1.3.4 容量特性

电池容量是指锂电池在充满电的状态下能放出的总电量，一般用符号Q来表示，单位为mA·h（毫安时）或A·h（安时）。电池容量是衡量电池质量的一个重要标准，与电池的使用时长关系密切。在实验室中一般采用恒流或恒压放电方法对锂电池进行放电，通过测量整个放电过程中电池释放出的电能的多少或计算放电电流和时间的乘积，这就是锂电池的存储容量。电池容量可分为额定容量、实际容量和理论容。

理论容量是根据锂电池内部的电化学反应情况，在内部锂离子完全参加反应的条件下，运用法拉第定律计算得出的锂电池总电荷量大小的理论值。因为理论容量相当于理想值，所以其值大于电池额定容量和实际容量，实际容量因电池使用损耗的原因通常小于额定容量。理想容量是在理论条件下锂电池能够放出的最大电量的极限值，即储存于电池内部的化学能无损耗地全部转化为电能。在实际放电过程中，由于电池内其他副反应的存在，放电容量是理想容量的一部分。

额定容量是电池生产厂商测定的，直接标定在电池外表面。额定容量是用来表达电池储存电荷量多少的重要指标，也是衡量电池使用时长大小的指标。额定容量亦称为标定容量，其值为按照国家有关部门的相关规定，在一定放电条件（温度、放电倍率等）下保证电池所能放出的最低限度的电量。额定容量是执照厂商标明的容量，是锂电池的重要参数之一。实际容量是锂电池在商店买回来后，在特定的放电条件下，电池实际能放出的最大电量。电池实际容量往往用放电电流与放电时间的乘积来计算，实际容量不一定是新电池的容量，也可以是使用过的锂电池的容量，此时的实际容量肯定小于新电池的实际容量。实际容量是电池在实际环境下工作运行所能放出的电量。影响实际容量的因素十分复杂，外环境温度、锂电池制造材料、使用时长等都会影响锂电池的实际容量。满充电的电池在一定条件下放出的电量为放电电流与放电时间的积分，其计算过程分为恒流与交流两种情况。

恒流时的放电容量为

交流时的放电容量为

由于循环使用电池材料会导致其老化，电池容量与出厂时的标定容量会产生较大的偏差。电池的真实放电容量对于锂电池SOC估计有着重要的意义。因此，需要对锂电池进行容量标定。选取三节锂电池，实验对象为1.4A·h/3.7V的钴酸锂电池，在室内温度23℃时对其进行循环充放电实验。具体步骤如下：

1）以1C倍率对电池进行恒流充电，设置充电截止电压为4.2V，然后转换为恒压充电，充电截止电流为0.02C，以此保证电池为满电状态。

2）由于所选锂电池容量较小，所以设定搁置时间为30min。

3）以1C倍率对锂电池进行恒流放电实验，放电截止电压为2.75V。

4）放电后搁置30min；

5）循环步骤1～4三次，结束实验。

实验结果见表1-1。

分析表中数据可以发现，电池单体放电容量总是小于同次循环中的充电容量，这是由于受到电池内阻的影响，在放电过程中，电池本身耗散了一部分能量，这使得电池在工作过程中能够释放出的能量总是小于充入的能量。