锂电池实验报告

电池不同倍率充放电实验报告

一、实验目的

电池的倍率特性是研究 SOC 算法中的重要考虑因素之一，只有通过不同充放电倍率的测试研究，才能真正有效的掌握电池的电压变化规律，获取准确的电池模型。另外，大量的充放电倍率的数据，用以获取库伦效率，进而对锂电池SOC进行准确地估算。

二、实验器材

三洋磷酸铁锂电池18650GA；
电池充放电测试仪；
PC机及BTS软件等。

三、实验内容

本实验采用的充电方法为先恒流后恒压充电法，一方面使充电时间缩短，另一方面可以保证试验电池的安全性。具体办法是分别以xxC（xxA）、xx（xxA）、xxC（xxA）、xxC（xxA）、xxC（xxxA）五种不同充电倍率恒流充电至xxV，然后进行xxV恒压充电至电流降至0.04A结束。该结束条件作为电池充满至SOC=1的判断依据。在后期采用较小电流恒压充电，一是能保证电池处于充满状态，二是小电流不会引起温度升太高而影响电池的性能。放电实验也采用上述五种不同的放电倍率，分别恒流放电至截止电压2.7V。测试条件是在室温条件（25℃）下进行。
最后根据实验数据，绘制不同倍率下充放电特性曲线，并分别对充电和放电两个过程的锂电池特性进行分析。

四、实验结果（数据和图表）

电池在不同充电倍率下的充电电压响应特性曲线如下图所示：

根据图2-6可得，在充电平台阶段，锂电池端电压基本上是呈线性上升的。并且电池以不同的电流倍率进行充电时端电压具有不同的上升速度，且电流倍率越大，端电压上升速度越快。为了提高充放电实验的效率，加快对电池性能测试的进程，一般使用较高倍率的电流为锂电池充电。

电池在不同放电倍率下的放电电压响应特性曲线如下图所示：

从上图可以分析得到，锂电池的工作电压变化与电池的放电深度之间存在着密切的关系。与充电电压响应特性曲线类似，在不同的放电倍率下电池的端电压变化也是不一致的，电流倍率越大，端电压下降速度越快，且电压的变化的趋势是呈一定斜率的直线。若求出某一段电压响应曲线的斜率大小和电压值，就可以粗略获得对应的锂电池SOC值，从而可以通过检测电压趋势的变化来进行锂电池剩余电量的初步估算。
不同充放电倍率与容量的关系如下表所示：

可见，随着充放电倍率的增大，电池的充电容量与放电容量都有所衰减，但是衰减幅度很小。为了简化锂电池模型并保证SOC估算的快速性，充放电倍率对电池容量的影响可忽略不计。