LFP电池容量电压内阻分析

锂离子电池的三大特性分析时间：2014-11-1211:12:47来源：本站原创浏览次数：9584一、电池的容量特性容量测试得到电池在不同倍率下的放电电压与容量关系曲线如图3所示。图3不同倍率下的放电电压与容量的关系曲线从图中可以看出，在整个放电过程中锂离子电池的电压曲线可以分为3个阶段：1）电池在初始阶段端电压快速下降，放电倍率越大，电压下降的越快；2）电池电压进入一个缓慢变化的阶段，这段时间称为电池的平台区，放电倍率越小，平台区持续的时间越长，平台电压越高，电压下降越缓慢。在锂离子电池的实际使用过程中，尽可能希望电池工作在平台区；3）在电池电量接近放完时，电池负载电压开始急剧下降直至达到放电截止电压。从容量测试的结果中，同时还可以得到放电电流与容量的曲线关系，如图4所示。图4不同放电电流与容量的关系曲线从图中可以看出，电池放电电流的大小，会直接影响到电池的实际容量。放电电流越大，电池容量相应减小，这表明放电电流越大，到达终止电压经历的时间越短。所以谈到电池容量时，应指明其放电电流（放电倍率）。二、电池开路电压特性开路电压测试［6］得到锂离子电池开路电压与电池SOC的关系曲线如图５所示。图5电池充电与放电时的OCV-SOC曲线从图中可以看出，电池的OCV－SOC曲线与电池放电电压曲线趋势基本相同。在SOC的中间区间（20％＜SOC＜80％）内，电池的OCV变化极小，电池处于平台区；而在SOC的两端区间（SOC＜10％和SOC＞90％），OCV的变化率较大，整个磷酸铁锂电池的OCV－SOC曲线呈现中间区域平坦，头尾两端陡峭的样子，开路电压法即是利用这一稳定的对应关系进行SOC估计。锂离子电池OCV－SOC关系曲线受温度、放电倍率、老化程度因素影响较小［7］，但在充放电2种状态下，两条特性曲线之间会存在一定差异。三、电池内阻特性图6表示磷酸铁锂电池在充电和放电时的欧姆内阻。图6电池内阻变化曲线磷酸铁锂电池的欧姆内阻曲线呈现以下的特点：在图6中较宽广的SOC围内，即SOC＝［10％，100％］的区间内，电池的欧姆内阻变化很小，而在较低的SOC区间内，随SOC的降低欧姆内阻出现较大幅度的增长，这是因为电池放电末期，电池内部化学物质活性降低；在整个SOC范围内，充电欧姆内阻总体大于放电欧姆内阻，这是因为锂离子电池放电属于自发反应，较容易；充电是由外部电源作用，使锂离子嵌入负极，较困难。需要说明的是，电池的内阻变化非常复杂，受温度、放电深度、充放电倍率、循环次数等因素影响。同一类型的不同电池单体，还与电池出厂不一致性和工作环境的不同相关。