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电池知识

在充电设备不变的情况下,充电时间是否会因为电池容量的减少而线性降低?

来源:宝鄂实业    2019-05-12 14:19    点击量:

锂电池充电是与时间有关系,但是最少时间是不准确的。电池使用的时间越久,容量就会随之降低,充电的时间就会相对减少,举个例子

电池容量2000mAh 

充电电流为0.5C (2000*0.5=1000mAh)

充电时间为:2000/1000=1小时

按容量和充电电流算就可以了

锂离子电池以碳材料为负极,以含锂的化合物作正极,没有金属锂存在,只有锂离子,这就是锂离子电池。锂离子电池是指以锂离子嵌入化合物为正极材料电池的总称。锂离子电池的充放电过程,就是锂离子的嵌入和脱嵌过程。在锂离子的嵌入和脱嵌过程中,同时伴随着与锂离子等当量电子的嵌入和脱嵌(习惯上正极用嵌入或脱嵌表示,而负极用插入或脱插表示)。在充放电过程中,锂离子在正、负极之间往返嵌入/脱嵌和插入/脱插,被形象地称为“摇椅电池”。

 

当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。同样,当对电池进行放电时(即我们使用电池的过程),嵌在负极碳层中的锂离子脱出,又运动回正极。回正极的锂离子越多,放电容量越高。

 

一般锂电池充电电流设定在0.2C至1C之间,电流越大,充电越快,同时电池发热也越大。而且,过大的电流充电,容量不够满,因为电池内部的电化学反应需要时间。就跟倒啤酒一样,倒太快的话会产生泡沫,反而不满。

 

使用(放电)注意事项:

对电池来说,正常使用就是放电的过程。锂电池放电需要注意几点:

第一,放电电流不能过大,过大的电流导致电池内部发热,有可能会造成永久性的损害。在手机上,这个倒是没有问题的,可以不考虑。

从右图上可以看出,电池放电电流越大,放电容量越小,电压下降更快。

第二,绝对不能过放电!锂电池内部存储电能是靠电化学一种可逆的化学变化实现的,过度的放电会导致这种化学变化有不可逆的反应发生,因此锂电池最怕过放电,一旦放电电压低于2.7V,将可能导致电池报废。好在手机电池内部都已经装了保护电路,电压还没低到损坏电池的程度,保护电路就会起作用,停止放电。

首先要申明两个概念:功率(单位kW)和能量(kWh)。

你可以看到,这两个单位之间就差一个h(小时),能量=功率X时间。你的问题里面说tesla的充电功率96kW,电池应该是85kWh。按照平均96kW的速度来充电,那么充75%电的时间就应该是85(kWh)*0.75/96(kW)=0.664h = 40分钟。

如果充电功率恒定为96kW的话,你的理解就是对的。你朋友的说法,我想不出来合适的理由。

现在来说说(我理解的)实际情况。根据wikipedia

They take about 20 minutes to charge to 50%, 40 minutes to charge to 80%, and 75 minutes to 100% on the original 85 kwh Model S.

也就是说,20分钟充到50%,40分钟充到80%,75分钟充到100%。按照这个计算,按时间分段的平均C rate(充电电流和容量的比)如下:

0-20min 1.5C

20-40min 0.9C

40-75min 0.4C

可以看出,充电的速度一开始是最快的,后来越来越慢。这个从电化学上理解也是合理的。所以,综上所述,用tesla的超级充电站,model S的电池电量用完的情况下,想要充75%的十分之一的电,需要的时间应该少于4分钟。