罗列锂电池的各个参数
来源：宝鄂实业
2019-10-14 21:58
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在动力锂电池系统中，各个参数能够表征系统的不同性能，本文罗列锂电池各个参数。
锂电池单体
锂离子电池单体由正负、电极、电解液和隔膜组成，是组成电池模块和电池组的基本结构单元。电池作为一种电化学电源天然的具有电压、内阻、容量、能量、功率等特性参数。
人们主要的出于两个方面的目的，希望对电池的参数进行测量和评价。一个是为了实现主动控制的目的，比如，电池单体电压不一致，使得系统能量存储能力降低，如果能够主动调节两极的单体电压，则可以起到放大系统容量的效果。另一个是为了安全考虑，电池的参数有其固定的范围，检测电池参数，实施监控其边界，可以起到表征电池安全状态的作用。
电压
单体电压主要取决于单体阴极材料的类型。一般的钴酸锂、三元阴极和石墨阴极可以获得约4.2V的全充电电压，而磷酸铁锂只能达到3.6V。该电位值等于蓄电池在足够长的静置时间后的开路电压。闭合电路中的单端电压是外部仪表检测到的电压值，等于蓄电池的电位减去蓄电池内阻的占空电压。电池的内阻不是恒定的，会受到许多因素的影响，这将在下一节讨论。
继续说电压，除了材料，个别电压会随着电荷的变化而变化，而且是一对一的关系。因此，在许多情况下，蓄电池的开路电压往往是判断电池电量（soc）的重要指标，而soc的测量又不能直接、简单地进行。
单体电压与电池中活性物质的活性有关，因此影响活性的温度也可以在很小的范围内影响单体电压。
单位电压越高，相同容量的电池所含能量越多。因此，在保证安全的前提下，提高机组电压上限是提高系统能量密度的技术途径。
内阻
在锂电池内部，锂离子从一个极移到另一个极。锂电池的内阻是由阻碍离子运动的因素组成的。其主要部分包括导电部分的物理内阻；电机材料、隔膜和电解质等电化学材料的固有阻抗；电池中电流的暂时增加阻碍锂离子的运动；这三部分共同构成内阻的主体。
内阻对温度最敏感。在不同的温度下，内阻值会有很大的变化。电池的低温内阻过大是造成电池低温性能下降的重要原因之一。
锂电池作为电源，从外部来看，内部电阻越小越好。特别是在电力应用中，小内阻是必要条件。
容量
锂电池容量，可测量容量，是在电池的合理的最大和最小电压范围内可以充电和放电的最大电量。单体的容量可以在安装在车辆上之前通过充放电来测量。一旦上船，电池容量只能通过算法来估计。在电池管理系统bms中，准确估计电池的soc是设计水平的重要指标。目前，众所周知，在动态运行的情况下，电路电流是以安培时间方式积分的，在非工作状态下，利用电池的开路电压来校准核电池的功率。虽然有很多其他方法，但它们要么不稳定，要么计算量太大，很少用于批量生产。
老化程度对单体的容量有明显的影响。众所周知，当容量降到一个极限值时，两者之间显然存在着绝对的相关性。其次，电容也受到温度的影响。在低温下，活性物质的活性降低，可供离子的数量减少，容量必然下降。
功率
这里的功率，准确的说应该是比功率，是一只单体的充放电功率能力或者说单位质量或者单位体积电芯的充放电功率能力。锂电池是否能进行大功率充放电，这在它被设计完成的时候就已经决定了。同样是磷酸铁锂材质或者三元材质，采用工艺手段、改变电极厚度或者加入添加剂、调整活性物质结构，电解质性质，电极SEI膜性质，都可以起到调整电池功率性能的目的。一般的，功率性能与能量密度往往无法共存，同一种材料，追求高功率，则会部分的牺牲掉能量密度。
电芯一旦被生产出来，其合理的最大充放电电流就已经确定了，除了调整电池散热条件，能够小范围改变其最大充放功率以外，几乎没有进一步调整的空间。
除了比功率，还有几个折合到单位质量或者体积上，更能看出电池水平的参数。
比容量、比能量
体积比容量就是容量除以电池体积，质量比容量就是容量除以质量。从这里延伸开去，把电池成本折合到单位容量上，也就是从电池充放电能力角度谈论价格：电池单体容量性价比计算方式为价格比容量，即单位价钱的电池所能放出的电量。不过，一般这种方式比较少用。
类似的，电池单体质量比能量为能量除以质量，即单位质量的电池能放出的能量；体积比能量，即单位体积的电池或活性物质所能放出的能量；从单位能量价格定义电池价格，是行业里比较通用的方式，谈论电池价格，就是1kWh多少钱。
锂离子电池模块
电池模块由若干电池单体串并联组合形成，是组成电池组的元素。电池模块在实际运行中很少作为一个主体被单独评价，偶尔一些系统中，会检测其电压值。
实际上，人们往往把模块看成一块大电池。不同的是，模块存在单体一致性问题，其内部电芯电压差是均衡功能考察的重点。电池模块的性能往往受制于组成电池模块中性能最低电池单体，并主要体现在容量这个指标上。充电的时候，电压高的单体最先充满；放电的时候，电压低的电芯最先放完。而很可能这两个电芯并非同一颗。因此，模块内部电芯参数的一致性就对模块性能产生了决定性的影响。一致性，是模块级别比单体多出来的需要考量的一个参数。这个参数在模块成组之初，会通过各种手段对电芯进行筛选来保证；模块生产完毕，一致性则是其验收的重要指标；在运行过程中，则只能依靠BMS的均衡功能来保证。
锂离子电池系统
电池组一般由模块串联组成。电池组除了继承模块的全部参数以外，其总电压决定了电动汽车动力系统的电压平台，是非常重要的参数。
电池组整体上还有几个涉及到安全的指标会被持续监测。电池包输出正负极对地电阻，系统漏电流，高压互锁信号，系统最高最低温度，系统最大温差，系统最大温升速率，系统最高最低单体电压等等。
以上都是从电性能来说的，作为一个结构整体，电池包还有很多参数需要持续关注，还有环境耐受性能，滥用耐受性能，此处不一一列举。
