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1、锂离子电池开路电压与带电量对应关系分析,2010-04-09,目的,1、测试AY体系锂离子电池开路电压与带电量的关系，了 解放电截止瞬间电压与开路电压的差别2、了解充、放电电流大小对电池充放电截止瞬间电压 与开路电压差异的影响,内容,1.定义2.试验设计及步骤3.试验设备及环境4.电芯选择5.电芯开路电压与带电量对应关系分析6.充放电电流大小对放电截止瞬间电压与 开路电压差异的影响,1.定义,开路电压 开路电压是指外电路没有电流流过，电池达到平衡时正、负极之间的电位差。放电深度（Depth of discharge DOD）放电深度指在电池使用过程中，电池放出的容量占其额定容量的百分比称为放电
2、深度。锂离子电池充放电总反应：,充电 LiMO2+nC=Li1-xMO2+LixCn-放电,如果电池正、负极的材料完全一样，当电池的放电深度（DOD）相同时，那么不管电池的体积有多大，几何结构如何变化，其开路电压都一样的。,2.试验设计及步骤,2.1 取生产A品电池504560AY/1450mAh（1月初入库电芯），以0.5C电 流（一般客户需求）进行充放电测试，一、一记录放电容量，选取 平台比（平台容量/放电容量）接近的14PCS电芯作为试验电池。2.2 将其中前12PCS电芯充电至满电状态，以初始0.5C电量作为基准，将 每只电芯分别放电至不同的带电状态，具体设置过程以1#电芯为例：放电0
3、%搁置30min放电5%搁置30min 放电10%搁置30min 放电 20%搁置30min 依次类推，直至放电电压为3.0V，记录电芯放电 截止瞬间、搁置30min后的电压，标识为A组。2.3 将上述12PCS电芯再充至满电状态，以初始0.5C电量作为基准，分别 放出不同电量：1#放电0%后搁置12h，2#放电5%后搁置12h，3#放电 10%后搁置12h，4#放电20%后搁置12h依次类推，直至放电至 3.0V，记录电芯放电截止瞬间、搁置30min、12h后的电压，标识为B组。2.4 将剩余2PCS电芯分别以0.05C、0.5C进行充放电测试备注：以上测试电压范围均为,3.试验环境及设备
4、室温条件，新威5V3A测试柜，RS-VR3电池内阻测试仪 测试时间：,小结：试验中选择内阻接近的电芯作为测试样品，由于材质相同的情况下，内 对放电平台影响较大，故试验中将平台比、外部测得的阻值作电芯选择的因素。,4.电芯选择,5.1 电压与带电量对应关系（详细数据）,备注：同只电芯整个测试过程测试点位固定,5.电芯开路电压与带电量对应关系分析,5.1 电压与带电量对应关系,小结：满电态电芯在测试电压范围内，达到相同的放电深度后：1）A组与B组电芯静置30min后的电压（开路电压）数值相近；2）放电截止瞬间电压低于开路电压，初始电压偏差较大，数值在0.25V左右，其 余差值在0.1V以下，这是由
5、于电池在充放电过程中产生的极化内阻分压所致。,5.2 搁置时间对开路电压的影响,备注：以上测试是将不同放电深度的电芯搁置12h,分别记录30min及12h的 电压数值。,5.2 搁置时间对开路电压的影响,小结：满电态电芯在测试电压范围内，达到相同的放电深度后，静置30min及12h后开路电压差异，除带电量为0时偏差较大外，其余在0.01V以下。,6.充放电电流大小对充放电截止瞬间电压与开路电压差异影响,小结：如上图显示，当充放电电流为0.05C时，充电至3.9V时充入60.4%的电量，理论上在3.9V时应该有60.4%的带电量，但放电曲线显示3.9V时放出容量34.4%，即带电量为65.6%，
6、存在5%左右的偏差；当充放电电流为0.5C时，充电至3.9V时充入49.8%的电量，理论上在3.9V时应该有49.8%的带电量，但放电曲线显示3.9V时放出容量25.1%，即带电量为74.9%，存在25%左右的偏差。说明在充放电过程中由于极化内阻的存在，充放电截止瞬间电压与实际电压（开路电压）间存在偏差，且充放电电流越大，偏差越大。,总结,AY体系电芯在测试电压范围内，达到相同的放电深度后，开路电压数值接近，同时由于电池在充放电过程中极化内阻的存在，放电截止瞬间电压低于开路电压，充电截止电压高于开路电压，静置30min后，电压差值在0.1V以下。满电态电芯在测试电压范围内，达到相同的放电深度后，静置30min及12h后开路电压差异在0.01V以下。充放电电流越大，充放电截止瞬间电压与开路电压间的差异越大。,Thank you！,The end,
