1. 鋰離子電池介紹
1.1 荷電狀態(tài) (State-Of-Charge；SOC)
荷電狀態(tài)可定義為電池中可用電能的狀態(tài)，通常以百分比來(lái)表示。因?yàn)榭捎秒娔軙?huì)因充放電電流，溫度及老化現(xiàn)象而有不同，所以荷電狀態(tài)的定義也區(qū)分為兩種：絕對(duì)荷電狀態(tài)(Absolute State-Of-Charge；ASOC)及相對(duì)荷電狀態(tài)(Relative State-Of-Charge；RSOC)。通常相對(duì)荷電狀態(tài)的范圍是 0% - 100%，而電池完全充電時(shí)是 100%，完全放電時(shí)是0%。絕對(duì)荷電狀態(tài)則是一個(gè)當(dāng)電池制造完成時(shí)，根據(jù)所設(shè)計(jì)的固定容量值所計(jì)算出來(lái)的的參考值。一個(gè)全新完全充電電池的絕對(duì)荷電狀態(tài)是100%；而老化的電池即便完全充電，在不同充放電情況中也無(wú)法到100%。
下圖顯示不同放電率下電壓與電池容量的關(guān)系。放電率愈高，電池容量愈低。溫度低時(shí)，電池容量也會(huì)降低。
圖一、不同放電率及溫度下電壓與容量之關(guān)系
1.2 最高充電電壓 (Max Charging Voltage)
最高充電電壓和電池的化學(xué)成分與特性有關(guān)。鋰電池的充電電壓通常是4.2V 和 4.35V，而若陰極、陽(yáng)極材料不同電壓值也會(huì)有所不同。
1.3 完全充電 (Fully Charged)
當(dāng)電池電壓與最高充電電壓差小于100mV，且充電電流降低至C/10，電池可視為完全充電。電池特性不同，完全充電條件也有所不同。
下圖所顯示為一典型的鋰電池充電特性曲線(xiàn)。當(dāng)電池電壓等于最高充電電壓，且充電電流降低至C/10，電池即視為完全充電。
圖二、鋰電池充電特性曲線(xiàn)
1.4 最低放電電壓 (Mini Discharging Voltage)
最低放電電壓可用截止放電電壓來(lái)定義，通常即是荷電狀態(tài)為0%時(shí)的電壓。此電壓值不是一固定值，而是隨著負(fù)載、溫度、老化程度或其他而改變。
1.5 完全放電 (Fully Discharge)
當(dāng)電池電壓小于或等于最低放電電壓時(shí)，可稱(chēng)為完全放電。
1.6 充放電率 (C-Rate)
充放電率是充放電電流相對(duì)于電池容量的一種表示。例如，若用1C來(lái)放電一小時(shí)之后，理想的話(huà)，電池就會(huì)完全放電。不同充放電率會(huì)造成不同的可用容量。通常，充放電率愈大，可用容量愈小。
1.7 循環(huán)壽命
循環(huán)次數(shù)是當(dāng)一個(gè)電池所經(jīng)歷完整充放電的次數(shù)，是可由實(shí)際放電容量與設(shè)計(jì)容量來(lái)估計(jì)。每當(dāng)累積的放電容量等于設(shè)計(jì)容量時(shí)，則循環(huán)次數(shù)一次。通常在500次充放電循環(huán)后，完全充電的電池容量約會(huì)下降10% ~ 20%。
圖三、循環(huán)次數(shù)與電池容量的關(guān)系
1.8 自放電 (Self-Discharge)
所有電池的自放電都會(huì)隨著溫度上升而增加。自放電基本上不是制造上的瑕疵，而是電池本身特性。然而制造過(guò)程中不當(dāng)?shù)奶幚硪矔?huì)造成自放電的增加。通常電池溫度每增加10°C，自放電率即倍增。鋰離子電池每個(gè)月自放電量約為1~2%，而各類(lèi)鎳系電池則為每月10~15%自放電量。
圖四、鋰電池自放電率在不同溫度下的表現(xiàn) |
