電池容量及影響因素介紹

電池容量是衡量電池性能的重要性能指標(biāo)之一，它表示在一定條件下（放電率、溫度、終止電壓等）電池放出的電量（可用JS-150D 做放電測(cè)試），即電池的容量，通常以安培·小時(shí)為單位（簡(jiǎn)稱，以 A·H 表示，1A·h=3600C）。

電池容量按照不同條件分為實(shí)際容量、理論容量與額定容量，電池容量 C 的計(jì)算式為 C=∫t0It1dt（在 t0 到 t1 時(shí)間內(nèi)對(duì)電流 I 積分），電池分正負(fù)極。

電池容量的分類

電池容量按照不同條件分為實(shí)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較低限度的容量是設(shè)計(jì)與生產(chǎn)時(shí)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(shí))計(jì)算，另一種是以 CELL(單位極板)幾瓦(W)計(jì)算。(W/CELL)

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

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

電池容量是指電池存儲(chǔ)電量的大小。電池容量的單位是“mAh”，中文名稱是毫安時(shí)（在衡量大容量電池如鉛蓄電池時(shí)，為了方便起見，一般用“Ah”來表示，中文名是安時(shí)，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(shí)（1300mAh/130mA=10h）；如果放電電流為 1300mA，那供電時(shí)間就只有 1 小時(shí)左右（實(shí)際工作時(shí)間因電池的實(shí)際容量的個(gè)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(shí)際工作時(shí)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(huì)因?yàn)?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(duì)某個(gè)設(shè)備的供電時(shí)間只能是個(gè)大約值，而這個(gè)值也只有通過實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)來估計(jì)。

容量單位

通常我們講電池容量是以安時(shí)為單位，這是基于已經(jīng)確定的某一個(gè)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(duì)不同電池來說的。針對(duì)電池電壓已經(jīng)確定，而沒有考慮實(shí)際電壓，只需要說安時(shí)就能代表這塊電池容量。

然而對(duì)于不同電壓的電池，我們就不能單純的用安時(shí)來代表容量，比如一塊 12V20AH 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(shí)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(gè)例子，一個(gè)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(gè)小時(shí)，那么用兩塊串聯(lián)會(huì)變成 24V（20AH）其中安時(shí)沒有增加，但持續(xù)時(shí)間會(huì)長(zhǎng)一倍，所以容量此時(shí)應(yīng)考慮為電池所容納的功，而不能單純考慮為安時(shí)。

W（功）=P（功率）*T（時(shí)間）=I（電流）*U（電壓）*T（時(shí)間）

這樣討論電池容量才有實(shí)際意義，必須實(shí)事求是，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)。

測(cè)試方式

給一個(gè)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(gè)電池的容量，蓄電池，鎳氫電池等，但是鋰電池就不行，它有個(gè)較低放電電壓，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,在電池較高電壓 4.2V 內(nèi)放到 3.0V，放出來的容量才是電池較真實(shí)的容量。

影響因素

蓄電池的容量是衡量蓄電池性能的一項(xiàng)重要指標(biāo).一般用安時(shí)來表示.放電時(shí)間(小時(shí))與放電電流(安培)的總稱,即容量=放電時(shí)間×放電電流.電池的實(shí)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(duì)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(jì)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(shí),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(shí).其容量?jī)H為 10×0.79=7.9 安時(shí).所以對(duì)于給定電池在不同時(shí)率下放電,將有不同的容量.我們?cè)谡劦饺萘繒r(shí)必須知道放電的時(shí)率或倍率.簡(jiǎn)單的講就是用多大的電流放電。

(2)溫度對(duì)電池容量的影響
溫度對(duì)鉛酸蓄電池的容量影響較大,一般隨溫度降低,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(shí)容量(Ah),Ct2 是溫度為 t2 時(shí)的容量(Ah)在蓄電池生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)中,一般要規(guī)定一個(gè)溫度為額定標(biāo)準(zhǔn)溫度,如規(guī)定 t1 為實(shí)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(shí),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(duì)電池容量的影響
當(dāng)電池放電至某一個(gè)電壓值以后,產(chǎn)生電壓急劇下降,實(shí)際上所獲得的能量非常小,如果長(zhǎng)期深放電,對(duì)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(duì)延長(zhǎng)蓄電池使用壽命意義重大.一般我們所維修的電動(dòng)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(duì)電池容量的影響
在活性物質(zhì)的量一定時(shí),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(duì)電池容量的影響不可忽視.

①極板厚度對(duì)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(duì)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(shí)驗(yàn)證實(shí),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(shí)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(duì)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。

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| 發(fā)布時(shí)間：2018.07.17 來源：電源適配器廠家

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