锂电池的相关参数以及计算方法
（1）（1）电极材料的理论容量
电极材料理论容量，即假定材料中锂离子全部参与电化学反应所能够提供的
容量，其值通过下式计算：
其中，法拉第常数(F)代表每摩尔电子所携带的电荷，单位C/mol，它是阿伏伽德罗数NA=6.02214 ×1023mol-1与元电荷e=1.602176 ×10-19 C的积，其值为96485.3383±0.0083 C/mol
故而，主流的材料理论容量计算公式如下:
LiFePO4摩尔质量157.756 g/mol，其理论容量为：
同理可得：三元材料NCM(1:1:1)(LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 ) 摩尔质量为
96.461g/mol，其理论容量为278 mAh/g,LiCoO2摩尔质量97.8698 g/mol，
如果锂离子全部脱出，其理论克容量274 mAh/g.
石墨负极中，锂嵌入量最大时，形成锂碳层间化合物，化学式LiC6，即6个碳原子结合一个Li。6个C摩尔质量为72.066 g/mol，石墨的最大理论容量为
：
对于硅负极，由5Si+22Li++22e- ? Li22Si5 可知，5个硅的摩尔质量为
140.430 g/mol，5个硅原子结合22个Li，则硅负极的理论容量为：
这些计算值是理论的克容量，为保证材料结构可逆，实际锂离子脱嵌系数小
于1，实际的材料的克容量为：材料实际克容量=锂离子脱嵌系数×理论容量
（2）电池设计容量
电池设计容量=涂层面密度×活物质比例×活物质克容量×极片涂层面积
其中，面密度是一个关键的设计参数，主要在涂布和辊压工序控制。压实密
度不变时，涂层面密度增加意味着极片厚度增加，电子传输距离增大，电子
电阻增加，但是增加程度有限。厚极片中，锂离子在电解液中的迁移阻抗增
加是影响倍率特性的主要原因，考虑到孔隙率和孔隙的曲折连同，离子在孔
隙内的迁移距离比极片厚度多出很多倍。
（3）N/P比
负极活性物质克容量×负极面密度×负极活性物含量比÷（正极活性物质克容
量×正极面密度×正极活性物含量比）
石墨负极类电池N/P要大于1.0，一般1.04~1.20，这主要是出于安全设计，主要为了防止负极析锂，设计时要考虑工序能力，如涂布偏差。但是，N/P
过大时，电池不可逆容量损失，导致电池容量偏低，电池能量密度也会降低。
而对于钛酸锂负极，采用正极过量设计，电池容量由钛酸锂负极的容量确定。
正极过量设计有利于提升电池的高温性能：高温气体主要来源于负极，在正
极过量设计时，负极电位较低，更易于在钛酸锂表面形成SEI膜。
（4）涂层的压实密度及孔隙率
在生产过程中，电池极片的涂层压实密度计算公式：
而考虑到极片辊压时，金属箔材存在延展，辊压后涂层的面密度通过下式计算：
涂层由活物质相、碳胶相和孔隙组成，孔隙率计算公式：
其中，涂层的平均密度为：
（5）首效
首效=首次放电容量/首次充电容量
日常生产中，一般是先化成再进行分容，化成充入一部分电，分容补充电后再放电，故而：
首效=分容第一次放电容量/（化成充入容量+分容补充电容量）
（6）能量密度
体积能量密度(Wh/L)=电池容量(mAh)×3.6(V)/（厚度(cm)*宽度(cm)*长度(cm)）
质量能量密度(Wh/KG)=电池容量(mAh)×3.6(V)/电池重量
(完整版)磷酸铁锂动力电池特性及应用(精)
磷酸铁锂动力电池特性及应用 自锂离子电池问世以来，围绕它的研究、开发工作一直不断地进行着，上世纪90年代末又开发出锂聚合物电池，2002年后则推出磷酸铁锂动力电池。 锂离子电池内部主要由正极、负极、电解质及隔膜组成。正、负极及电解质材料不同及工艺上的差异使电池有不同的性能，并且有不同的名称。目前市场上的锂离子电池正极材料主要是氧化钴锂(LiCoO2)，另外还有少数采用氧化锰锂(LiMn2O4)及氧化镍锂(LiNiO2)作正极材料的锂离子电池，一般将后两种正极材料的锂离子电池称为“锂锰电池”及“锂镍电池”。新开发的磷酸铁锂动力电池是用磷酸铁锂(LiFePO4)材料作电池正极的锂离子电池，它是锂离子电池家族的新成员。 一般锂离子电池的电解质是液体的，后来开发出固态及凝胶型聚合物电解质，则称这种锂离子电池为锂聚合物电池，其性能优于液体电解质的锂离子电池。 磷酸铁锂电池的全名应是磷酸铁锂锂离子电池，这名字太长，简称为磷酸铁锂电池。由于它的性能特别适于作动力方面的应用，则在名称中加入“动力”两字，即磷酸铁锂动力电池。也有人把它称为“锂铁(LiFe)动力电池”。 采用LiFePO4材料作正极的意义 目前用作锂离子电池的正极材料主要有：LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2及LiFePO4。这些组成电池正极材料的金属元素中，钴(Co)最贵，并且存储量不多，镍(Ni)、锰(Mn)较便宜，而铁(Fe)最便宜。正极材料的价格也与这些金属的价格行情一致。因此，采用 LiFePO4正极材料做成的锂离子电池应是最便宜的。它的另一个特点是对环境无污染。 作为可充电电池的要求是：容量高、输出电压高、良好的充放电循环性能、输出电压稳定、能大电流充放电、电化学稳定性能、使用中安全(不会因过充电、过放电及短路等操作不当而引起燃烧或爆炸)、工作温度范围宽、无毒或少毒、对环境无污染。采用LiFePO4作正极的磷酸铁锂电池在这些性能要求上都不错，特别在大放电率放电(5～10C放电)、放电电压平稳上、安全上(不燃烧、不爆炸)、寿命上(循环次数)、对环境无污染上，它是最好的，是目前最好的大电流输出动力电池。 LiFePO4电池的结构与工作原理 LiFePO4电池的内部结构如图1所示。左边是橄榄石结构的LiFePO4作为电池的正极，由铝箔与电池正极连接，中间是聚合物的隔膜，它把正极与负极隔开，但锂离子Li+可以通过而电子e-不能通过，右边是由碳(石墨)组成的电
精确计算电池剩余电量
精确计算电池剩余电量 关键字：电池剩余电量测量电流积分电压测量 在当今的高科技时代，移动电话、PDA、笔记本电脑、医疗设备以及测量仪器等便携式设备可谓随处可见。随着便携式应用越来越多的向多样化、专有化、个性化方面发展，有一点却始终未变，那就是所有的便携式设备均靠电池供电。 在对系统的剩余运行时间进行预测的时候，电池可以说是供电环节中最难理解的部分之一。随着便携式应用数量的不断增加，我们需要实现更多的关键性操作，例如利用移动电话进行账户管理、便携式数据记录器必须保留相应的功能以应对完全工作交接、医疗设备必须完整保存需要监控的关键数据等等。 本文将讨论尽可能精确计算剩余电池电量的重要性。令人遗憾的是，仅通过测量某些数据点甚至是电池电压无法达到上述目的。温度、放电速率以及电池老化等众多因素都会影响充电状态。本文将集中讨论一种专利技术，该技术能够帮助设计人员测量锂电池的充电状态以及剩余电量。 现有的电池电量监测方法 目前人们主要使用两种监测方法：一种方法以电流积分(current integration)为基础；而另一种则以电压测量为基础。前者依据一种稳健的思想，即如果对所有电池的充、放电流进行积分，就可以得出剩余电量的大小。当电池刚充好电并且已知是完全充电时，使用电流积分方法效果非常好。这种方法被成功地运用于当今众多的电池电量监测过程中。 但是该方法有其自身的弱点，特别是在电池长期不工作的使用模式下。如果电池在充电后几天都未使用，或者几个充、放电周期都没有充满电，那么由内部化学反应引起的自放电现象就会变得非常明显。目前尚无方法可以测量自放电，所以必须使用一个预定义的方程式对其进行校正。不同的电池模型有不同的自放电速度，这取决于充电状态(SOC)、温度以及电池的充放电循环历史等因素。创建自放电的精确模型需要花费相当长的时间进行数据搜集，即便这样仍不能保证结果的准确性。 该方法还存在另外一个问题，那就是只有在完全充电后立即完全放电，才能够更新总电量值。如果在电池寿命期内进行完全放电的次数很少，那么在电量监测计更新实际电量值以前，电池的真实容量可能已经开始大幅下降。这会导致监测计在这些周期内对可用电量做出过高估计。即使电池电量在给定温度和放电速度下进行了最新的更新，可用电量仍然会随放电速度以及温度的改变而发生变化。
太阳能电池方阵及蓄电池容量计算的一般方法
太阳能电池供电系统设计步骤 ⑴列出基本数据 ①确定所有负载功率及连续工作时间 ②确定地理位置：经、纬度及海拔高度 ③确定安装地点的气象资料： ★年（或月）太阳辐射总量或年（或月）平均日照时数 ★年平均气温和极端气温 ★最长连续阴雨天数 ★最大风速及冰雹等特殊气候资料 ⑵确定负载功耗：Q=ΣI2H 其中：I-负载电流，H-负载工作时间（小时） ⑶确定蓄电池容量：C = Q X d X 1.3 式中：d-连续阴雨天数 C-蓄电池标称容量（10小时放电率） C = （10～20）3Cr /（1-d） ⑷确定方阵倾角：推荐方阵的倾角与纬度的关系 ⑸计算方阵β倾角下的辐射量： Sβ= S3sin(α+β)/sinα 式中：Sβ—β倾角方阵太阳直接辐射分量 α—中午时太阳高度角 S 其它：α=90°-Φ±δ 式中：Φ—纬度 δ—太阳赤纬度（北半球取+号）地面即：α=90°-Φ+δ δ=23.45°sin[(284+n)3360/365] 式中：n—从一年开头算起第n天的纬度 那么 Rβ=S3sin(α+β)/sinα+D 式中 Rβ—β角方阵面上的太阳总辐射量 D—散射辐射量（查阅气象资料） ⑹计算方阵电流： Tm = (Rβ3mwH/cm2)/(100mw/cm2) 式中：Tm—为平均峰值日照时数 Imin = Q/(Tm3η13η2) 式中：Imin—方阵最小输出电流η1—蓄电池充电效率 η2—方阵表面灰尘遮散损失 Imax = Q/(Tmin3η13η2) ⑺确定方阵电压： V = Vf+Vd 式中：Vf—蓄电池浮充电压（25‵）Vd—线路电压损耗 ⑻确定方阵功率： F=Im3V/(1-α(Tmax-25)) 式中：α—一般取α=0.5% Tmax—太阳电池最高工作温度 ⑼根据蓄电池容量、充电电压、环境极限温度、太阳电池方阵电压及功率要求，选取适
ups电池使用时间的计算方法
ups电池使用时间的计算方法 市电停电后，UPS是依靠电池储能供电给负载的。标准型UPS本身机内自带电池，在停电后一般可以继续供电几分钟至几十分钟；而长效型UPS配有外置电池组，可以满足用户长时间停电时继续供电的需要，一般长效型UPS满载配置时间可达数小时以上。 一般长效型UPS备用时间主要受电池成成本、安装空间大小以及电池回充时间等因素的限制。一般在电力环境较差、停电较为频繁的地区采用UPS与发电机配合供电的方式。当停电时，UPS先由电池供电一段时间，如停电时间较长，可以起动备用发电机对UPS继续供电，当市电恢复时再切换到市电供电。 电池供电时意主要受负载大小、电池容量、环境温度、电池放电截止电压等因数影响。一般计算机UPS电池供电时间，可以先计算出电池放电电流，然后根据电池放电曲线查处放电时间。电池放电电流可以按以下经验公式计算： 放电电流=UPS容量(VA）×功率因数/(电池放电平均电压×效率）
如果计算实际负载下的电池放电时间，只需将UPS容量换为实际负载容量即可 后备延时电池的配置方法 在UPS电源运行中，如果遇到市电供电中断时，蓄电池必须在用户所预期的一段时间内向逆变器提供足够的直流能源，以便在带额定负载的条件下，其电压不应下降到蓄电池组允许的最低临界放电电压以下。蓄电池的实际可供使用容量与下列等因素有关： ①蓄电池放电电流大小 ②蓄电池环境工作温度 ③蓄电池存储、使用的时间长短 ④负载特性（电阻性、电感性、电容性）及大小只有在考虑上述因素之后，才能正确选择和确定蓄电池的可供使用容量与蓄电池标称容量的比率。决定UPS后备长延时电池容量的重要因素是负荷大小、种类和特性。目前常用的微型机及其配件的负载特性如下表。常见的微机、服务器及其配件的负载特性
蓄电池容量计算方法
蓄电池容量计算部分 1、常用的蓄电池容量计算方法 （1）容量换算法（电压控制法） 按事故状态下直流负荷消耗的安时值计算容量，并按事故放电末期或其他不利条件下校验直流母线电压水平。 （2）电流换算法（阶梯负荷法） 按事故状态下直流的负荷电流和放电时间来计算容量。该方法相对于电压控制法，考虑了大电流放电后负荷减小的情况下，电池具有恢复容量的特性，该算法不需在对电池容量进行电压校验。 2、采用容量换算法计算容量 2.1 按持续放电负荷计算蓄电池容量，取电压系数Ku=0.885，则计算的单个电池的放电终止电压为： V （4-1） 蓄电池的计算容量： （4-2） 式中Cc—事故放电容量； Kcc—蓄电池容量系数； Krel—可靠系数，一般取1.40 对于阶梯型负荷，可采用分段计算法计算。以东直门车站为例，各阶段负荷分布如下图所示： 图中： I1=325.27A I2=293.45A I3=46.36A I4=13.64A m1=0.5h m2=0.5h m3=1h m4=2h 80 .1 108 220 885 .0 = ? = Ud cc s rel c K C K C=
在4个不同阶段，任意一个时期的放电容量为： （4-3） 总的负荷容量为： （4-4） 在计算分段ta 内，所需要的蓄电池容量计算值为： （4-5） 其中,容量系数Kcca 按计算分段的时间ta 决定。 通过查图 (GF 型蓄电池放电容量与放电时间的关系曲线)，对应于事故时间4小时和放电终止电压1.80V ，得出容量系数 Kcc=0.77。 分别计算n 个分段的蓄电池计算容量，然后按照其中最大者选择蓄电池，则蓄电池的容量为： (4-6) 2.2 放电电压水平的校验 (1)持续放电电压水平的校验。事故放电末期，电压将降到最低，校验是否符合要求的方法如下： 事故放电期间蓄电池的放电系数 (4-7) 式中，Cs —事故放电容量（Ah ），t —事故放电时间 通过计算出来的K 值和对应的事故放电时间，可以通过蓄电池的冲击放电曲线，求出单只电池的电压，再乘以蓄电池只数，得到蓄电池整组电压，该电压值应大于198V 。 (2)冲击放电电压水平的校验。 冲击放电过程中，放电时间极短，放电电流较大。尽管消耗电量较少，但对电压影响较大。所以，按持续放电算出蓄电池容量后，还应校验事故放电初期、末期及其他放电阶段中，在可能的大冲击放电电流作用下蓄电池组的电压水平。 mi i mi t I C =n a a i mi sa C C ...2,11 |==∑=n a Kcca KrelCsa Cca ...2,1|== Cca n a Cc max 1 =≥10 tC KrelCs K =
介绍动力电池的类型、关键性能指标
新能源汽车发展得如火如荼的今天，相信大家都对纯电动汽车的商家如数家珍，比如国外品牌比较出名的有特斯拉电动汽车、宝马i3等、国内新能源汽车有号称电动汽车领头羊的比亚迪纯电动汽车、还有吉利纯电动汽车及奇瑞电动汽车等。但是，电动汽车最为关键的核心部件——动力电池，大家又了解多少呢？ 关于动力电池，由于内容比较多，我们这里先介绍动力电池的类型、关键性能指标以及三种典型动力电池。 1、动力电池的类型 从系统的角度来说，电池分为化学电池、物理电池和生物电池三大类。 对于我们比较熟悉的化学电池，则是按正负极材料分为锌锰电池系列、镍镉镍氢系列、铅酸系列、锂电池系列等，也就是铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等目前车辆比较常用的动力电池。 另外，物理电池是利用光、热、物理吸附等物理能量发电的电池，如太阳能电池、超级电容器、飞轮电池等。生物电池是利用生物化学反应发电的电池，如微生物电池、酶电池、生物太阳电池等。 2、动力电池的关键性能指标 电池的性能指标主要有电压、容量、内阻、能量、功率、输出效率、自放电率、使用寿命等，根据电池种类不同，其性能指标也有差异。 这么多个性能指标，我们这里暂且介绍一下电压、容量、能量以及功率。 电压
首先，我们介绍一下电池的电压，因为可以电池的电压的大小，判断我们的电池的电量状态。所以电池电压是非常关键的一个性能指标，那么电压分为端电压、开路电压、额定电压、充电终止电压和放电终止电压。这么多电压我们看一下是什么意思。 那么工作电压与开路电压的关系又是什么呢？在电池放电工作状态下，当电流流过电池内部时，需要克服电池的内阻所造成阻力，故工作电压总是低于开路电压，充电时则与之相反。锂离子电池的放电工作电压在3.6V左右。 容量 电池在一定的放电条件下所能放出的电量称为电池的容量。常用单位为安培小时，它等于放电电流与放电时间的乘积。可以分为理论容量、实际容量、标称容量和额定容量等。 例如，锂离子电池规定在常温、恒流(1C)、恒压(4.2V)控制的充电条件下，充电3h、再以0.2C放电至2.75V时，所放出的电量为其额定容量。 能量
光伏电站蓄电池容量的计算方法
光伏电站蓄电池容量的计算方法 在确定蓄电池容量时，并不是容量越大越好，一般以20%为限。因为在日照不足时，蓄电池组可能维持在部分充电状态，这种欠充电状态导致电池硫酸化增加，容量降低，寿命缩短。不合理地加大蓄电池容量，加大蓄电池容量，将增加光伏系统的成本。 在独立光伏发电系统中，对蓄电池的要求主要与当地气候和使用方式有关，因此各有不同。例如，标称容量有5h 率、24h 率、72h 率、100h 率、240h 率以及720h 率。每天的放电深度也不相同，南美的秘鲁用于“阳光计划”的蓄电池要求每天40%～50%的中等深度放电，而我国“光明工程”项目有的户用系统使用的电池只进行20%～30%左右的放电深度，日本用于航标灯的蓄电池则为小电流长时间放电。蓄电池又可分为浅循环和深循环两种类型。因此选择太阳能用蓄电池应既要经济又要可靠，不仅要防止在长期阴雨天气时导致电池的储存容量不够，达不到使用目的；又要防止电池容量选择过小，不利于正常供电，并影响其循环使用寿命，从而也限制了光伏发电系统的使用寿命；又要避免容量过大，增加成本，造成浪费。确定蓄电池容量的公式为: a K U L P F D C ????=0 C －蓄电池容量，kW ·h （Ah ）；D －最长无日期间用电时数，h ；F —蓄电池放电效率的修正系数，（通常取1.05）；PO －平均负荷容量，kW ；Ｌ为蓄电池的维修保养率，（通常取0.8）；U 为蓄电池的放电深度（通常取0.5）；Ｋα为包括逆变器等交流回路的损耗率（通常取0.7～0.8）。上式可简化为： C ＝3.75× D ×P0 这是根据平均负荷容量和最长连续无日照时的用电时数算出的蓄电池容量的简便公式。由于蓄电池容量一般以安时数表示，故蓄电池容量应该为： V Wh C Ah C )(1000)(?=' H I Ah C ?=')( C '为蓄电池容量，A ·ｈ；V 为光伏系统的电压等级（系统电压），通常为12V 、24V 、48V 、110V 或220V 。 例如，按宁波太阳能电源有限公司提供的晶体电池组件，对浙江南都电源动力股份有限公司的阀控式密封铅酸蓄电池进行选型。基本要求为：可为400W 的负载连续5天阴雨天的
计算电池剩余容量的常用方法
计算电池剩余容量的常用方法 阅读次数:105 我要发表评论 作者:optimumchina发表时间:2010-10-13 本文将讨论尽可能精确计算剩余电池电量的重要性。令人遗憾的是，仅通过测量某些数据点甚至是电池电压无法达到上述目的。温度、放电速率以及电池老化等众多因素都会影响充电状态。本文将集中讨论一种专利技术，该技术能够帮助设计人员测量锂电池的充电状态以及剩余电量。现有的电池电量监测方法 目前人们主要使用两种监测方法：一种方法以电流积分(current integration)为基础；而另一种则以电压测量为基础。前者依据一种稳健的思想，即如果对所有电池的充、放电流进行积分，就可以得出剩余电量的大小。当电池刚充好电并且已知是完全充电时，使用电流积分方法效果非常好。这种方法被成功地运用于当今众多的电池电量监测过程中。 但是该方法有其自身的弱点，特别是在电池长期不工作的使用模式下。如果电池在充电后几天都未使用，或者几个充、放电周期都没有充满电，那么由内部化学反应引起的自放电现象就会变得非常明显。目前尚无方法可以测量自放电，所以必须使用一个预定义的方程式对其进行校正。不同的电池模型有不同的自放电速度，这取决于充电状态(SOC)、温度以及电池的充放电循环历史等因素。创建自放电的精确模型需要花费相当长的时间进行数据搜集，即便这样仍不能保证结果的准确性。 该方法还存在另外一个问题，那就是只有在完全充电后立即完全放电，才能够更新总电量值。如果在电池寿命期内进行完全放电的次数很少，那么在电量监测计更新实际电量值以前，电池的真实容量可能已经开始大幅下降。这会导致监测计在这些周期内对可用电量做出过高估计。即使电池电量在给定温度和放电速度下进行了最新的更新，可用电量仍然会随放电速度以及温度的改变而发生变化。 以电压为基础的方法属于最早应用的方法之一，它仅需测量电池两级间的电压。该方法基于电池电压和剩余电量之间存在的某种已知关系。它看似直接，但却存在难点：在测量期间，只有在不施加任何负载的情况下，才存在这种电池电压与电量之间的简单关联。当施加负载时(这种情况发生在用户对电量感兴趣的多数情况下)，电池电压就会因为电池内部阻抗所引起的压降而产生失真。此外，即使去掉了负载，发生在电池内部的张持过程(relaxation processe)也会在数小时内造成电压的连续变化。由于多种原因的存在，基于电池阻抗知识的压降校正方法仍存在问题，本
锂电池各个体系性能参数
钴酸锂 1.钴酸锂的概述 1992年SONY公司商品化锂电池问世，由于其具有工作电压高、能流密度高、循环压寿命长、自放电低、无污染、安全性能好等独特的优势，现已广泛用作移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机等的电源。并已在航天、航海、人造卫星、小型医疗仪及军用通讯设备中逐步发展成为主流应用的能源电池。Sony公司推出的第一块锂电池中，正极材料是钴酸锂，负极材料为碳。其中，决定电池的可充电最大容量及开路电压的主要是正极材料。因此我国现有的生产正极材料公司，产品几乎全部是钴酸锂。与钴酸锂同属4伏正极材料的候选体系有镍酸锂和锰酸锂两大系列，这两个系列材料在性能上各有长短，锰酸锂在原料价格上优势明显。但在容量和循环寿命上存在不足。钴酸锂的实际使用比容量为130mAh／g，循环次数可达到300至500次以上：而锰酸锂的实际比容量在100mAh ／g左右，循环次数为100至200次。另外，磷酸铁锂电池有安全性高。稳定性好、环保和价格便宜优势，但是导电性较差，而且振实密度较低。因此其在小型电池应用上没有优势。国内钴酸锂市场需求变化呈现典型的中国市场特征，历史较短，但发展较快，多数企业在很短时间进入，但生产企业规模不大，产品主要集中在中低档。 2002年，国内钴酸锂材料市场需求量为2400吨，大多数产品依靠进口，但随着国内主要生产企业的投产，产能和需求量得到了极大的提升，2006年需求量达到6500吨，2008年需求量接近9000吨。 2001年全球主要生产高性能钴酸锂、氧化钴材料的生产企业是比利时Umicore 公司，美国OMG和FMC公司,日本的SEIMEI和日本化学公司等国外企业。另外台湾地区的台湾锂科科技公司也是重要的生产企业。而国内的生产企业为北京当升科技、湖南瑞翔、中信国安盟固利、北大先行和西安荣华等。这些生产企业有些是从科研机构孵化而来，有些是具有上有资源优势的企业。 2.钴酸锂的材料构成 LiCoO2在目前商业化的锂离子电池中基本上选用层状结构的锂离子二次电池正极材料（钴酸锂）的液相合成工艺，它采用聚乙烯醇（ＰＶＡ）或聚乙二醇（ＰＥＧ）水溶液为溶剂，锂盐、钴盐分别溶解在ＰＶＡ或ＰＥＧ水溶液中，混合后的溶液经过加热，浓缩形成凝胶，生成的凝胶体再进行加热分解，然后在高温下煅烧，将烧成的粉体碾磨、过筛即得到钴酸锂粉。与现有技术相比，本发明具有合成温度低，得到的产品纯度高、化学组成均匀等优点。 3.钴酸锂的制备 1活性钴酸锂的制备方法，其特征是包括以下步骤：以原生钴矿石为原料，制取高纯钴盐溶
电池容量的计算
电池,充电器技术学习交流,求助-> 锂电池容量计算的电压法 一.首先几个概念解释: 1.OCV:open circuit voltage的缩写,开路电压. 2.锂离子电池:本篇讨论的是目前手机上普遍采用的以4.2V恒压限制充电的单节锂离子电池. 3.mAh:电池容量的计量单位,实际就是电池中可以释放为外部使用的电子的总数. 折合物理上的标准的单位就是大家熟悉的库仑. 库仑的国际标准单位为电流乘于时间的安培秒. 1mAh=0.001安培*3600秒=3.6安培秒=3.6库仑 mAh不是标准单位,但是这个单位可以很方便的用于计量和计算. 比如一颗900mAh的电池可以提供300mA恒流的持续3小时的供电能力. 4.fuel gauging:电量计量,原意是油量计量,后在电化学上被引用为电量计量的意思. 最科学的并且是最原始的电池的电量计量方法是对流经的电子流量的统计.即库仑计(coulomb count). ★要想获得锂离子电池的电量使用的正确情况,只有用库仑计.就象大家家里面的水量计量用的水表的作用原理.要计算流经的电荷的多少才能获得锂离子电池的电量使用情况. 二.电压与容量的关系 但是锂离子电池有一个对电量计量很有用的特性,就是在放电的时候,电池电压随电量的流逝会逐渐降低,并且有相当大的斜率.这就提供给我们另外一种近似的电量计量途径.取电池电压的方法.就好像测量水箱里面的水面高度可以大概估计剩余的水量这个道理一样.但是实际上电池的电压比水箱里面的平静的水面高度测量要复杂的多. 用电压来估计电池的剩余容量有以下几个不稳定性: 1.同一个电池,在同等剩余容量的情况下,电压值因放电电流的大小而变化. 放电电流越大,电压越低.在没有电流的情况下,电压最高. 2.环境温度对电池电压的影响, 温度越低,同等容量电池电压越低. 3.循环对电池放电平台的影响, 随着循环的进行,锂离子电池的放电平台趋于恶化.放电平台降低.所以相同电压所代表的容量也相应变化了. 4.不同厂家,不同容量的锂离子电池,其放电的平台略有差异. 5.不同类型的电极材料的锂离子电池,放电平台有较大差异.钴锂和锰锂的放电平台就完全不同. 以上这些都会造成电压的波动和电压的差异,使电池的容量显示变的不稳定 ★★一台手机上用电压计量电池容量时,因为手机不可能一直处于小电流的待机状态.暂时的大电流的损耗,比如开背光,放铃声,特别是通过,都会造成电池电压很快降低.此时手机显示的容量要降低得比实际容量降低更多.而当大电流撤掉以后,电池的电压会回升.这就会造成手机容量显示反而上升这种不合理的现象. 三.电池电压对电池容量的表格 说了这么多,下面给出一个标准的电压对电池剩余容量的表格(左侧) 以及大电流恒流放电是电池电压对容量的表格(右侧) 标准条件描述: 1.室温 2.新的电池 3.完全充饱以后进行GSM模拟放电 4.测量电池电压时,关断放电回路,测量电池开路电压.排除放电电流对电压的影响. 5.选用钴锂的电池,因为目前手机上大多选用的是钴锂.锰锂很少. 大电流恒流放电条件描述:
UPS容量和蓄电池容量计算方法
UPS容量和蓄电池容量计算方法 UPS容量和蓄电池容量计算方法 蓄电池的放电时间定义为：当蓄电池以规定的放电电流进行恒流放电时，蓄电池的端电压下降到所允许的临界电压(终了电压)时所经过的时间。 UPS容量计算 P入=P出／(COSφ×ц) COSφ----功率因数（一般取0.8） P出-------额定输出功率(KVA) (注：计算时负载多为W) P入-------输入功率（KVA）（UPS容量） ц--------保险系数（一般取0.8） UPS蓄电池容量计算 电池放电电流计算： I=(S×COSφ)／(n×V×ц逆) S----------UPS额定输出容量(或实际或预期负载)（VA） ц逆-------逆变器效率（一般取0.8～0.85） n----------蓄电池只数 V---------蓄电池放电终止电压（2V电池对应1.8V；12V电池对应10.8V）COSφ---- UPS (或负载)功率因数(1～20 kVA为0.7，20～120 kVA为0.8) 艾默生UH31系列（10-20KVA）UPS电池电压240VDC（2组）20节（2组） 艾默生UL33系列（20-60KVA）UPS电池电压360VDC 12V电池30节 蓄电池容量计算 1、普通蓄电池计算（与华为计算方法相同） Q：蓄电池容量（Ah）； K：安全系数； I：负荷电流（A）； T：放电小时数（h）； η：放电容量系数； t：实际电池所在地的最低环境温度数值，有采暖设备时，按15℃考虑；无采暖设备时，按5℃考虑； α：电池温度系数，电解液温度以25℃为标准时，放电小时率≥10时，取0.006；10＞放电小时率≥1时，取0.008；＜1时，取0.01 以上公式可以简化成：
动力电池性能参数
动力电池性能参数 一、电性能 (1) 电动势 电池的电动势，又称电池标准电压或理论电压，为电池断路时正负两极间的电位差。电池的电动势可以从电池体系热力学函数自由能的变化计算而得。 (2) 额定电压 额定电压(或公称电压)，系指该电化学体系的电池工作时公认的标准电压。例如，锌锰干电池为 1.5V ，镍镉电池为1.2V ，铅酸蓄电池为2V ，锂离子电池为 (3) 开路电压 电池的开路电压是无负荷情况下的电池电压。开路电压不等于电池的电动势。必须指出，电池的电动势是从热力学函数计算而得到的，而电池的开路电压则是实际测量出来的。 (4) 工作电压 系指电池在某负载下实际的放电电压，通常是指一个电压范围。例如，铅酸蓄电池的工作电压在2V ?1.8V ;镍氢电池的工作电压在 1.5V?1.1V ;锂离子电池的工作电压在 3.6V?2.75V。 (5) 终止电压 系指放电终止时的电压值，视负载和使用要求不同而异。以铅酸蓄电池为例：电动势为2.1V，额定电压为2V，开路电压接近2.15V，工作电压为2V?1.8V，放电终止电压为1.8V?1.5V( 放电终止电压根据放电率的不同，其终止电压也不同)。 (6) 充电电压
系指外电路直流电压对电池充电的电压。般的充电电压要大于电池的开路电压，通常 在一定的范围内。例如，镍镉电池的充电压在1.45V?1.5V ;锂离子电池的充电压在4.1V?4.2V ;铅酸蓄电池的充电压在2.25V?2.5V。 (7) 内阻 蓄电池的内阻包括：正负极板的电阻，电解液的电阻，隔板的电阻和连接体的电阻等。 a. 正负极板电阻 目前普遍使用的铅酸蓄电池正、负极板为涂膏式，由铅锑合金或铅钙合金板栅架和活性物质两部分构成。因此，极板电阻也由板栅电阻和活性物质电阻组成。板栅在活性物质内层，充放电时，不会发生化学变化，所以它的电阻是板栅的固有电阻。活性物质的电阻是随着电池充放电状态的不同而变化的。 当电池放电时，极板的活性物质转变为硫酸铅(PbSO4) ，硫酸铅含量越大，其电阻越大。而电池充电时将硫酸铅还原为铅(Pb) ，硫酸铅含量越小，其电阻越小。 b. 电解液电阻 电解液的电阻视其浓度不同而异。在规定的浓度范围内一旦选定某一浓度后，电解液电 阻将随充放电程度而变。电池充电时，在极板活性物质还原的同时电解液浓度增加，其电阻下降;电池放电时，在极板活性物质硫酸化的同时电解液浓度下降，其电阻增加。 c. 隔板电阻 隔板的电阻视其孔率而异，新电池的隔板电阻是趋于一个固定值，但随电池运行时间的延长，其电阻有所增加。因为，电池在运行过程中有些铅渣和其他沉积物在隔板上，使得隔板孔率有所下降而增加了电阻。
蓄电池容量计算方法之令狐文艳创作
蓄电池容量计算部分 令狐文艳 1、常用的蓄电池容量计算方法 （1）容量换算法（电压控制法） 按事故状态下直流负荷消耗的安时值计算容量，并按事故放电末期或其他不利条件下校验直流母线电压水平。 （2）电流换算法（阶梯负荷法） 按事故状态下直流的负荷电流和放电时间来计算容量。该方法相对于电压控制法，考虑了大电流放电后负荷减小的情况下，电池具有恢复容量的特性，该算法不需在对电池容量进行电压校验。 2、采用容量换算法计算容量 2.1 按持续放电负荷计算蓄电池容量，取电压系数Ku=0.885，则计算的单个电池的放电终止电压为： V （4-1） 蓄电池的计算容量： （4-2） 式中 Cc —事故放电容量； Kcc —蓄电池容量系数； Krel —可靠系数，一般取1.40 80.1108 220885.0=?=Ud cc s rel c K C K C =
I1=325.27A I2=293.45A I3=46.36A I4=13.64A m1=0.5h m2=0.5h m3=1h m4=2h 在4个不同阶段，任意一个时期的放电容量为： （4-3） 总的负荷容量为： （4-4） 在计算分段ta 内，所需要的蓄电池容量计算值为： （4-5） 其中,容量系数Kcca 按计算分段的时间ta 决定。 通过查图 (GF 型蓄电池放电容量与放电时间的关系曲线)，对应于事故时间4小时和放电终止电压1.80V ，得出容量系数 Kcc=0.77。 分别计算n 个分段的蓄电池计算容量，然后按照其中最大者 mi i mi t I C =n
选择蓄电池，则蓄电池的容量为： (4-6) 2.2 放电电压水平的校验 (1)持续放电电压水平的校验。事故放电末期，电压将降到最低，校验是否符合要求的方法如下： 事故放电期间蓄电池的放电系数 (4-7) 式中，Cs —事故放电容量（Ah ），t —事故放电时间 通过计算出来的K 值和对应的事故放电时间，可以通过蓄电池的冲击放电曲线，求出单只电池的电压，再乘以蓄电池只数，得到蓄电池整组电压，该电压值应大于198V 。 (2)冲击放电电压水平的校验。 冲击放电过程中，放电时间极短，放电电流较大。尽管消耗电量较少，但对电压影响较大。所以，按持续放电算出蓄电池容量后，还应校验事故放电初期、末期及其他放电阶段中，在可能的大冲击放电电流作用下蓄电池组的电压水平。 ①事故放电初期，电压水平的校验 事故放电初期的冲击系数为 (4-8) 式中，Krel —可靠性系数，一般取１.1 I ch0—事故放电初期的放电电流，(A) 10 tC KrelCs K
动力电池重要全参数定义及测量计算方法
动力电池重要参数定义及测量计算方法 1.概述 本文档的编写主要是为了方便公司内部研发人员更加快速清楚地认识电池的一些重要特性参数及其测量计算方法。主要包括动力电池的荷电状态SOC，电池健康状态SOH，内阻R等。 此文档主要参考了动力电池的国家标准与行业标准，以及网上的一些权威资料信息，同时结合自身工作经验整合编写而成。 2.电池荷电状态SOC及估算方法 2.1 电池荷电状态SOC的定义 电池的荷电状态SOC被用来反映电池的剩余电量情况，其定义为当前可用容量占初始容量的百分比（国标）。 美国先进电池联合会（USABC）的《电动汽车电池实验手册》中将SOC定义如下：在指定的放电倍率下，电池剩余电量与等同条件下额定容量的比值。 SOC=Q O/Q N 日本本田公司的电动汽车（EV Plus）定义SOC如下： SOC = 剩余容量/(额定容量-容量衰减因子) 其中剩余容量=额定容量-净放电量-自放电量-温度补偿 动力电池的剩余电量是影响电动汽车的续驶里程和行驶性能的主要因素，准确的SOC估算可以提高电池的能量效率，延长电池的使用寿命，从而保证电动汽车更好的行驶，同时SOC也是作为电池充放
电控制和电池均衡的重要依据。 实际应用中，我们需要根据电池的可测量值如电压电流结合电池内外界影响因素（温度、寿命等）来实现电池SOC的估算算法。但是SOC受自身内部工作环境和外界多方面因素而呈非线性特性，所以要实现良好的SOC估算算法必须克服这些问题。目前，国内外在电池SOC估算上已经部分实现并运用到工程上，如安时法、内阻法、开路电压法等。这些算法共同特点是易于实现，但是对实际工况中的内外界影响因素缺乏考虑而导致适应性差，难以满足BMS对估算精度不断提高的要求。所以在考虑SOC受到多种因素影响后，一些较为复杂的算法被提出,例如：卡尔曼滤波算法、神经网络算法、模糊估计算法等新型算法，相比于之前的传统算法其计算量大，但精度更高，其中卡尔曼滤波在计算精度和适应性上都有很好的表现。 2.2几种SOC估算算法简介 （1）安时法 安时法又被称为电流积分法，也是计算电池SOC的基础。假设当前电池SOC初始值为SOC0，在经过t时间的充电或放电后SOC为： Q0是电池的额定容量，i(t)是电池充放电电流（放电为正）。 事实上，SOC定义为电池的荷电状态，而电池荷电状态就是电池电流的积分，所以理论上讲安时法是最准确的。同时，它也易于实现，只需测量电池充放电电流和时间，而在实际工程应用时，采用离散化计算公式如下：
电池理论电容量的计算
文献上说该材料的理论电容量是多少mA h/g 下面给出理论计算方法： 1mol正极材料Li离子完全脱嵌时转移的电量为96500C（96500C/mol是法拉第常数） 由单位知mAh/g指每克电极材料理论上放出的电量：1mA?h＝1×（10**－3）安培×3600秒＝3.6C 以磷酸锂铁电池LiFePO4为例： LiFePO4的分子量是157.756g/mol, 所以他的理论电容量是 96500/157.756/3.6=170 mA h/g 关于法拉第常数 法拉第常数（F）是近代科学研究中重要的物理常数，代表每摩尔电子所携带的电荷，单位C/mol，它是阿伏伽德罗数 NA=6.02214?1023mol‐1与元电荷e=1.602176?10‐19 C的积。尤其在确定一个物质带有多少离子或者电子时这个常数非常重要。法拉第常数以麦可?法拉第命名，法拉第的研究工作对这个常数的确定有决定性的意义。 一般认为此值是96485.3383±0.0083C/mol，此值是由美国国家标准局所依据的电解实验得到的，也被认为最具有权威性。 最早法拉第常数是在推导阿伏伽德罗数时通过测量电镀时的电流强度和电镀沉积下来的银的量计算出来的。 在物理学和化学，尤其在电化学中法拉第常数是一个重要的常数。它是一个基本常数，其值只随其单位变化。在电解、电镀、燃料电池和电池等涉及到物质与它们的电荷的工艺中法拉第常数都是一个非常重要的常数。因此它也是一个非常重要的技术常数。 在计算每摩尔物质的能量变化时也需要法拉第常数，一个例子是计算一摩尔电子在电压变化时获得或者释放出的能量。在实际应用中法拉第常数用来计算一般的反应系数，比如将电压演算为自由能。
UPS电池容量计算
在用户和厂商的交流中,常常提到这样的情况:根据UPS的输出容量和所要求的后备时间,需快速、粗略地给出相关电池的配置。此时可用UPS电池容量的简便计算方法迅速做出。 1、对于109Ah?块/kVA设计寿命10年的UPS电池容量的算法 使用时按下列公式计算: 所需电池容量(Ah)= UPS容量（KVA）×109（Ah.块）/KVA/每组电池块数 例如:一台120kVA的UPS,每组电池32块,要求后备时间60min(即1h)。则所需电池容量为 120kVA×109Ah?块/kVA=13080Ah?块,13080Ah?块/32块=409(Ah),即可选12V,100Ah电池4组(32块/组)。注意:实际后备时间不足60min(欠缺一点)。 如果每组33块,则13080/33=396Ah,同样可选12V、100Ah电池4组(33块/组)。注意:实际后备时间超过60min(超出一点)。 如果要求后备时间为30min,则109×120=13080Ah?块,13080/32=409Ah,409/2=205Ah。由于电池的放电功率与放电时间不是线性的,即不能只简单除以2,还需乘以修正系数,见表1,因此205×1.23=252Ah。即可选12V、65Ah电池4组(32块/组)。注意:实际后备时间超过30min(超出一点)。 如果要求后备时间20min,则409/3=136Ah,还需乘以修正系数,见表1,136×1.41=192Ah,即可选12V、65Ah电池3组(32块/组)。注意:实际后备时间超过20min(超出一点)。 其它情况,以此类推。 2、对于126Ah?块/kVA设计寿命五年的UPS电池容量的算法 计算方法和需乘以修正系数与前述完全一样,只是要把上式中的109换成126。 如果计算时间是一小时以上,要在按上述计算后再除以一个修正系数,见表2。
动力电池重要参数定义及测量计算方法总结模板计划模板.doc
1.概述 本文档的编写主要是为了方便公司内部研发人员更加快速清楚 地认识电池的一些重要特性参数及其测量计算方法。主要包括动力电池的荷电状态 SOC，电池健康状态SOH，内阻 R等。 此文档主要参考了动力电池的国家标准与行业标准，以及网上的一些权威资料信息，同时结合自身工作经验整合编写而成。 2.电池荷电状态 SOC及估算方 法电池荷电状态 SOC的定义 电池的荷电状态SOC被用来反映电池的剩余电量情况，其定义为当前可用容量占初始容量的百分比（国标）。 美国先进电池联合会（USABC）的《电动汽车电池实验手册》中 将SOC定义如下：在指定的放电倍率下，电池剩余电量与等同条件 下额定容量的比值。 SOC=Q O/Q N 日本本田公司的电动汽车（EV Plus ）定义 SOC如下： SOC=剩余容量/(额定容量-容量衰减因子) 其中剩余容量 =额定容量 - 净放电量 - 自放电量 - 温度补偿 动力电池的剩余电量是影响电动汽车的续驶里程和行驶性能的 主要因素，准确的 SOC估算可以提高电池的能量效率，延长电池的使 用寿命，从而保证电动汽车更好的行驶，同时SOC也是作为电池充放电控制和电池均衡的重要依据。 实际应用中，我们需要根据电池的可测量值如电压电流结合电池
内外界影响因素（温度、寿命等）来实现电池SOC的估算算法。但是SOC受自身内部工作环境和外界多方面因素而呈非线性特性，所以要 实现良好的 SOC估算算法必须克服这些问题。目前，国内外在电池SOC估算上已经部分实现并运用到工程上，如安时法、内阻法、开路 电压法等。这些算法共同特点是易于实现，但是对实际工况中的内外 界影响因素缺乏考虑而导致适应性差，难以满足 BMS对估算精度不断提高的要求。所以在考虑 SOC受到多种因素影响后，一些较为复杂的算法被提出 , 例如：卡尔曼滤波算法、神经网络算法、模糊估计算法等新型算法，相比于之前的传统算法其计算量大，但精度更高，其中卡尔曼滤波在计算精度和适应性上都有很好的表现。 2.2几种SOC估算算法简介 （1）安时法 安时法又被称为电流积分法，也是计算电池 SOC的基础。假设当前电池 SOC初始值为 SOC0，在经过 t 时间的充电或放电后 SOC为： Q0是电池的额定容量， i(t)是电池充放电电流（放电为正）。 事实上， SOC定义为电池的荷电状态，而电池荷电状态就是电池 电流的积分，所以理论上讲安时法是最准确的。同时，它也易于实现，只需测量电池充放电电流和时间，而在实际工程应用时，采用离散化计算公式如下： 在电池实际工作中使用安时法计算SOC，受到测量误差和噪声干
电池电量计的原理与计算
[推荐]电池电量计的原理与计算 充电电池容量估算方法 在多数便携应用中，都需要随时了解电池剩余容量以估算电池使用时间。 图1 简化的电池电量计框图 最早应用的方法是通过监视电池开路电压来获得剩余容量。这是因为电池端电压和剩余容量之间有一个确定的关系，测量电池端电压即可估算其剩余容量。这种方法的局限是：1）对于不同厂商生产的电池，其开路电压与容量之间的关系各不相同。2）只有通过测量电池空载时的开路电压才能获得相对准确的结果，但是大多数应用都需要在运行中了解电池的剩余容量，此时负载电流在内阻上产生的压降将会影响开路电压测量精度。而电池内阻的离散性很大，且随着电池老化这种离散性将变得更大，因此要补偿该压降带来的误差将十分困难。综上所述，通过开路电压来实时估算电池剩余容量的方法在实际应用中无法达到足够的精度，只能提供一个大致的参考值。 另一种大量应用的方法是通过测量流入/流出电池的净电荷来估算电池剩余容量。这种方法对流入/流出电池的总电流进行积分，得到的净电荷数即为剩余容量。电池容量可以预置，也可在后续的完整充电周期中进行学习。在补偿电池自放电、不同温度下的容量变化等因素后，这种方法可以获得令人满意的精度，因此广泛运用于笔记本电脑等高端应用中。 电池电量计工作原理 电池电量计对流入/流出电池的总电流持续进行积分，并将积分得到的净电荷数作为剩余容量。 简化的电池电量计如图1所示。其中，R SNS为mΩ级检流电阻，R L为负载电阻。电池通过开关、R SNS对R L放电时的电流I O在R SNS两端产生的压降为V S(t)=I O(t)×R SNS。电量计持续检测R SNS两端的压差V S，并
蓄电池容量的计算方法
蓄电池容量的计算方法 1.蓄电池容量的计算方法 蓄电池的容量必须是以所定的电压、所定的时间可向负载提供的容量。 以下就容量计算方法进行说明： 1、计算容量的必要条件 A、放电电流 有必要明确放电过程中负载电流的增减变化和其随时间变化情况。 B、放电时间 可预期的负载的最大时间。 C、最低蓄电池温度 预先推定蓄电池放置场所的温度条件，决定蓄电池温度最低值。一般设置在室内时为50C，设置在特别寒冷地区室内时为-50C。用空调保证室内温度时按实际温度作为最低温度。 D、允许的最低电压 单格允许的最低电压（V/单格）=（负载所允许的最低电压+导线的电压损失）/串联格数 2、容量的计算公式 C= 1*[K1I1+K2（I2-I1）、、、、、、、KN（IN-IN-1）]/L
C：250C的额定放电率换算容量（AH）、、、、、、UXL电池是10HR容量。 L：对因维护系数、使用年数、使用条件的变化而引起的容量变化而使用的修正值。一般L值采用0.8。 K：由放电时间T、电池的最低使用温度、允许的最低电压而决定的容量换算时间。 I：放电电流 下标1、2、、、、N：按放电电流变化顺序依次加给T、K、I 3、容量的计算举例 A、放电电流 140A（一定） B、放电时间 30分 C、最低蓄电池温度 -550C D、允许的最低电压 1.6V/单格 按上述条件，得出K=1.1 C= 1 X1.1X140=192（AH/10HR）/0.8 所以，可使用UXL220-2。 注：上述例子是针对放电电流一定的简单的负载类型电池容量的计算。其他负载类型的计算请参考日本蓄电池工业标准[SBA6001]。 2.关于UPS容量的计算举例 计算机设备应该加装不间断电源保护，其有两个主要作用： 一是在市电中断时重要用电设备有干净纯洁的电源使用；