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锂离子电池充放电测试及最佳寿命技术介绍2 |
模型一：50mA放电时间为10h，500mA和1000mA放电时间均为1h。模型二：500mA放电时间为10h，50mA和1000mA放电时间均为1h。模型三：1000mA放电时间为10h，50mA和500mA放电时间均为1h，如图5(a)(b)(c)所示。
图5(a)放电模型一；(b)放电模型二；(c)放电模型三；(d)放电模型四
理论计算放电容量如表4所示，测试模型一的理论放电容量为1550mAh，测试模型二的理论放电容量为6550mAh，测试模型三的理论放电容量为10550mAh。但是上述放电曲线存在以下不足。
(1)放电电流的突变性，从大电流1000mA切换到500mA或者从500mA切换到50mA，电池内部化学反应均为可逆反应，其过程不是瞬态进行，因此理论与实际测试存在误差。
（2）对于未知电池的特性，需要对放电时间进行优化，即现有的放电电流需与时间相互匹配。
基于以上两点不足，测试实验对放电电流的切换设置了1min的缓冲时间，并且放电电流逐级降低50mA,为放电模型四,如图5(d)所示。给予电池内部化学可逆反应预留缓冲时间，且每个放电电流保持时间均为1h。计算理论放电容量为8700mAh，该放电容量介于模型二和模型三之间，且满足市面上大多数电子产品的需求。
3.3 锂离子电池寿命的测试在此次测试实验中，将电池实际放电容量下降至标称容量的80%时定义为阈值电量。在25℃下，定义电池实际放电容量下降到阈值电流时的充放电次数为电池寿命,其中充放电为一次循环。上述的四种模型进行实际测试，其放电次数结果如图6所示。
四种情况下的电池寿命分别为495次、465次、450次、553次。根据实验数据对比，得出结论：小电流放电时间越长，越有利于延长电池寿命，但并不是延长寿命的主要因素。模型四的阶梯式逐级递减放电模式,其电池寿命均大于其他三种模型，分别为三种模型的1.12倍、1.19倍、1.23倍。这说明放电电流及其放电时间对电池寿命的影响最大，是主要因素。
4 结论在此次工作中，分别对电池的充放电做了理论设计与实验测试。充电部分：从温度的角度对锂离子电池充电过程中的性能参数做了大量系统性的研究，结果表明，电池过放后，在常温下的激活时间最短，低温最长，电池充满时间与温度呈反比，涓流充电时间为低温最长，常温和高温涓流时间一致。且研究了不同温度下的电池充满情况下的截止电压，当温度为50℃时，截止电压为4.17V，约为常温下的94.5%，下降了5.5%。放电部分：从理论角度设计了四种放电曲线，结合实验测试结果，证明阶梯式放电有利于保护电池内部化学结构，其电池寿命最佳，结果为553次。
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| 发布时间：2024/2/12 0:10:01 |
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