所有电池都有损耗。充电后取出的能量总是少于输入的能量。电池内部发生的寄生反应阻止了效率达到100%。超快充电和重负载也会降低能量效率。这也通过减少循环寿命对电池造成压力。
电池效率正备受关注。这在电动汽车、储能系统(ESS)和卫星中的大型电池系统中尤为重要。效率通常通过库仑效率来衡量。库仑是电荷的单位。1库仑等于1安培秒(1As)。. A coulomb is a unit of electric charge. One coulomb equals one ampere-second (1As).
库仑效率(CE),也称为法拉第效率或电流效率,描述了电池中电子转移的电荷效率。CE 是一个完整循环中从电池中提取的总电荷与输入电池的总电荷之比。
锂离子电池在可充电电池中拥有最高的库仑效率(CE)之一,其效率超过99%。然而,这只有在以适中电流和低温条件下充电时才能实现。超快充电会因充电接受度和热量损失而降低库仑效率,同样地,非常缓慢的充电也会因自放电效应而降低库仑效率(参见BU-808b:锂离子电池为何会失效)
锂离子电池的库仑效率会随着循环次数的增加而提高。为了证明这一点,研究人员对松下、E-one Moli、索尼、LG和三星的18650型号锂离子电池进行了循环测试。部分电池的初始库仑效率为99.1%,经过15次循环后提升至99.5%。另一些电池的初始效率为99.5%,经过30次循环后达到了99.9%。重复测试的结果一致性很高,这反映了锂离子电池是一种非常稳定的电池系统。
铅酸电池的库仑效率约为90%,相对较低,而镍基电池的库仑效率通常更低。在快速充电时,镍镉电池和镍氢电池的库仑效率可能达到90%,但缓慢充电会将其降至约70%。充电末期电池变暖时自放电增加,以及充电状态(SoC)超过70%时充电接受度降低,这些都是导致库仑效率低下的因素。所有电池在30%至70%的中等充电状态范围内都能达到最佳效率。所有电池系统都具有独特的库仑效率值,这些值会随充电速率和温度而变化。年龄也起着作用。
电压效率是衡量电池效率的另一种方式,它表示平均放电电压与平均充电电压的比值。由于充电电压总是高于额定电压以激活电池内部的化学反应,因此会产生损耗。
虽然锂离子电池的来衡量。库仑是电荷的单位。1库仑等于1安培秒(1As)。通常优于99%,但同一电池的能量效率数值较低,且与充放电倍率相关。在20小时的0.05C充电速率下,能量效率高达99%。在0.5C时,这一数值降至约97%,而在1C时则进一步降低。在实际应用中,特斯拉Roadster的能源效率据称为86%。超快充电新型电动汽车上的这一改动会对能源效率和电池寿命产生负面影响。
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