電池容量

　　1分類

　　電池容量按照不同條件分為實際容量、理論容量與額定容量。

　　在某一放電率下于25℃放電至終止電壓所提的最低限度的容量是設(shè)計與生產(chǎn)時的規(guī)定的電池的容量，這叫做某一放電率RH的額定容量。

　　電池容量一般以AH(安培小時)計算，另一種是以CELL(單位極板)幾瓦(W)計算。(W/CELL)

　　1.Ah(安培小時)計算，放電電流（恒流）I×放電時間（小時)T 。 例如7AH電池如果連續(xù)放電電流0.35A ，那么時間可連續(xù)20小時。

　　2.充電時間以15小時為標(biāo)準(zhǔn)，充電電流為電池容量的1/10 ，快速充電會減少電池壽命。

　　電池容量是指電池存儲電量的大小。電池容量的單位是“mAh”，中文名稱是毫安時（在衡量大容量電池如鉛蓄電池時，為了方便起見，一般用“Ah”來表示，中文名是安時，1Ah=1000mAh）。若電池的額定容量是1300mAh，即130mA的電流給電池放電，那么該電池可以持續(xù)工作10小時（1300mAh/130mA=10h）；如果放電電流為1300mA，那供電時間就只有1小時左右（實際工作時間因電池的實際容量的個別差異而有一些差別）。這是理想狀態(tài)下的分析，數(shù)碼設(shè)備實際工作時的電流不可能始終恒定在某一數(shù)值（以數(shù)碼相機(jī)為例，工作電流會因為LCD顯示屏、閃光燈等部件的開啟或關(guān)閉而發(fā)生較大的變化），因而電池能對某個設(shè)備的供電時間只能是個大約值，而這個值也只有通過實際操作經(jīng)驗來估計。[1]

　　2容量單位

　　通常我們講電池容量是以安時為單位，這是基于已經(jīng)確定的某一個電池。

　　比如我們說這塊手機(jī)電池容量是多少；這塊電瓶車電池容量是多少，都是分別針對不同電池來說的。針對電池電壓已經(jīng)確定，而沒有考慮實際電壓，只需要說安時就能代表這塊電池容量。

　　然而對于不同電壓的電池，我們就不能單純的用安時來代表容量，比如一塊12V 20AH的電池，一塊15V20AH的電池，哪怕都是20AH，供給相同功率負(fù)載，設(shè)備都能正常工作，但持續(xù)時間是不一樣的，所以標(biāo)準(zhǔn)容量應(yīng)該以功為單位。

　　再舉個例子，一個設(shè)備能支持12V 、也能支持24V，用一塊12V（20AH）電池供電，能提供一個小時，那么用兩塊串聯(lián)會變成24V（20AH）其中安時沒有增加，但持續(xù)時間會長一倍，所以容量此時應(yīng)考慮為電池所容納的功，而不能單純考慮為安時。

　　W（功）=P（功率）*T（時間）=I（電流）*U（電壓）*T（時間）

　　這樣討論電池容量才有實際意義，否則可能出現(xiàn)一塊手機(jī)電池還比電瓶車電池容量大的說法，這顯然不科學(xué)。

　　3測試方式

　　給一個電池進(jìn)行恒流恒壓充電，然后以恒流放電，放出多少電量就是這個電池的容量，蓄電池，鎳氫電池等，但是鋰電池就不行，它有個最低放電電壓，即放電電壓不能低于2.75V，通常以3.0V為下限保護(hù)電壓。例如鋰電池容量是1000mAh，則充放電電流就1000mA，在電池最高電壓4.2V內(nèi)放到3.0V，放出來的容量才是電池最真實的容量。

　　4影響因素

　　蓄電池的容量是衡量蓄電池性能的一項重要指標(biāo).一般用安時來表示.放電時間(小時)與放電電流(安培)的總稱，即容量=放電時間×放電電流.電池的實際容量，取決于電池中活性物質(zhì)的多少和活性物質(zhì)的利用率.活性物質(zhì)是量越多，活性物質(zhì)利用率就越高，電池的容量也就越大.反之容量越小，影響電池容量的因素很多，常見的有以下幾種：

　　(1) 放電率對電池容量的影響

　　鉛蓄電池容量隨放電倍率的增大而降低，也就是說放電電流越大，計算出電池的容量就越小.比如一只10Ah的電池，用5A放電可以放2小時，即5×2=10 ； 那么用10A放電只能放出47.4分鐘的電，合0.79小時.其容量僅為10×0.79=7.9安時.所以對于給定電池在不同時率下放電，將有不同的容量.我們在談到容量時必須知道放電的時率或倍率.簡單的講就是用多大的電流放電。

　　(2) 溫度對電池容量的影響

　　溫度對鉛酸蓄電池的容量影響較大，一般隨溫度降底，容量的下降，容量與溫度的關(guān)系如：

　　Ct1= Ct2/1+k(t1-t2 ).t1t2分別是電解液的溫度，k為容量的溫度系數(shù)，Ct1溫度為t1時容量(Ah)，Ct2是溫度為t2時的容量(Ah)在蓄電池生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)中，一般要規(guī)定一個溫度為額定標(biāo)準(zhǔn)溫度，如規(guī)定t1為實際溫度，t2為標(biāo)準(zhǔn)溫度，(一般為25攝氏度) 負(fù)極板受低溫的影響要比正極板敏感.當(dāng)電解液溫度降低時，電解液粘度增大，離子受到較大的阻力，擴(kuò)散能力下降，電解液電阻也增大，使電化學(xué)反應(yīng)阻力增加，一部分硫酸鉛不能正常轉(zhuǎn)化.充電接受能力下降，結(jié)果導(dǎo)致蓄電池容量下降.

　　(3)終止電壓對電池容量的影響

　　當(dāng)電池放電至某一個電壓值以后，產(chǎn)生電壓急劇下降，實際上所獲得的能量非常小，如果長期深放電，對電池的損害相當(dāng)大.所以必須在某一電壓值終止放電，該截止放電電壓叫放電終止電壓.設(shè)定放電終止電壓，對延長蓄電池使用壽命意義重大.一般我們所維修的電動車電池，電摩電池的放電終止電壓為每格1.75伏，也就是說一節(jié)12伏電池為6格，其放電終止電壓是6×1.75=10.5伏.[2]

　　(4)極板的幾何尺寸對電池容量的影響

　　在活性物質(zhì)的量一定時，與電解液直接接觸極板的幾何面積增加，電池容量的增加，所以極板的幾何尺寸，對電池容量的影響不可忽視.

　?、贅O板厚度對容量的影響

　　活性物質(zhì)的量一定，電池容量隨極板厚度的增加而減少，極板越厚，硫酸與活性物質(zhì)接觸面就越小，活性物質(zhì)的利用率越低，電池容量越小.

　　②極板高度對容量的影響

　　在電池中，極板的上下兩部分的活性物質(zhì)利用率存在著較大的差異，實驗證實，放電初期，極板上部比下部的電流密度大約高出2倍~~2.5倍，這種差別隨著放電時的推移逐漸減少，但上部要比下部的電流密度大.

　　③極板面積對容量的影響

　　活性物質(zhì)的量一定，極板幾何面積越大，活性物質(zhì)的利用率也越高，電池的容量越大.在電池殼體相同，活性物質(zhì)量不變情況下，采用薄極板增加極板片數(shù)，也就是增加了極板的有效反應(yīng)面積 ，從而提高了活性物質(zhì)的利用率，增加了電池的容量。

　　5恢復(fù)方法

　　容量已經(jīng)減小的充電電池可以用激勵法給它充電使充電電池容量恢復(fù)到原來的狀態(tài)，具體做法是：

　　1. 先把電池的剩余電流放干凈：可以用手電或小燈泡放電，直到手電或小燈泡的燈絲發(fā)紅時停止放電。注意：放電時不要讓電池的電壓降到0.9V以下。

　　2. 添加納米碳溶膠電池活化劑再用100-200mA的電流充電，充到容量的1.5倍。然后馬上用5~10Ω的負(fù)載(小燈泡或電爐絲)放電。

　　3. 再次用100-200mA的電流充電，充到容量的1.2倍后再次放電。

　　4. 如此反復(fù)4~5次。從第三次以后，充電電流不要超過100mA，而充電時間不要超過容量的1.2倍。

　　用這種方法充電，對于一般電解液沒有干涸的充電電池，即可恢復(fù)電池原來的容量。

　　6建議

　　每塊手機(jī)電池的壽命的確是恒定的，由它的充電循環(huán)次數(shù)決定，一般為400-600次。但用戶的使用習(xí)慣也會對電池產(chǎn)生較大的影響。不良的使用習(xí)慣，比如過度充電、過度放電、高溫放置環(huán)境等，都會對電池造成不可逆?zhèn)Γ铍姵卣蹓?，有時還可能存在安全隱患。另外，通過關(guān)閉閑置程序，合理省電，把每一滴電量都用到刀刃上，在有限的電量里做更有意義的事情。

　　養(yǎng)成良好的使用習(xí)慣，不要等到徹底沒電再充電，也不要長時間連續(xù)過度充電等。

　　導(dǎo)電涂層

　　利用[3] 功能涂層對電池導(dǎo)電基材進(jìn)行表面處理是一項突破性的技術(shù)創(chuàng)新，覆碳鋁箔/銅箔就是將分散好的納米導(dǎo)電石墨和碳包覆粒，均勻、細(xì)膩地涂覆在鋁箔/銅箔上。它能提供極佳的靜態(tài)導(dǎo)電性能，收集活性物質(zhì)的微電流，從而可以大幅度降低正/負(fù)極材料和集流之間的接觸電阻，并能提高兩者之間的附著能力，可減少粘結(jié)劑的使用量，進(jìn)而使電池的整體性能產(chǎn)生顯著的提升。 涂層分水性（水劑體系）和油性（有機(jī)溶劑體系）兩種類型。

　　涂碳鋁箔/銅箔（導(dǎo)電涂層）的性能優(yōu)勢

　　1.顯著提高電池組使用一致性，大幅降低電池組成本。如：

　　· 明顯降低電芯動態(tài)內(nèi)阻增幅 ；

　　· 提高電池組的壓差一致性 ；

　　· 延長電池組壽命 ；

　　· 大幅降低電池組成本。

　　2.提高活性材料和集流體的粘接附著力，降低極片制造成本。如：

　　· 改善使用水性體系的正極材料和集電極的附著力；

　　· 改善納米級或亞微米級的正極材料和集電極的附著力；

　　· 改善鈦酸鋰或其他高容量負(fù)極材料和集電極的附著力；

　　· 提高極片制成合格率，降低極片制造成本。

　　使用涂碳鋁箔后極片粘附力由原來10gf提高到60gf（用3M膠帶或百格刀法），粘附力顯著提高。

　　3.減小極化，提高倍率和克容量，提升電池性能。如：

　　· 部分降低活性材料中粘接劑的比例，提高克容量；

　　· 改善活性物質(zhì)和集流體之間的電接觸；

　　· 減少極化，提高功率性能。

　　4.保護(hù)集流體，延長電池使用壽命。如：

　　· 防止集流極腐蝕、氧化；

　　· 提高集流極表面張力，增強集流極的易涂覆性能；

　　· 可替代成本較高的蝕刻箔或用更薄的箔材替代原有的標(biāo)準(zhǔn)箔材。