锂离子电池的主要参数指标分析

　　主要参数指标

　　锂离子电池具有能量密度高、转换效率高、循环寿命长、无记忆效应、无充放电延时、自放电率低、工作温度范围宽和环境友好等优点，因而成为电能的一个比较理想的载体，在各个领域得到广泛的应用。

　　一般而言，我们在使用锂离子电池的时候，会关注一些技术指标，作为衡量其性能“优劣”的主要因素。那么，哪些指标是我们需要在使用的时候，应该予以特别关注呢？

　　1.容量

　　这是大家比较关心的一个参数。智能手机早已普及，我们在使用智能手机的时候，最为担心的就是电量不足，需要频繁充电，有时还找不到地方充电。早期的功能机，正常使用情况下，满充的电池可以待机3~5天，一些产品甚至可以待机7天以上。可是到了智能机时代，待机时间就显得惨不忍睹了。这里面很重要的一个原因，就是手机的功耗越来越大，而电池的容量却没有同比例的增长。

　　容量的单位一般为“mAh”（毫安时）或“Ah”（安时），在使用时又有额定容量和实际容量的区别。额定容量是指满充的锂离子电池在实验室条件下（比较理想的温湿度环境），以某一特定的放电倍率（C-rate）放电到截止电压时，所能够提供的总的电量。实际容量一般都不等于额定容量，它与温度、湿度、充放电倍率等直接相关。一般情况下，实际容量比额定容量偏小一些，有时甚至比额定容量小很多，比如北方的冬季，如果在室外使用手机，电池容量会迅速下降。

　　2.能量密度

　　能量密度，指的是单位体积或单位重量的电池，能够存储和释放的电量，其单位有两种：Wh/kg，Wh/L，分别代表重量比能量和体积比能量。这里的电量，是上面提到的容量（Ah）与工作电压（V）的积分。在应用的时候，能量密度这个指标比容量更具有指导性意义。

　　基于当前的锂离子电池技术，能够达到的能量密度水平大约在100~200Wh/kg，这一数值还是比较低的，在许多场合都成为锂离子电池应用的瓶颈。这一问题同样出现在电动汽车领域，在体积和重量都受到严格限制的情况下，电池的能量密度决定了电动汽车的单次最大行驶里程，于是出现了“里程焦虑症”这一特有的名词。如果要使得电动汽车的单次行驶里程达到500公里（与传统燃油车相当），电池单体的能量密度必须达到300Wh/kg以上。

　　锂离子电池能量密度的提升，是一个缓慢的过程，远低于集成电路产业的摩尔定律，这就造成了电子产品的性能提升与电池的能量密度提升之间存在一个剪刀差，并且随着时间不断扩大。

　　3.充放电倍率

　　这个指标会影响锂离子电池工作时的连续电流和峰值电流，其单位一般为C（C-rate的简写），如1/10C，1/5C，1C，5C，10C等。举个例子来阐述倍率指标的具体含义，某电池的额定容量是10Ah，如果其额定充放电倍率是1C，那么就意味着这个型号的电池，可以以10A的电流，进行反复的充放电，一直到充电或放电的截止电压。如果其最大放电倍率是10C@10s，最大充电倍率5C@10s，那么该电池可以以100A的电流进行持续10秒的放电，以50A的电流进行持续10秒的充电。

　　充放电倍率对应的电流值乘以工作电压，就可以得出锂离子电池的连续功率和峰值功率指标。充放电倍率指标定义的越详细，对于使用时的指导意义越大。尤其是作为电动交通工具动力源的锂离子电池，需要规定不同温度条件下的连续和脉冲倍率指标，以确保锂离子电池使用在合理的范围之内。

　　4.电压

　　锂离子电池的电压，有开路电压、工作电压、充电截止电压、放电截止电压等一些参数，本文不再分开一一论述，而是集中做个解释。

　　开路电压，顾名思义，就是电池外部不接任何负载或电源，测量电池正负极之间的电位差，此即为电池的开路电压。

　　工作电压，就是电池外接负载或电源，处在工作状态，有电流流过时，测量所得的正负极之间的电位差。一般来说，由于电池内阻的存在，放电状态时的工作电压低于开路电压，充电时的工作电压高于开路电压。

　　充/放电截止电压，是指电池允许达到的最高和最低工作电压。超过了这一限值，会对电池产生一些不可逆的损害，导致电池性能的降低，严重时甚至造成起火、爆炸等安全事故。

　　电池的开路电压和工作电压，与电池的容量存在一定的对应关系。

　　5.寿命

　　锂离子电池的寿命会随着使用和存储而逐步衰减，并且会有较为明显的表现。仍然以智能手机为例，使用过一段时间的手机，可以很明显的感觉到手机电池“不耐用”了，刚开始可能一天只充一次，后面可能需要一天充电两次，这就是电池寿命不断衰减的体现。

　　锂离子电池的寿命分为循环寿命和日历寿命两个参数。循环寿命一般以次数为单位，表征电池可以循环充放电的次数。当然这里也是有条件的，一般是在理想的温湿度下，以额定的充放电电流进行深度的充放电（100%DOD或者80%DOD），计算电池容量衰减到额定容量的80%时，所经历的循环次数。

　　工作电压，就是电池外接负载或电源，处在工作状态，有电流流过时，测量所得的正负极之间的电位差。一般来说，由于电池内阻的存在，放电状态时的工作电压低于开路电压，充电时的工作电压高于开路电压。

　　充/放电截止电压，是指电池允许达到的最高和最低工作电压。超过了这一限值，会对电池产生一些不可逆的损害，导致电池性能的降低，严重时甚至造成起火、爆炸等安全事故。

　　电池的开路电压和工作电压，与电池的容量存在一定的对应关系。

　　5.寿命

　　锂离子电池的寿命会随着使用和存储而逐步衰减，并且会有较为明显的表现。仍然以智能手机为例，使用过一段时间的手机，可以很明显的感觉到手机电池“不耐用”了，刚开始可能一天只充一次，后面可能需要一天充电两次，这就是电池寿命不断衰减的体现。

　　锂离子电池的寿命分为循环寿命和日历寿命两个参数。循环寿命一般以次数为单位，表征电池可以循环充放电的次数。当然这里也是有条件的，一般是在理想的温湿度下，以额定的充放电电流进行深度的充放电（100%DOD或者80%DOD），计算电池容量衰减到额定容量的80%时，所经历的循环次数。