mah是什么物理量的单位(mah物理量名称)

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(1)电极材料的理论容量

电极的理论容量，即，如果材料中的所有锂离子都参与电化学反应，则可以提供的容量，通过以下公式计算:

法拉第常数(f)代表每摩尔电子的电荷，单位为C/mol。它是阿伏伽德罗数NA=6.02214 ×1023mol-1和元电荷e=1.602176 × 10-19 C的乘积，其值为96485.3383±0.0083 C/mol。

因此，主流的材料理论容量计算公式如下:

LiFePO4的摩尔质量为157.756 g/mol，其理论容量为:

同样，三元材料NCM(1∶1∶1)(lini 1/3co 1/3m n1/3 O2)的摩尔质量为96.461g/mol，理论容量为278mah/g，LiCoO2的摩尔质量为97.8698 g/mol。如果除去所有锂离子，其理论容量为274mah/g .

在石墨的负电极中，当锂嵌入量最大时，形成锂-碳夹层化合物，化学式为LiC6，即六个碳原子与一个Li结合。6 C的摩尔质量为72.066 g/mol，石墨的最大理论容量为:

对于硅阳极，由5Si+22Li++22e-Li22Si5可知，五个硅原子的摩尔质量为140.430 g/mol，五个硅原子与22Li原子结合，因此硅阳极的理论容量为:

这些计算值是理论克容量。为了保证材料的可逆结构，实际锂离子脱嵌系数小于1，材料的实际克容量为:材料的实际克容量=锂离子脱嵌系数×理论容量。

(2)电池的设计容量

电池设计容量=涂层面密度×活性物质比例×活性物质克容量×极片涂层面积。

其中，面密度是一个关键的设计参数，主要控制在涂布和轧制过程中。当压实密度不变时，涂层面密度增加意味着极片厚度增加，电子传输距离增加，电子电阻增加，但增加程度有限。在厚极片中，电解液中锂离子迁移阻力的增加是影响速率特性的主要原因。考虑到孔隙的多孔性和曲折性，离子在孔隙中的迁移距离要比极片的厚度长很多倍。

(3)氮磷比

负极活性物质的克容量×负极面密度×负极活性物质含量比÷(正极活性物质的克容量×正极面密度×正极活性物质含量比)

石墨电池的N/P比应大于1.0，一般为1.04~1.20，这主要是出于安全设计，主要是防止锂从正极析出。在设计中应考虑工艺能力，如涂层偏差。但当N/P比过大时，电池不可逆的容量损失导致电池容量低，电池能量密度低。

对于钛酸锂负极，采用正极过剩设计，电池容量由钛酸锂负极容量决定。正极的过度设计有利于提高电池的高温性能:高温气体主要来自负极。正极过设计时，负极电位较低，更容易在钛酸锂表面形成SEI膜。

(4)涂层的压实密度和孔隙率

在生产过程中，电池极片涂层压实密度的计算公式为:

然而，考虑到极片轧制时金属箔的延伸，轧制涂层的面积密度由以下公式计算:

涂层由生物相、碳胶体相和孔隙组成，孔隙率计算公式为:

其中，涂层的平均密度为:

(5)第一效应

首次效应=首次放电容量/首次充电容量

日常生产中一般都是先化成再分卷，化成后充一部分电，分卷充完电再放电。因此:

首效=部分容量的首次放电容量/(折算成充电容量+部分容量的补充容量)

(6)能量密度

能量密度(Wh/L)=电池容量(mAh)×3.6(V)/(厚度(cm)*宽度(cm)*长度(cm))

能量密度(Wh/KG)=电池容量(mAh)×3.6(V)/电池重量

常用锂电术语中英对照合浆mixing涂布coating辊压分切rolling slitting点焊spotwelding激光切laser cutting卷绕winding
组装assembly package激光焊laser welding烘烤baking注液injection高温老化higt temp-baking化成formation二次注液2rd injection分容grading静置staticIR、OCV测试IR/OCV test
容量密度capacity density能量密度energy desity功率密度power density开路电压open Circuit Voltage标称电压nominal voltage额定容量nominal capacity实际容量pratical capacity放电速率discharge rate放电深度depth of discharge

参数的详细说明

能量密度(瓦时/升和瓦时/千克)

单位体积或单位质量电池释放的能量，如果是单位体积，即体积能量密度(Wh/L)，很多地方直接称为能量密度；如果是单位质量，就是质量能量密度(Wh/kg)，很多地方也叫比能。如果锂电池重300克，额定电压为3.7V，容量为10Ah，其比能量为123Wh/kg。

根据2016年发布的《节能与新能源汽车技术》，我们大概可以对动力电池的发展趋势有一个概念。如上图所示，到2020年，纯电动汽车电池比能量将达到350Wh/kg。

功率密度(w/l & W/kg)

用能量除以时间得到功率，单位是W或kW。同样，功率密度是指单位质量(有些地方也直接称为比功率)或单位体积电池输出的功率，单位为W/kg或W/L，功率比是评价电池能否满足电动汽车加速性能的重要指标。

比能量和比功率有什么区别？

举个形象的例子:比能量更高的动力电池，就像龟兔赛跑中的乌龟。续航能力好，可以长时间工作，保证汽车的续航里程长。

功率更高的动力电池就像龟兔赛跑中的兔子，速度快，可以提供很高的瞬时电流，从而保证汽车良好的加速性能。

电池放电率(℃)

放电率是指在规定的时间内将其额定容量(Q)放电所需的电流值，数值上等于电池额定容量的倍数。即充放电电流(A)/额定容量(Ah)，其单位一般为C(C(C-rate)的简称)，如0.5C、1C、5C等。

例如，对于容量为24Ah的电池:

在48A放电，放电速率为2C，反之，在2C放电，放电电流为48A，0.5小时放电完毕；

用12A充电，充电率0.5C，反之用0.5C充电，充电电流12A，2小时充电完毕；

电池的充放电速率决定了我们能够以多快的速度将一定量的能量储存到电池中，或者从电池中释放出能量。

充电状态(%)

SOC，全称StateofCharge，荷电状态，又称剩余容量，表示电池放电后的剩余容量与其充满电状态下的剩余容量之比。

其取值范围为0~1。当SOC=0时，电池完全放电，当SOC=1时，电池充满电。电池管理系统(BMS)是电池管理的核心，主要管理SOC并对其进行估算，以保证电池的高效工作。

目前SOC估算主要有开路电压法、安时计法、人工神经网络法、卡尔曼滤波法等。我们稍后将详细解释它们。

固有电阻

内阻是指电池工作时，电流流过电池的电阻。

包括欧姆内阻和极化内阻，欧姆内阻包括电极材料、电解液、隔膜电阻和各部分电阻；极化电阻包括电化学极化电阻和浓差极化电阻。

数据方面，下图是一块电池的放电曲线，X轴是放电量，Y轴是电池的开路电压，电池的理想放电状态是黑色曲线，红色曲线是考虑电池内阻时的真实状态。

图示:Qmax是电池的最大化学容量；Quse是实际电池容量；Rbat代表电池的内阻；EDV是放电终止电压；I是放电电流。

从图中可以看出电池的实际容量Quse

由于电阻的原因，电池的实际容量会降低。我们还可以看到，实际电池容量Quse取决于两个因素:

放电电流I和电池内阻R的乘积，以及放电终止电压EDV是多少。

指出电池的内阻Rbat会随着电池的使用而逐渐增大。

内阻的单位一般为毫欧(mω)。内阻大的电池在充放电时，内部功耗高，发热严重，会导致电池加速老化，寿命衰减，也会限制高倍率充放电的应用。所以内阻越小，电池寿命和倍率性能越好。通常，电池内阻是通过交流和DC方法测量的。

电池自放电

指开路静置过程中电压下降的现象，也称为电池的荷电保持能。

一般来说，电池自放电主要受制造工艺、材料和储存条件的影响。

自放电根据容量损失是否可逆分为两种:容量损失是可逆的，即充电后容量可以恢复；容量损失是不可逆的，这意味着容量无法恢复。

目前关于电池自放电的原因有很多理论，可以归纳为物理原因(存放环境、制造工艺、材料等。)和化学原因(电极在电解液中不稳定，内部化学反应，活性物质消耗等。).电池自放电会直接降低电池的容量和储存性能。

电池寿命

分为两个参数:循环寿命和日历寿命。循环寿命是指电池可以循环充放电的次数。即在理想的温度和湿度下，以额定充放电电流充放电，计算电池容量衰减到80%时的循环次数。

日历寿命是指电池在服役环境下特定服役条件后达到寿命终止条件(容量衰减至80%)的时间跨度。如果日历寿命与具体使用要求紧密结合，通常需要规定具体的使用条件、环境条件、存放间隔等。

循环寿命是一个理论参数，而日历寿命更有实际意义。但是日历寿命的计算比较复杂，需要的时间也比较长，所以一般电池厂商只给出循环寿命的数据。

上图是三元锂电池的充放电特性。可以看出，不同的充放电方式对电池寿命的影响是不同的。根据上图的数据，25%-75%充放电，续航可以达到2500次，也就是我们所说的浅充浅放。关于续航的话题我们以后会深入讨论。

电池组的一致性

这个参数挺有意思的。即使将相同规格型号的电池分组后，电池组的性能在电压、容量、内阻、寿命等方面也有很大差异。用在电动汽车上，性能指标往往达不到单体电池的原有水平。

单体电池制造出来后，由于技术问题，内部结构和材料并不完全一致，本身存在一定的性能差异。

初始的不一致性随着电池在使用过程中不断的充放电循环而累积，电池组中的使用环境对于每个单体电池都是不一样的，导致每个单体电池的状态差异较大，并在使用过程中逐渐放大，从而在某些情况下加速了某些单体电池的性能，最终导致电池组过早失效。

需要指出的是，动力电池组的性能取决于电池单体的性能，但绝不是单体电池性能的简单总和。由于单体电池性能不一致，动力电池组在电动车上反复使用时，会出现各种问题，导致寿命缩短。

具有均衡功能的电池管理系统除了在生产和组装过程中严格控制工艺，保持单体电池的一致性外，在行业中还广泛应用于控制电池组中电池的一致性，以延长产品的使用寿命。

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电池制成后，需要对电芯进行小电流充电，活化其内部的正负极材料，在负极表面形成钝化层——SEI(固体电解界面)膜，使电池的性能更加稳定。只有电池成型后，才能体现出它的真实性能。这个过程叫做形成。

化成过程中的分选过程可以提高电池组的一致性和最终电池组的性能。化成容量是筛选合格电池的重要指标。下图为SEI胶片。它看起来像黑玫瑰吗？

通过以上性能参数，希望对你有所帮助。

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