆容量丟失，比能量一般低于這個數值，但也可達140，該數值仍為鎳鎘電池的3倍，鎳氫電池的1.5倍。

電動汽車領域，在體積和重量都遭到嚴厲約束的情況下，電池的能量影響電動汽車的行進距離，電池的能量密度決議了電動汽車的單次最大行進路程，電池的質量比能量影響電動汽車的整車質量和續駛路程，而體積比能量影響到電池的布置空間。假如要使得電動汽車的單次行進路程到達500公里(與傳統燃油車相當)，電池單體的能量密度必須到達300Wh/kg以上。

依據16年發布的“節能與新能源汽車技術路線圖”，咱們可以大約對動力電池發展趨勢有一個概念，下圖所示，到2020年，純電動汽車電池單體比能量要到達350Wh/kg。

4、電池功率與功率密度：越高越好

功率是指在必定的放電準則下，單位時刻內電池輸出的能量，單位為W或kW。

功率密度又稱比功率，是單位質量或單位體積電池輸出的功率，單位為W/kg或W/L。比功率是評價電池是否滿意電動汽車加快和爬坡才能的重要目標。

比能量和比功率的概念需重點區別。比能量高的動力電池耐力好，可以長時刻作業，確保汽車續航路程長;比功率高的動力電池速度快，可以供給很高的瞬間電流，確保汽車加快功能好;

5、輸出功率

電池實踐上是一個能量存儲器，充電時把電能轉變為化學能貯存起來，放電時再把化學能轉變為電能釋放出來，供用電裝置運用。電池的輸出功率一般用容量功率和能量功率來表明。電池的容量功率指電池放電時輸出的容量與充電時輸入的容量之比，電池的能量功率指電池放電時輸出的能量與充電時輸入的能量之比。一般，電池的能量功率為55——75%，容量功率為65——90%。對電動汽車而言，能量功率是比容量功率更重要的一個評價目標。

6、充放電速率

電池的放電速率是以經某一固定電阻放電到停止電壓的時刻來表明。充放電速率有時率和倍率兩種表明法。時率是以充放電時刻表明的充放電速率，數值上=電池的額外容量(Ah)/規則的充放電電流(A)所得的小時數。倍率是充放電速率的另一種表明法，指在規則時刻內放出其額外容量(Q)時所需求的電流值，它在數值上等于電池額外容量的倍數。其數值為時率的倒數，即：充放電電流(A)/額外容量(Ah)，其單位一般為C(C-rate的簡寫)，“C”是描述電池充放電電流巨細的專用符號，1C放電就代表1小時內把電池從滿電放到空的電流巨細。如0.5C，1C，5C等.充放電倍率對應的電流值乘以作業電壓，就可以得出電池的接連功率和峰值功率目標。放電倍率是這個目標會影響電池作業時的接連電流和峰值電流，電池的充放電倍率，決議了咱們可以以多快的速度，將必定的能量存儲到電池里邊，或許以多快的速度，將電池里邊的能量釋放出來,標準越高越好。充放電倍率目標定義的越具體，關于運用時的指導意義越大。尤其是作為電動交通工具動力源的鋰離子電池，需求規則不同溫度條件下的接連和脈沖倍率目標，以確保鋰離子電池運用在合理的規模之內。

比亞迪e6電動汽車中運用的每顆電池容量是200AH，則這個電池1C放電電流便是200安培。一個電池假如用高倍率放電，一般放出的能量比低倍率少。以容量為24Ah電池舉例來說：用48A放電，其放電倍率為2C，反過來講，2C放電，放電電流為48A，0.5小時放電結束;用12A充電，其充電倍率為0.5C，反過來講，0.5C充電，充電電流為12A，2小時充電結束。

7、壽數：越長越好

在說壽數前，需求先了解荷電狀況和放電深度兩個概念。

荷電狀況(%)SOC，全稱是StateofCharge，也叫剩余電量，代表的是在必定放電倍率下，電池放電后剩余容量與其完全充電狀況的容量的比值。荷電狀況值是個相對量，一般用百分比的方式來表明，SOC的取值為：0≤SOC≤100%。當SOC=0時表明電池放電完全，當SOC=1時表明電池完全充溢。電池辦理體系(BMS)便是首要通過辦理SOC并進行估算來確保電池高效的作業，所以它是電池辦理的核心。

放電深度(%)DOD，DepthofDisge，是放電容量與額外容量之比的百分數，與SOC之間存在如下數學計算關系：DOD=100%/SOC。

咱們平常用來評價電池功能所說的電池壽數，可分為循環壽數和日歷壽數兩個參數。

循環壽數是電池在滿意規則條件——抱負的溫度濕度、額外的充放電電流(比如1C放電，0.3C充電)、進行深度的充放電(從0%充放到100%DOD或許80%DOD)，計算電池容量衰減到額外容量的80%時所閱歷的循環次數。現在，鋰離子電池在深度放電情況下，循環次數可達1000次以上;在低放電深度條件下，循環次數可達上萬次，其功能遠遠優于其他同類電池。

循環次數越多，動力電池的運用時刻越長。現在常見鋰電池可循環500次，依據不同資料制作的鋰電池充放電次數從300-3000次不等。充放電次數和運用習慣有很大關系。

(1)充放電強度對循環次數的影響

工廠標示：每次從0%充放到100%，1C放，0.3C充，500次后容量衰減到80%，這是最苛刻的測驗循環，也可以不這么嚴厲，看下面

假如每次電量的循環都在25%-75%，1C放，0.3C充，2000次后容量衰減到80%

假如每次電量的循環都在50%-100%，1C放，0.3充，1800次后容量衰減到80%

(2)淺充淺放對壽數的影響

工廠標示：每次從0%充放到100%，1C放，0.3C充，500次后容量衰減到80%，是最苛刻的測驗循環，也可以不這么嚴厲，看下面

每次電量的循環都在25%-75%，1C放，0.3C充，2000次后容量衰減到80%

每次電量的循環都在50%-100%，1C放，0.3充，1800次后容量衰減到80%

以上兩個例子可看出充放電的倍率越小、越有利于壽數進步;淺充淺放也有利于壽數進步。

電池在日常運用中不或許一直在充放電，也不或許一直處于抱負環境，溫濕度條件會有改變，充放電的倍率也是時刻在改變的。日歷壽數便是電池在運用環境條件下，通過特定的運用工況，到達壽數停止條件(比如容量衰減到80%)的時刻跨度。日歷壽數與具體的運用要求是緊密結合的，一般需求規則具體的運用工況，環境條件，存儲間隔等。日歷壽數比循環壽數更具有實踐意義，但因為日歷壽數的測算非常復雜，而且耗時太長，所以一般電池廠家只給出循環壽數的數據。

別的還有一種標準貯存壽數，它是指從電池制成到開始運用之間允許存放的最長時刻，以年為單位。包括貯存期和運用期在內的總期限稱電池的有效期。

8、內阻：越小越好

電池的內阻是指電池在作業時，電流流過電池內部所遭到的阻力。因為電池內阻的效果，電池放電時端電壓低于電動勢和開路電壓，充電時充電的端電壓高于電動勢和開路電壓。電池的內阻直接影響電池的作業電壓、作業電流、輸出能量與功率等，關于一個有用的化學電源，其內阻越小越好。

電池內阻不是常數，在放電進程中因為活性物質的組成、電解液濃度和溫度的改變以及放電時刻而改變。電池內阻包括歐姆內阻和極化內阻，兩者之和稱為電池的全內阻。歐姆內阻由電極資料、電解質、隔膜電阻及各部分零件的觸摸電阻組成。極化內阻是指電化學反應時由極化引起的電阻，包括電化學極極化和濃差極化引起的電阻。極化內阻又包括電化學極化內阻和濃差極化內阻。極化內阻與活性物質的本性、電極的結構、電池的制作工藝有關，尤其與電池的作業條件密切相關，放電電流和溫度對其影響很大。

內阻的單位一般是毫歐姆(mΩ)，隨負載輕重、溫度等要素隨時改變，跟著電池壽數減少，內阻也在逐漸增大。內阻大的電池，在充放電的時分，內部功耗大，發熱嚴重，會構成電池的加快老化和壽數衰減，同時也會約束大倍率的充放電運用。因此內阻越小的電池越可以高倍率充放電，電池壽數也會更好。18650的一般電池內阻在50mΩ左右，動力型的18650電池在15mΩ左右。想知道內阻多大需求用專用的設備丈量，一般萬用表不行。

可以看出，電池實踐容量Quse<電池理論上的最大化學容量Qmax。因為電阻的存在，電池的實踐容量會下降。咱們也可以看到，電池實踐容量Quse取決于兩個要素：放電電流I與電池內阻Rbat的乘積，以及放電停止電壓EDV是多少。需求指出的是電池內阻Rbat會跟著電池的運用而逐漸增大。

9、自放電率

電池自放電，是指在開路靜置進程中其容量下降的現象，又稱電池的荷電堅持才能。電池在存放進程中在沒有負荷條件下電容量自行丟失的速率稱為自放電率，用單位貯存時刻內自放電丟失的容量占貯存前容量的百分數表明。，一般以表明為%/月。

一般而言，電池自放電首要受制作工藝、資料、貯存條件的影響。自放電按照容量丟失后是否可逆劃分為兩種：容量丟失可逆，指通過再次充電進程容量可以康復;容量丟失不可逆，表明容量不能康復。這兒需求特別注意，一旦電池的自放電導致電池過放，其構成的影響一般是不可逆的，即使再充電，電池的可用容量也會有很大丟失，壽數會快速衰減。所以長期放置不用的電池，必定要記得定期充電，避免因為自放電導致過放，功能遭到很大影響。

現在對電池自放電原因研究理論比較多，總結起來分為物理原因(存儲環境，制作工藝，資料等)以及化學原因(電極在電解液中的不安穩性，內部發生化學反應，活性物質被耗費等)，電池自放電將直接下降電池的容量和貯存功能。這是咱們不期望看到的，一個充溢電的電池，放個幾個月，電量就會少許多，所以咱們期望電池的自放電率越低越好。鋰離子電池月自放電率僅為總電容量的5——9%，大大緩解了傳統的二次電池放置時由自放電所引起的電能丟失問題。

10、作業溫度規模

一般電池的溫度可分為作業溫度和貯存溫度兩種。作業溫度是指電池在充放電進程中需堅持在一個合理的作業溫度規模，假如超出了合理的規模運用，會對電池的功能構成較大的影響。

不同資料的電池，其作業溫度規模也是不一樣的，有些具有良好的高溫功能，有些則可以習慣低溫條件。電池的作業電壓、容量、充放電倍率等參數都會跟著溫度的改變而發生非常顯著的改變。長時刻的高溫或低溫運用，也會使得電池的壽數加快衰減。

除了作業溫度有約束之外，電池的存儲溫度也是有嚴厲約束的，長期高溫或低溫存儲，都會對電池功能構成不可逆的影響。

11、電池共同性

動力電池組的功能決議于電池單體的功能，但絕不是單體電池功能的簡略累加。選用相同資料、相同工藝出產的電池內部結構和材質不完全共同，本身存在必定功能差異。即使是同一標準型號的電池單體在成組后，電池組在電壓、容量、內阻、壽數等功能有很大的差別，初始的不共同跟著電池在運用進程中接連的充放電循環而累計，再加上電池組內的運用環境關于各單體電池也不盡相同，導致各單體電池狀況發生更大的差異，在運用進程中逐漸擴大，從而在某些情況下使某些單體電池功能加快衰減、壽數縮短，終究引發電池組過早失效。功能目標往往達不到單體電池的原有水平。在電動汽車上運用時，容量、內阻、充放電曲線上的共同性越高越好。電池組規模越大對共同性要求越高。

除了要求在出產和配組進程中，嚴厲控制工藝和盡量堅持單體電池的共同性外，現在行業普遍選用帶有均衡功能的電池辦理體系來控制電池組內電池的共同性，以延伸產品的運用壽數。

12、化成

電池制成后，需求對電芯進行小電流充電，將其內部正負極物質激活，在負極表面構成一層鈍化層——SEI(solidelectrolyteinterface)膜，使電池功能更加安穩，電池通過化成后才能體現其真實的功能，這一進程稱為化成。

化成進程中的分選進程可以進步電池組的共同性，使終究電池組的功能進步，化成容量是篩選合格電池的重要目標。

電動汽車動力電池的功能好壞首要取決于：比能量(wh/kg)、比功率密度(wh/l)、比功率(w/kg)、循環壽數等。除此之外也要考慮電池的成本及環保等要素。相關于傳統的鉛酸電池、鎳鎘電池乃至鎳氫電池廢棄或許構成的環境污染問題，鋰離子電池中不包括汞、鉛、鎘等有害元素，是真實意義上的綠色電池。綜合以上結果，就現在可運用量產電池來說，鋰離子電池理所應當成為動力電池首選。