电池C额定值解释和计算

什么是电池 C 额定值？

电池 C 额定值可以定义为电池放电相对于电池最大容量的度量。

电池的充电和放电速率由电池 C 额定值控制。换句话说，它是对预期电池充电或放电的电流以及充电或放电速度的控制措施。

电池的容量通常以3C倍率（3C电流）进行额定和标记，这意味着容量为100Ah的充满电的电池应该能够提供三分之一小时的3*100Amps电流，同样的100Ah电池在1C 的 C 速率将提供 100A 电流一小时，如果以 0.5C 速率放电，则可提供 50A 电流 2 小时。

了解 C 速率非常重要，因为对于大多数电池来说，可用的存储能量取决于充电和放电电流的速度。

为什么不同电池的C等级不同？

1C表示1小时放电时间。

2C表示1/2小时放电时间。

0.5C表示2小时放电时间。

在许多应用中，电池速率非常重要。例如，我们希望汽车在半小时内充满电，而不是等待2小时，甚至8小时。是什么原因影响电池的C额定值？

电池的速度有两个限制 电热加热 和 传质限制。

发生热加热是因为电池的内阻产生过多的热量，必须将热量散发到环境中。

当以非常高的电流充电时，电池内产生的热量无法足够快地散发，温度会迅速升高。

即使电极由具有高表面积的纳米颗粒制成，快速充电过程中 Li+ 离子的传质也会导致扩散限制电流。虽然高表面积允许足够的锂化或脱锂速率，但Li+通过隔膜内电解质的横截面积的扩散受到限制。很可能在有限的时间内对电极内电解质中已经存在的锂离子进行快速充电。这种非稳态扩散可以持续到Li+离子耗尽并且它们的供应受到电池横截面积的限制。

这种传质限制的发生是因为 Li+ 的传质数小于 1。虽然 Li+ 离子在电解质中携带一小部分电流，但它们在电极上携带 100% 的电流；因此，阳极附近发生 Li+ 耗尽，导致扩散限制电流。任何超过限制电流的尝试都会导致溶剂分解、加热和电池劣化。

所以不同材质的电池会有不同的倍率，典型的三元锂电池C倍率是1C，18650电池最大C倍率可以达到10C。典型的LiFePO4锂电池C倍率是1C，LiFePO4方形电池最大C倍率可以达到3C。

电池 C 额定值表

下图显示了不同电池的C额定值及其放电时间。在计算它们时，电池C额定值应使用与相同能量相同的计算方法。

电池 C 额定值表

对于大多数 锂电池，下图为不同C倍率下的放电曲线。

不同电池C等级下的电池放电曲线

对于大多数铅酸电池来说，我们应该知道，即使是同一种电池，不同电池C额定值下的电池容量也是不同的。 为了获得相当好的容量读数，铅酸电池制造商通常以 20 小时（非常低的 0.05C）对铅酸电池进行评级。 

如何计算电池的C额定值？

电池的 C 额定值由充电和放电时间决定。

C倍率对于任何电池来说都是一个重要的信息或数据，如果可充电电池可以在该C倍率下放电，100Ah的电池将提供大约100A，那么电池的放电倍率就是1C。如果电池只能提供50A左右的最大放电电流，那么电池的放电倍率就是50A/100Ah=0.5C。

C-rate (C) = 充电或放电电流，单位为安培 (A) / 电池的额定容量 (Ah)

因此，计算 C 额定值对于任何电池用户都很重要，可用于通过以下方式导出输出电流、功率和能量：

Cr = I/Er

Er = 储存的额定能量，单位为 Ah

I = 充电/放电电流（A）

Cr = 电池的 C 倍率

t = 充电/放电持续时间

计算充电和放电时间

t = Er / I

100Ah锂电池C倍率示例

对于同样的 100Ah锂电池,

1C表示可提供100Ah*1C=100A放电电流。

1C表示100Ah/100A=1小时放电时间。

表示负载电流100A时电池可使用60分钟（1小时）.

2C表示可提供100Ah*2C=200A放电电流。

2C表示200Ah/100A=0.5小时放电时间可以。

表示负载电流200A时电池可使用30分钟（0.5小时）.

0.5C表示可提供100Ah*0.5C=50A放电电流。

0.5C表示100Ah/50A=2小时放电时间。

表示负载电流50A时电池可使用120分钟（2小时）.

有时，分析仪容量读数以标称额定值的百分比给出。例如，如果 1000mAh 电池可以提供此电流约 60 分钟，则读取 100%。但是，如果电池在截止点之前仅持续半小时，则显示值为 50%。有时全新的电池可以提供超过 100% 的容量。可以使用分析仪对电池进行放电，分析仪允许您设置您最喜欢的 C 速率。如果电池以较低的放电率放电，它将显示较高的读数，反之亦然。但是，您应该注意不同C倍率下电池分析仪容量读数的差异，这与电池的内阻有关。

C等级对锂离子电池有何影响？

经过上述计算，我们知道电池的 C 额定值越高，能量逸出电池为应用供电的速度就越快。任何电池的 C 额定值取决于其应用。由于一些电子设备需要大量的电源，因此需要高C等级的电池，例如摩托车启动器，您只需要几秒钟即可快速为电机供电。但对于某些应用，放电时间只需要低 C 等级，例如太阳能灯，您希望它们供电整个晚上或几个晚上。

我的电池的 C 等级是多少？

您通常会在电池标签和电池数据表上找到电池的 C 倍率。不同的电池化学成分有时会显示不同的电池 C 倍率。

一般来说，

磷酸铁锂电池的放电倍率通常为1C

NCM 电池的放电倍率通常为 3C

铅酸电池的放电率通常非常低，通常为 0.05C 或 20 小时率。

如果您在标签或数据表上找不到电池 C 额定值，我们建议您直接联系电池制造商。

综上所述

C倍率是用来标识锂离子电池在不同条件下的电流值/放电时间的单位。由于您已经清楚地了解了 C 等级是什么以及它在电池中代表什么，因此您需要将其包含在您的下一次电池选择中，以便充分利用您所选择的电池。