誰能說自己的生活中不用鋰電池？
手機、筆記本、平板、相機。。。他們最重要的一個部件恐怕就是電池了吧。。。
鋰電池的學(xué)名是“鋰離子二次電池”，發(fā)這個帖子的目的就是想跟大家聊聊這個小玩意。。。
首先聲明兩點：
1，我是從去年年末開始研究鋰離子電池的，目前還只是學(xué)習(xí)階段，沒什么原創(chuàng)性的進展。
2，我是學(xué)電氣工程的，對鋰離子電池的研究，主要從使用者角度開展，主要研究鋰電的壽命預(yù)測與健康管理，鋰電池里面的化學(xué)過程也略有涉及，但是不怎么懂。
上圖為力神牌鋰離子電芯，本帖部分數(shù)據(jù)及曲線來自于此。
目前的鋰離子電池，按照電解液的不同分為鋰離子電池和鋰聚合物電池，前者一般為圓柱形也有方形，后者一般呈扁平的包，如下圖所示，其性能與普通鋰離子電池相同。
按照正極材料分，有鈷酸鋰電池，錳酸鋰電池，磷酸鐵鋰電池等。前兩者差不多，磷酸鐵鋰電池的性能略有不同，其電壓比前者低0.5V，正常情況下只有3.2V，但可以大電流放電，而且比較安全，所以磷酸鐵鋰電池一般用作動力電池。
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這個帖子比較學(xué)術(shù)。。。里面會有一些專業(yè)術(shù)語，在此先列舉出來：
C0= 電池的設(shè)計容量，一般用mAh這個單位，比如黑莓9000的電池，設(shè)計容量就是1500mAh。
C=當(dāng)前可用容量，隨著電池的老化，能夠放出的電量越來越少，直接反映就是“我的手機待機不行了”。
用魯大娘之類的軟件可以看筆記本電池的可用容量，這個值肯定小于設(shè)計容量C0。
可用容量與壽命有直接線性關(guān)系，如圖所示：
一般認為，當(dāng)C小于70%C0時，電池壽命完結(jié)。
soh=state of health，也就是電池的健康狀況，soh=C/C0
N=循環(huán)次數(shù)。。。一般老百姓對這個量的誤解最大，大家可能認為電池充一下放一下就是一個循環(huán)，錯！
循環(huán)次數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)定義為：當(dāng)電池累計充、放電容量達到當(dāng)前可用容量的2倍時，算作一次循環(huán)。
也就是說，我從100%放電到0%，再充到100%，累計了200%，這算一個循環(huán)。
若從90%放電到60%，再充到80%，累計了30%+20%=50%，這只能算作四分之一個循環(huán)。。。
一般電池循環(huán)500次之后差不多就到壽了。
soc=state of charge ，即荷電狀態(tài)。。。通俗點講，就是剩余多少電量，用百分號表示。我們手機、筆記本上顯示的那個剩余電量，實際就是soc。
soc是個相對值，跟放電制度、環(huán)境因素等都有關(guān)系。其計算精度不太容易保證，一般用電流積分法計算，誤差較大。
關(guān)于soc和soh的計算和關(guān)系，可見參考文獻【8】。
注意此篇文獻中，式（1）有誤，應(yīng)該是soc=1-兩個q相比。
U=電池端電壓，一般指電池工作時的端電壓，由于內(nèi)阻的影響，這個值肯定不等于開路電壓E。
E=電池開路電壓，指電池?zé)o電流靜置時的電壓。這個量是電池的基本特征，只跟soc和溫度有關(guān)。鋰離子電池的開路電壓曲線如下圖所示：
可以看到平滑的放電區(qū)為3.7V～4.2V，一般設(shè)備認為3.7V是放電終點，低于3.7V的區(qū)域，即使放出很少的電量，電壓下降也很厲害。當(dāng)然也有認為3.6V是放電終點的，這個是人為規(guī)定值，我們做實驗，都是以3.0V作為放電終點。
對于不同容量的電池，評價起來需要有個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，比如同樣是1A電流放電，對于900mAh和2600mAh的電池來說，效果是不同的，所以我們用電池的標(biāo)稱容量來表示充放電電流，也就是xxC。
比如，對于900mAh的電池，1C的電流就是900mA；而對于1800mAh的電池來說，900mA只不過是0.5C了。
可以看出，C之前的那個數(shù)字的倒數(shù)，就是在此電流下，完全放電的時間，單位是小時。
參考文獻：
http://u.115.com/file/e6cbbemh
