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锂电池电压,容量,电流常识
2017-04-20 14:15:47 成都爱法纳米技术有限公司 www.nanotubes.cn
钛酸锂,锰酸锂,钴酸锂,三元锂电,磷酸铁锂都属于锂离子电池
分别有不同的电压。日常常用的三元锂电和钴酸锂,为3.7V。
电池的电压有正负极材料决定,和容量,和电池的尺寸没有关系。包括铅酸电池,虽然市面上有不同规格的铅酸电池电压,那是因为内部使用了串联结构,实际上单片铅酸的电压平台都为2V,12V的为6s,16V为8s

而每种材料有其理论储存电能的能力。
比如磷酸铁锂的理论容量为170Ah/kg,钴酸锂为280Ah/kg,钛酸锂的材料理论比容量只有175Ah/kg。
同时,因为以上三种举例材料的电压是不同的,所以实际上钛酸锂的储能能力比铁酸锂差,而铁酸锂比钴酸锂电压也要低,所以同样重量的比容量,钴酸锂要高很多,重量比容量理论值差不多2.5倍于钛酸锂。

容量概念:

常说的电池容量,多用于mAh毫安时表示,容量较大的则用Ah安时计算。
1Ah=1000mAh。
但是两个不同材料的电池,相同容量,不代表储存的电能一样。
比如同样是2000mAh的钛酸锂和2000mAh的NCM比起来,后者储存的电能几乎是前者的1.6倍。

计算电能消耗和储存能力的单位为wh瓦时
wh瓦时是由电压和容量共同决定的,瓦时=电压*容量。

所以容量一样,如果电压更高的电池材料,则容量也会更高。这也是我们日常家庭用电计费标准为wh计费的原因
只是因为家庭用电的数量较多,瓦时单位较小,所有都用kwh计算了,也就是“度”。
1度就是1kwh。
也就是1kw的功率持续1小时消耗的电能。
容量安时的概念,也可以理解,某个电池持续放电1h消耗光电能所需的电流,比如1000mAh的电池,就表示这个电池如果用1000mA的电流放电,可放电1小时。

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反过来,充电的概念也是一样的。
比如给一个3.7V/3Ah的电池充电,假设充电电流为3A,则1小时就可以充满,此时把充电倍率叫1C。
如果用9A的电流来充,则叫充电倍率为3C。
充电的电流越大,自然充电的速度就会越快,那么根据能量守恒的原理,充电器的功率就会越大。

现在,电动汽车越来越普及。
比如一台大功率的电动轿跑,电池储能量可达到80kwh,也就是充满可存储80度电。
如果我们想让这个台车在1h充满,那么充电的功率就必须达到80kw。

如果我们采用慢充,10小时充满,则8千瓦就可以了,相对于两台家用大功率空调同时使用。
但是如果是80kw,则相对于几层楼的居民同时开启家里的所有电器。

电动汽车快冲呼声越来越高。
如果我们希望一台电动车的电池能在6分钟充满,则我们说他的充电倍率为10C,则此时充电设备单条线路的功率为800kw,也就是80万瓦。如果采用220V的民用电接驳,电流就达到3636A。

3636A是很大的电流,是一般导线很难承受的,我国500kv的高压输电线路,拇指粗的电缆,电流也限定在3000A以内。而普通10kv的高压线缆,电流才500A左右。
不过电缆的电流承受力和电缆的长度等因素也有一定关系,就不讨论了。

总体来说,要实现大型电池组的超级快速充电(几分钟充满),是很难实现的。
能60分钟1C充满,就算很快了。即便是1个半小时充满一台特斯拉,电流也是很大的,这也是特斯拉的超级充电站那么少的原因,多数为普通充电桩。

 



 

 
         
         
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