鋰電池基礎知識
能量密度（Wh/L & Wh/kg）
單位體積或單位質量電池釋放的（de）能量。
如果是單位體積，即體積能量密度（Wh/L），很多地方直接簡稱為（wéi）能量密度；
如（rú）果是單位質量（liàng），就是質量能量密度（Wh/kg），很（hěn）多地方也叫比能量。
如（rú）一（yī）節鋰電池重300g，額（é）定電壓為3.7V，容量為10Ah，則（zé）其比能量為123 Wh/kg。
根據16年發布的“節能與新能源汽車技術路線圖”，我們可以大概（gài）對動力電池發展趨勢有（yǒu）一個概念（niàn），下圖所示，到（dào）2020年（nián），純（chún）電動汽（qì）車電池單體比能量要達到350Wh/kg
功率密度（W/L & W/kg）
將能量除以時間，便得到功率，單位為W或kW。同樣道（dào）理（lǐ），功率密度是指單位質量（有些地方（fāng）也直接叫比功率）或單（dān）位體積電池輸出的功率，單位為W/kg或W/L。
比功率是（shì）評價電池是否（fǒu）滿足電動汽車加速性能的重要指標。
比能量和比功（gōng）率究竟有什麽（me）區別？
舉個形象的（de）例子：
比（bǐ）能量高（gāo）的動力電池就像龜（guī）兔賽（sài）跑裏的烏（wū）龜，耐力好，可以長時間工作，保證（zhèng）汽車續航裏程長；
比功率高的動力電池（chí）就像龜兔賽跑裏的兔（tù）子，速度快（kuài），可以提供很（hěn）高的瞬間電流，保證汽車加速性能好；
下（xià）麵（miàn）的參數稍微有點繞（rào）口...
電池放電倍率（C）
放電倍率是指在規定時間內放出其額定容量（Q）時所需要的電流值（zhí），它在數值上等於電池額定容量的倍數。即：充放電電流（A）/額定容量（Ah），其單位一般為C ( C-rate的簡寫)，如0.5C，1C，5C等
舉個例子，對於（yú）容量為24Ah電池來說：
用48A放電，其放電倍率為2C，反過來講，2C放電，放電電流為48A，0.5小時放電完畢;
用12A充（chōng）電，其充（chōng）電倍率為0.5C，反過來講（jiǎng），0.5C充（chōng）電，充電電流為12A，2小時充電完畢;
電（diàn）池的充（chōng）放電倍率，決定了我們可以以多快的速度，將一定的能（néng）量存儲到電池裏（lǐ）麵，或者以多快的速度，將電池裏麵的能（néng）量釋放（fàng）出來。
荷電狀態（%）
SOC，全稱是State of Charge，荷電狀態，也叫剩餘電量，代表的是電池放電後剩餘容量與其完全充電狀態（tài）的容量的比（bǐ）值。
其取值範圍為0~1，當SOC=0時表示電池放電完全，當SOC=1時表示電池完全充滿。電池管（guǎn）理係統（tǒng）（BMS）就是主要通過管理SOC並進行估算來保證電池高效的（de）工作，所以它是電池管理的核心（xīn）。
目前（qián）SOC估算主要有開路電壓法、安時計量法、人（rén）工神經網絡法、卡爾曼濾波法等，我們以後再（zài）詳細解（jiě）讀。
內阻（zǔ）
內阻是指電池在工作時（shí），電流（liú）流過電池內部受到的阻力。包括歐姆內阻和極化內阻，其中：歐姆內阻（zǔ）包（bāo）括電極材料（liào）、電解液、隔膜電阻（zǔ）及各部分零（líng）件的電阻；極化內（nèi）阻包括電化學極化電阻和濃差極化電阻。
用數據說話，下圖表示一電池（chí）放電曲線，X軸表示放電量，Y軸表示電池開路電壓，電（diàn）池理想放電狀態為（wéi）黑色曲線，紅色曲線是考慮到電池內阻時的真實狀態（tài）。
圖示：Qmax為電池最大化學容量；Quse為電池（chí）實際容量；Rbat表示電池的內（nèi）阻（zǔ）；EDV為放電終止電壓 ；I為放電電流；
從圖中可以看（kàn）出，電池實（shí）際容（róng）量Quse < 電（diàn）池理論上的最大（dà）化學容量Qmax。由於電阻的存（cún）在，電池的（de）實際容量會降低。我們也可以看到，電池（chí）實際（jì）容量Quse取決於兩（liǎng）個因（yīn）素：放電電流（liú）I與電池內阻Rbat的乘積，以及放電終（zhōng）止電壓EDV是多少。需要指（zhǐ）出的是電池內阻Rbat會隨著電池的使用（yòng）而逐漸增大。
內阻（zǔ）的單位一般是毫歐姆(mΩ)，內阻大的電池，在充放電的時候，內部（bù）功耗大，發熱嚴重，會造成電池的加速老化和壽命衰減，同時也會限製大倍率的充放電應用。所以，內阻做的越（yuè）小，電池的壽命和倍（bèi）率性能就會越好（hǎo）。通常電池內（nèi）阻的測（cè）量方法有交流和直流測試法。
自放電
電池自放電，是指在開（kāi）路靜置過程中電壓（yā）下降（jiàng）的現象，又稱電池的荷電保持能（néng）力。
一般而（ér）言，電池自放電主要受製造工藝、材料、儲存條（tiáo）件的影響。自（zì）放（fàng）電按照（zhào）容量損失後（hòu）是（shì）否可逆劃分為兩種：容量損失可逆（nì），指經過（guò）再次充（chōng）電過程容量可以恢（huī）複；容量損失不可逆，表示容量（liàng）不能恢複。
目前對電池自放電原因研究理論比較多，總（zǒng）結起來分為物理原（yuán）因（存儲環（huán）境，製造工藝，材料等（děng））以及（jí）化學原因（電極在電解（jiě）液中的不穩定（dìng）性，內（nèi）部發生化學反應（yīng），活性物質被消耗等），電（diàn）池自放電將直接降低電池的（de）容量和儲存性能。
壽（shòu）命
電池的壽命分為循環壽命和日曆壽命兩（liǎng）個參數（shù）。循環壽命指的是電池可以循環充放電的（de）次數。即在理想的溫濕度下，以額（é）定的充放電（diàn）電（diàn）流進行充放電，計算電（diàn）池容量衰減到80%時（shí）所經（jīng）曆的循（xún）環次數。
日曆壽（shòu）命是指電（diàn）池在使用環境條件下，經過特定的使用工況，達到壽命終止條件(容量衰減到80%) 的時間跨度。日曆壽命與具體的使用要求緊密結合的，通（tōng）常需要規定具體的使用工況，環境條件，存儲間隔等。
循環壽命是一個理論上的參（cān）數，而日曆壽（shòu）命更具有實際意義。但日曆（lì）壽命的測算複雜，耗時長，所以一般電池廠家隻給出循（xún）環壽命的數據。
上圖為一（yī）三元鋰電池的充放電特性圖，可以看出，不同的充放電方式（shì）對電池的壽命影響不一樣，如上圖數據（jù），以25%-75%充放電的壽命可以（yǐ）達到2500次，即我們所說的電池淺充淺放。電池壽命這個話題我們以後還會深入討論。
電池組的一致性
這個參數比較有意思，即使是同一規格型號的電池單體在成組後，電（diàn）池組在（zài）電壓、容量、內阻、壽命（mìng）等性能有很大的差別，在電動汽車上使用時，性能指標往（wǎng）往達不到單（dān）體電池的原有水平。
目前比（bǐ）較合理的解釋：
單體電池在製造出來（lái）後，由於工（gōng）藝的問題，導致內部結構和材（cái）質不完全一致，本身存在（zài）一定性能差異。初始的不一致隨著電池在使用過程中連續的充放電循環而累計，再加（jiā）上電池（chí）組內的使用環境對於各（gè）單體電池也（yě）不盡相同，導致各單體電池狀態產生更大的差異，在使用（yòng）過（guò）程中逐（zhú）步（bù）放大，從（cóng）而在某些情況下使某些單體電池性能加速衰減，並最終引發（fā）電池組過早失效。
需要指出的是，動力電池組的性能決定於電池單體的性能，但絕不（bú）是單體電池性能的簡單（dān）累（lèi）加。由於單體電池性能不一致的（de）存在，使得動（dòng）力電池組在（zài）電動汽車上進行反複使用時，產生各種問題而（ér）導致壽命縮短。
除了（le）要求在生產（chǎn）和配組過程中，嚴格控製（zhì）工（gōng）藝和盡量保持單體電池的（de）一致性外，目前行業普遍采用帶有均衡功能的電（diàn）池管理係統來控製電池組內電（diàn）池的一致性，以延長產品的使（shǐ）用壽命。
化成
我們說說最後一個參數，這個參數主要和電池的製造工藝有關。
電池製成後（hòu），需要對電芯進行小電流充電，將其內部正負極物（wù）質激活，在負極表麵形成一層鈍化層——SEI（solid electrolyte interface）膜，使電池性能更加穩（wěn）定（dìng），電池經過化成後（hòu）才能體現其真實的性能，這一過程稱為化成。
化成過程中的分選過程能夠提高電池組的一致性，使最終電池組（zǔ）的性能提高，化（huà）成容量是篩選合（hé）格電池的重要指標。下圖為SEI膜，像不像黑色的玫瑰花。
