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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 电化学 » 电化基础 » 电池方面的名词和单位问题
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wpybird

新虫 (小有名气)

[求助] 电池方面的名词和单位问题已有7人参与

现在需要研究面向电网的储能技术，但是以前学的是能源动力工程，火力发电，对电池一窍不通
需要问几个小白的问题。
金币100个不知道够不够。希望大神能指点一下，谢谢。

1. 在文献上看到，电池的成本在200~300 美元/kWh，对这个单位很不理解。一度电的成本要200美元，那储能的成本也太高了。
   给我的感觉是高的离谱啊。
   我们家用的电，一度电不才8毛多吗？

2. 电池的充电终止电压和放电终止电压，这个百度百科上没有详细的解释，看不懂。
   比如锂电池，资料上写的是，由于正负极材料是确定的，其电压就是固定的。锂电池的电压就是3.7V。
   那为什么锂电池的充满电时的终止充电电压一般是4.2V？


希望可以有一个详细的解答

[ Last edited by pengtao1203 on 2015-11-22 at 22:14 ]
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1楼2015-11-22 21:58:47
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seu林金钟

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
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wpybird: 金币+10, ★★★很有帮助 2015-11-23 21:33:22
比如锂电池的正极（阴极）活性材料是LiCoO2，Li 的化学计量系数是1，在充电时发生如下反应：LiCoO2——Li0.5CoO2 +0.5Li++0.5e-，也就是说充电截止电压设为4.2V时，只有0.5的Li+脱嵌出来，如果你充电到4.5V的话（同时电解液什么的也能承受这么高的电压而不发生分解），可能会有0.8的Li+脱嵌出来，这样会对以后的循环寿命有严重损害。LiCoO2为层状结构，Li+嵌入在层间，如果Li+全跑光了，上下层中的氧晶格之间的静电斥力大于化学键力，会导致层间距增大，脱出的Li越多，层间距增加的越大，最后崩塌。
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《诗》三百篇，大抵贤圣发愤之所为作也
13楼2015-11-23 12:26:43
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巫师926

铁杆木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
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wpybird(pengtao1203代发): 金币+5, 感谢分享 2015-11-23 09:15:02
wpybird: 金币+10, ★有帮助 2015-11-23 21:30:19
2、3.7V是因为用的是石墨作为负极，而实验室做的电池用的锂片作为负极，金属锂的电极电位比石墨又要低0～1V，所以这里会有差别。
正极的充电截止电压还要看你的材料是不是高电压，放电截止电压一般是3V，
负极的放电截止电压一般是0.01V，充电截止电压还是要看你的材料，一般文献上都会说，具体操作时会有稍许变动

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追逐自己的梦想！做一个二愣子！
6楼2015-11-23 07:28:47
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liuwei2004

至尊木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★
wpybird(pengtao1203代发): 金币+3 2015-11-23 09:15:16
引用回帖:
5楼: Originally posted by wpybird at 2015-11-23 07:16:36
能不能发一张锂电池的工作曲线图，嘿嘿，不知道麻不麻烦。

另外，"由于正负极材料是确定的，其电压就是固定的。锂电池的电压就是3.7V。"

这句话怎么理解？既然电压是固定的，为什么还会有超出的部 ...

这个固定是指平台平均电压固定，每个材料的平台电压不一样，比如，钴酸锂/石墨，3.7V，三元/石墨，3.8V，锰酸锂/石墨，3.9V，磷酸铁锂/石墨，3.2V 等等，然而充放电范围不是个固定的电压值，而是个范围
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7楼2015-11-23 09:02:51
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liuwei2004

至尊木虫 (著名写手)
pengtao1203: 应助指数-1, 无效应助 2015-11-23 09:16:05
引用回帖:
5楼: Originally posted by wpybird at 2015-11-23 07:16:36
能不能发一张锂电池的工作曲线图，嘿嘿，不知道麻不麻烦。

另外，"由于正负极材料是确定的，其电压就是固定的。锂电池的电压就是3.7V。"

这句话怎么理解？既然电压是固定的，为什么还会有超出的部 ...

锂电池的充放电曲线类似于下图，网上很多的
电池方面的名词和单位问题
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8楼2015-11-23 09:10:06
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louderbe

版主 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
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wpybird(pengtao1203代发): 金币+10 2015-11-23 19:28:55
1. 在文献上看到，电池的成本在200~300 美元/kWh，对这个单位很不理解。一度电的成本要200美元，那储能的成本也太高了。
   给我的感觉是高的离谱啊。
   看到这个问题，我只能说看lz怎么理解了，在家里的一度电，只是用电器使用了的一度电，而所谓的电池成本则是储能成本，包括了设备成本。不知道lz是否理解。

2. 电池的充电终止电压和放电终止电压，这个百度百科上没有详细的解释，看不懂。
   比如锂电池，资料上写的是，由于正负极材料是确定的，其电压就是固定的。锂电池的电压就是3.7V。
   那为什么锂电池的充满电时的终止充电电压一般是4.2V？
电池电压从不是一成不变的，呈现曲线波动的，而且根据电池材料的不同电压也是不同的，所以终止电压也就好理解了，不是吗。
解释不到之处，请见谅
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it'sjustagame
10楼2015-11-23 09:26:55
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headprince

木虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★ ★
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wpybird(pengtao1203代发): 金币+3 2015-11-24 10:29:20
回答关于电池成本的问题。200美元/KWh，指的就是每次可以存储和释放1度电的电池，它的成本就是200美元，价格确实不便宜。比如目前特斯拉电动车可以装载85度电，其电池成本就高达2W美元左右。不过因为锂电池是可以循环使用的，所以虽然初始投入非常高，不过整体平均成本可以降下来。
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14楼2015-11-23 18:57:32
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liuwei2004

至尊木虫 (著名写手)

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wpybird(pengtao1203代发): 金币+5, 感谢分享 2015-11-23 09:14:45
2 电池标的是3.7V，其实是在一个电压范围工作的，这样才能把电池的容量全部发挥出来，锂电池的工作曲线类似于X的弧形斜线，而不是一条直线。目前常用的电池体系充点截止电压大部分是4.2V
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2楼2015-11-22 22:51:42
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liuwei2004

至尊木虫 (著名写手)

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wpybird: 金币+10, ★★★很有帮助 2015-11-23 07:14:33
1 储能电池的成本，是多次使用，循环寿命折算进去能接受的程度。打个比方，储能电池是储存一度电，比如使用寿命是10年，每天使用一次，那3650度电，这样成本是200美元/3650，这样的成本是能够接受的，而且储能电池一般不止工作一次
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3楼2015-11-22 22:54:56
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wpybird

新虫 (小有名气)
引用回帖:
3楼: Originally posted by liuwei2004 at 2015-11-22 22:54:56
1 储能电池的成本，是多次使用，循环寿命折算进去能接受的程度。打个比方，储能电池是储存一度电，比如使用寿命是10年，每天使用一次，那3650度电，这样成本是200美元/3650，这样的成本是能够接受的，而且储能电池一 ...

是不是这个意思，200美元/kwh，指的是电池整个寿命周期内的总成本？

你给的例子中，“使用寿命是10年，每天使用一次”，这个每天一次是不是一次完整的充放电。

所谓的每天一次，其实也是取决于用电侧的功率的，对吧，如果带的负载大，可能就是每天2次，3次，是这个意思不？

还有一个，我见到一个功率成本，美元/kw，这个是什么意思呢。

非常感谢大神的解答
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4楼2015-11-23 07:14:24
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wpybird

新虫 (小有名气)
引用回帖:
2楼: Originally posted by liuwei2004 at 2015-11-22 22:51:42
2 电池标的是3.7V，其实是在一个电压范围工作的，这样才能把电池的容量全部发挥出来，锂电池的工作曲线类似于X的弧形斜线，而不是一条直线。目前常用的电池体系充点截止电压大部分是4.2V

能不能发一张锂电池的工作曲线图，嘿嘿，不知道麻不麻烦。

另外，"由于正负极材料是确定的，其电压就是固定的。锂电池的电压就是3.7V。"

这句话怎么理解？既然电压是固定的，为什么还会有超出的部分，达到4.2V

充电截止电压是什么意思呢
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5楼2015-11-23 07:16:36
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liuwei2004

至尊木虫 (著名写手)

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★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
wpybird(pengtao1203代发): 金币+7 2015-11-23 09:16:13
引用回帖:
4楼: Originally posted by wpybird at 2015-11-23 07:14:24
是不是这个意思，200美元/kwh，指的是电池整个寿命周期内的总成本？

你给的例子中，“使用寿命是10年，每天使用一次”，这个每天一次是不是一次完整的充放电。

所谓的每天一次，其实也是取决于用电侧的功率的 ...

个人认为是寿命周期的总成本，每次充放电可能是完整的充放电，也可能是不完整，如果负载过大的话需要调整电池组的容量，如果是充放电比较频繁的时候，比如风力发电，有风和无风的状态，一天内可能有几次交替，这样，储能时对锂电次充电的次数就比较多了。美元/Kw这个单位可能跟电池的最大负载功率能力有关系，不太了解。
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9楼2015-11-23 09:13:48
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