电芯知识课件.ppt

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1、电化学基础知识1.电量电量可以简单理解为电荷的数量，等效理解为物质中正负电荷数量之差（静电），或者流经某个界面的有效电荷的数量（电流），以Q表示，单位为库仑C。1库仑约等于6.25×1018个电子或质子所含有的电量；1个电子或质子所含有的电量为1.6×10-19C，即1/(6.25×1018)C。电化学基础知识2.电流电流是单位时间内通过某一横截面的电量，以Ｉ表示，单位为安培A、毫安mA等，定义为Ｉ＝Q÷ｔ，或dQ/dt（ｔ为时间）。1A＝1C÷1s，即在1秒内通过1库仑的电量为1安培。电化学基础知识3.容量电池容量的单位和电量单位都是相同的，只是由于使用了mAh和Ah作为电池容量单位以后

2、，通过容量计算放电时间等数据变得更加简便，只需用以mAh或Ah为单位的容量除以放电电流就可以很方便的计算放电时间，或者通过放电时间计算放电电流等。另外，电池的容量是指在放电过程中转移的电量，这一点和电量有所不同。以库存为单位的电量和以mAh或Ah为单位的容量，其换算公式如下：1Ah＝1A×1h＝1A×3600s＝3600C1mAh＝1mA×1h＝1/1000A×3600s＝3.6C电芯容量的理论计算方法为C真实＝∫IdT，即在时间上对电流积分，实际的检测方法一般为设定放电制度，然后按照一定的间隔记录放电电流，然后按照C测量＝ΣIn×dT，其中dT为采样间隔的时间，当采样间隔足够小的时候，C

3、测量将非常接近C真实。电化学基础知识4.电压电压的定义可以从水压中得到形象的理解。两个液面处于不同海拔高度的容器，其底部接通后，由于水在万有引力的作用下有从高出向低处运动的趋势，这种趋势使得水从液面高的容器流向液面低的容器，从而使得整个系统（两个容器、水、地球）的势能降低到最低，在水流动的过程中，可以利用这一运动对外做功。对于电能的利用也类似于这一现象，电量具有从高电势流向低电势的特性，在电量转移的过程中，可以对外做功，这也是电能利用的基础。电化学基础知识5.电池内阻电池内阻的单位和电阻的单位相同，但是和电阻的情形有所不同。电阻为无源元件，可以通过加载一定的电压，通过测量该电压加载后产生的

4、电流来计算电阻值。电池内阻的测量和电阻测量有类似的地方，但是方法更为复杂。电池可以等效为理想电源（内阻为零）与电阻、电容、电感的组合，其内阻为组合后的等效电阻。（其中电容也电感的知识可以参考相关书籍资料等）其中电容的等效电阻（即容抗）和电感的等效电阻（即感抗）需要在特定的频率下测定。通常一定的电压下加一定频率的交流电压，加载于电池正负极，可以产生产生一定频率和方向的电流，通过测量该电流，可以得到电池的内阻。电池基础知识1.电池原理电池一般是利用物质氧化还原能力的差异（表现为得失电子的难易程度不同，比如锌比铜更容易失去电子，氧气和氢气相比更容易得到电子），在特定的条件下，可以使得这些电子流动

5、的途径能够人为控制，从而利用电子转移的这一过程得到能量。比如金属锌和金属铜同时浸泡于酸性溶液中，由于锌比铜和氢气更容易失去电子，所以锌会失去电子，将酸中的H+还原成H2，而锌被氧化成Zn2+，铜由于比锌和氢气更难失去电子，所以铜在酸性溶液中一般不会发生反应。利用这一得失电子的差异，锌和铜、锌和氢气、铜和氢气都可以组成电池，下面仅以锌和铜在酸性溶液中为例说明。电池基础知识1.电池原理图中锌为负极，铜为正极；盐桥的作用为维持两个溶液体系的电荷平衡等；特定溶液组分、盐桥和外部导通的作用为使电子流通的途径能够人为控制，从而是电流得到利用。该原电池的电压决定于锌和铜的物质特性、溶液中锌离子、铜离子浓

6、度、环境条件（温度、大气压力）、金属纯度等。电池基础知识1.电池构造及作用电池的基本构造有：正极、正极集流体、负极、负极集流体、电解液（可以为固态、液态等，以液态最为常见）、隔膜（或其类似作用的物体，或采用空间隔离的方法可以取消隔膜）。正极的作用为：在充电时作为阳极失去电子被氧化，电位从低到高，此过程被动进行；在放电时作为阴极得到电子被还原，电位从高到低，此过程在电路闭合时主动进行。负极的作用为：在充电时作为阴极得到电子被还原，化学电位从高到低，此过程被动进行；在放电时作为阳极失去电子被氧化，电位从低到高，此过程在电路闭合时主动进行。正负极充放电时电位的高低变化可以从图中得到形象的认识。电

7、池基础知识电池初始状态（无电量）电池基础知识电池充电状态电池基础知识电池放电电状态电池基础知识1.电池构造及作用电解液的作用：正负极在得失电子同时，会生成相应的离子，并与电解液进行物质交换，同时这些离子会在电解液中发生迁移，电解液的作用就是提供可供交换的物质和离子迁移的通道。例如在锂离子电池中，电解液为有机溶剂融解有LiPF6等物质，并在溶剂中电离出Li+，其中在充放电过程中，Li+会从正负极之间转移，并与正负极形成相应