纽扣电池放电实验

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1、锂离子恒电阻放电容量测试实验姓名：冯铖炼1学号：1141440057学院：机械学院1专业班级：能环1421一．目的1.熟悉锂离子电池恒电阻放电性能；2.掌握锂离子电池容量测试操作。二．原理图1锂离子电池的工作原理锂离子电池的工作原理如图所示。充电时，锂离子从正极层状物的晶格脱出，通过电解液迁移到层状物负极表面后嵌入到石墨材料晶格中，同时剩余电子从外电路到达负极。放电则相反，锂离子从石墨晶格中脱出，回到正极氧化物的晶格中。1.电池的容量和比容量电池的容量是指在一定的放电条件下所可以从电池获得的电量，常用C表1示，单位常用Ah或mA

2、h表示，是电池电性能的重要指标。容量分理论容量、实际容量和额定容理。每摩尔电子流过电路所提供的电量=96500C96500C/3600S=26.8Ah2.理论容量（C0）活性物质的理论容量（C0）为1CmC0=26.8n=m0（1-1）Mq式中C0----理论容量；m0----活性物质完全反应的质量；M----活性物质的摩尔质量；n----成流反应得失电子数；q----活性物质电化当量。例如：锂离子电池负极为LiC6，正极为LiCoO2，则理论容量分别为+-负极：LiC6→Li+C6+e1-1LiC6=26.8××1000=33

3、9.50mAh·g78.94-正极：LiCoO2+e→Li+CoO21-1LiCoO2=26.8××1000=273.83mAh·g97.87锂离子电池负极的炭材料呈层状结构，它有很多微孔，到达负极的锂离子嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。锂离子电池放电时，嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回正极。回正极的锂离子越多，放电容量越高。3.实际容量实际容量是指在一定的放电条件下，电池实际放出的电量。恒电流放电时为C=I·t（1-2）2恒电阻放电时为t1tC=∫Idt∫Udt（1-3）00R1近似计算为C=Ut（1

4、-4）avR式中R----放电电阻；T----放电至终止电压时的时间；Uav----电池平均放电电压。4.容量测定电池容量的测定方法，有恒电流放电法，恒电阻放电阻，恒电压放电法等，根据放电时间和电流大小可以计算电池的容量。充放电倍率C是指电池在规定的时间内放出其额定容量时所需要的电流值，1C在数值上等于电池额定容量，通常以字母C表示。如电池的标称额定容量为10Ah，则10A为1C（1倍率），5A则为0.5C，100A为10C，以此类推。图2锂离子电池的恒电流放电特性从图中可以看出，在整个放电过程中锂离子电池的电压曲线可以分为3个

5、阶段：1）电池在初始阶段端电压快速下降，放电倍率越大，电压下降的越快；2）电池电压进入一个缓慢变化的阶段，这段时间称为电池的平台区，放电倍率越小，平台区持续的时间越长，平台电压越高，电压下降越缓慢。33）在电池电量接近放完时，电池负载电压开始急剧下降直至达到放电截止电压。三．仪器与样品锂离子电池（松下CR-1220/5BC，额定容量约38mAh），万用表，陶瓷电阻，导线若干四．实验步骤将锂离子电池的正负电极与电阻相连，可10秒取值和记录一次负载两端电压数据，得到放电过程中的电池电压变化情况。五．实验结果与讨论表1-1①在恒电流放

6、电过程中，当电流设为10mA时，放电速率很快，在放电量仅仅只有0.25mAh,并且和理论曲线的趋势有一定区别。②当电流设为5mA时，放电时间明显增加，而且其电压曲线和理论曲线的趋4势十分接近。分析原因：①有可能测量设备本身的问题，导致电池在放电电流较大时电压快速降低，不能完成充分放电。2②当电流较大时，由于P=IR,部分电能转变成电阻的热能，并且根据公式，产热速率和电流的平方成正比，所以最后的总放电量较电流小时较小。5