老化测试的充电电流和放电电流取值大小如何影响电池的容量？

产品资讯

2024-08-29

老化测试中充电电流和放电电流的取值大小对电池容量有着重要影响，具体如下：

一、充电电流大小的影响

较大充电电流
- 1.初期容量上升：在老化测试初期，较大的充电电流可能会使电池容量看起来有所上升。这是因为高电流充电能够在较短时间内将更多的电荷注入电池，使得电池的端电压迅速上升，从表观上看容量似乎增加了。例如，对于锂离子电池，当采用较大的充电电流时，锂离子快速嵌入负极材料，电池的充电状态（SOC）快速提高。
- 2.容量衰减加速：然而，长期使用较大的充电电流会导致电池容量加速衰减。高电流充电会引起电极材料的结构变化，如锂离子电池中的锂枝晶生长、电极材料的极化增加等。这些变化会阻碍锂离子的正常嵌入和脱出，降低电池的可逆容量。同时，大电流充电产生的过多热量也会加速电池内部的副反应，如电解液分解、活性物质溶解等，进一步损害电池容量。例如，经过多次大电流充电循环后，电池的容量可能会下降 10% - 20% 甚至更多。
- 3.影响电池一致性：在多节电池组成的电池模组中，较大的充电电流可能会导致不同电池之间的容量差异增大，影响电池模组的整体性能和寿命。由于每节电池的内阻、容量等特性存在微小差异，在大电流充电下，这些差异会被放大，使得部分电池过早达到满充状态，而其他电池可能还未充满。这样在后续的使用过程中，不同电池的容量衰减速度也会不同，降低了电池模组的容量一致性。
较小充电电流
- 1.容量稳定增长：小电流充电有利于电池容量的稳定增长。在老化测试中，小电流充电可以使锂离子更均匀地嵌入负极材料，减少电极材料的结构损伤和极化现象。这有助于保持电池的可逆容量，使电池容量随着充放电循环的进行逐渐稳定增长。例如，采用小电流慢充的方式对锂离子电池进行老化测试，电池的容量可以在较长时间内保持相对稳定的上升趋势。
- 2.延长电池寿命：小电流充电产生的热量少，对电池的内部结构和材料的损害较小，从而延长了电池的使用寿命。在整个寿命周期内，电池能够保持较高的容量水平。例如，一些对电池寿命要求较高的应用场景，如储能系统，通常采用小电流充电的方式来维护电池的容量和性能。
- 3.提高电池一致性：小电流充电可以减小电池之间的差异，提高电池模组的容量一致性。由于充电过程较为温和，不同电池的充电状态能够更好地同步，减少了因充电不均而导致的容量差异。例如，在电动汽车电池组中，采用小电流均衡充电可以有效提高电池组的整体容量和性能。

二、放电电流大小的影响

较大放电电流
- 1.容量暂时下降：在老化测试中，较大的放电电流会使电池容量暂时下降。这是因为高电流放电时，电池内部的极化现象加剧，电压下降速度加快。为了满足负载的功率需求，电池需要在较高的放电倍率下工作，这会导致电池的端电压迅速降低，从而使表观容量减少。例如，在电动工具等高功率应用中，电池在大电流放电时，其容量可能会比在小电流放电时下降 10% - 20%。
- 2.加速容量衰减：长期大电流放电会加速电池容量的衰减。高电流放电会使电极材料的结构发生变化，如锂离子电池中的电极颗粒破裂、活性物质脱落等。同时，大电流放电产生的热量也会加速电池内部的副反应，损害电池的容量。例如，经过多次大电流放电循环后，电池的容量可能会出现明显的下降，甚至无法满足设备的使用要求。
- 3.影响电池性能：大电流放电还会影响电池的其他性能指标，如内阻增加、循环寿命缩短等。这些因素都会进一步降低电池的实际可用容量。例如，在高倍率放电下，电池的内阻可能会迅速增大，导致电池在放电过程中的能量损失增加，实际输出的容量减少。
较小放电电流
- 1.容量稳定输出：小电流放电时，电池能够以较为稳定的容量输出。由于放电过程较为温和，电池内部的极化现象较轻，电压下降速度缓慢。这使得电池能够在较长时间内保持较高的端电压，从而提供稳定的容量输出。例如，在一些低功率的电子设备中，电池以小电流放电，其容量可以在很长时间内保持相对稳定。
- 2.延长电池寿命：小电流放电对电池的损害较小，有利于延长电池的使用寿命。在整个寿命周期内，电池能够保持较高的容量水平。例如，一些对电池寿命要求较高的应用场景，如智能手表、医疗设备等，通常采用小电流放电的方式来延长电池的使用时间。
- 3.提高电池可靠性：小电流放电可以减少电池在使用过程中的风险，提高电池的可靠性。由于放电过程较为稳定，电池发生过热、过放等问题的概率较低。例如，在一些对安全性要求较高的应用场景，如航空航天、军事装备等，通常采用小电流放电的方式来确保电池的安全可靠运行。

首页

关于我们

集团业务

产品中心

新闻动态

联系我们

网站地图

服务热线

关注亿昇达