电芯知识课件解读.ppt

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，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＝3600C 1mAh＝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