电池放电是指电池释放储存的能量来为设备或系统供电的过程。为了在工业运营中获得最佳的电池性能，您必须了解有关放电的基础知识。正确的电池放电管理会直接影响循环寿命，LiFePO4 电池在 2000C 倍率下最多可支持 25 次循环，而更高的放电倍率会使循环寿命缩短一半。下表重点介绍了电池化学成分如何影响放电能力和循环寿命，这对您的业务应用至关重要。
电池化学
能量密度（瓦时/升）
循环寿命（循环）
峰值放电率 (C)
常见工业应用
LiFePO4
300-350
2000-6000
40-50
工业、医疗、军事备用、电网稳定
锂聚合物
250-750
1000-2000
10
消费类电子产品
镍金属氢化物（NiMH）
140-300
2000
10-20
混合动力电动汽车、电动工具
阀控铅酸蓄电池
80-90
300
> 50
汽车、越野车、一般工业
关键精华
通过控制放电率、放电深度和温度来谨慎管理电池放电，以延长电池寿命并确保安全。
使用部分放电循环而不是完整循环，可将电池寿命延长 38% 并减少性能下降。
选择正确的电池放电测试方法，并使用电池管理系统持续监控电池，以保持性能并防止故障。
第 1 部分：放电基础知识
1.1 电池放电过程
您需要了解有关放电的基础知识，以便在商业和工业环境中有效地管理锂电池组。当您将负载连接到电池时，电池放电过程就开始了。电子从负极通过外部电路流向正极，为您的设备供电。在电池内部，锂离子通过电解质从阳极移动到阴极。电子和离子的这种运动将电池储存的化学能转化为电能。
实验研究证实了这些原理。科学家们测量了 使用恒电位仪测量放电极化曲线，展示了电池放电时电压的变化。中子透射等先进成像技术可以追踪电池内部锂离子的运动。这些研究表明，离子传输并不总是均匀的，尤其是在厚电极中，并且电子运动取决于充电状态。仿真模型现在与这些实验结果相吻合，为工业应用中的电池放电管理提供了可靠的基础。
技术资源，例如电池大学的放电指南，解释了放电行为会随着不同的充电速率和放电深度而变化。移除负载后，电压通常会略有恢复，因此必须遵守放电终止电压阈值以保护电池健康。 Springer 锂离子电池系统手册 定义了活性材料、电极和电解质的作用，这些对于理解锂电池组放电的基础知识至关重要。
提示： 始终监控电池系统的放电终止电压。超过安全限值可能会造成不可逆转的损坏并缩短电池寿命。
1.2 充放电循环
充放电周期描述了电池在一段时间内的使用和充电方式。每个周期由一次完全放电和一次完全充电组成。在实际的业务运营中，您经常会使用部分循环，即电池在充电前仅进行部分放电。完全循环和部分循环都会影响电池的使用寿命，但影响程度不同。
工业锂离子电池组的统计研究表明，动态循环（使用部分放电和休息时间）与恒定全循环相比，可将电池寿命延长高达 38%。在一项为期 24 个月的 92 个商用电池研究中，经过动态循环的电池保持了更高的健康状态 (SOH)，且性能下降速度更慢。当放电深度超过 85% 时，负极的容量下降速度更快，而正极则保持更稳定。这些发现凸显了管理充放电循环对于最大限度地提高电池性能和降低更换成本的重要性。
骑行协议
描述
对电池寿命的影响
全周期
100% 放电并充电
寿命更短，SOH下降更快
部分周期
低于 100% 的电量放电和充电
寿命延长高达 38%，SOH 下降速度更慢
注： 在电池管理策略中采用部分循环协议可以显著延长锂电池组的使用寿命。
1.3 排放的关键因素
在 B2B 场景中，有几个关键因素会影响电池放电性能。您必须密切关注放电速率、放电深度和温度，以确保最佳运行和安全。
放电率： 电池的放电速率（以放电倍率衡量）直接影响电池容量和发热。高放电倍率会导致 容量损失高达 71.59%，电池温度升高超过 44°C。这些热量会降低电池材料的品质并降低安全裕度。
放电深度： 此指标衡量的是充电前电池已用掉多少总容量。频繁深度放电（高放电深度）会加速电池老化并缩短循环寿命。例如，超过 85% 的放电深度会导致负极性能下降得更快。
温度： 低温会增加内阻并降低容量，而高温会提高离子活性，但可能会损坏电池组件。您应该密切监测电池温度，尤其是在高倍率放电期间。
参数
对电池放电性能的影响
放电率
较高的速率会降低容量并增加热量；最佳速率可以保持电池健康。
放电深度
深度放电会缩短循环寿命；部分放电会延长电池寿命。
温度
低温会降低容量；高温会导致材料降解和安全问题。
内部阻力
随着低温和高放电率而增加；影响健康状态和充电状态估计。
在商业应用中，您还必须考虑备用电池的数量、充电器的数量以及充电策略。系统动力学建模可帮助您平衡投资和运营成本，确保您在不过度消耗资源的情况下满足需求。
对于高级电池管理，考虑集成电池管理系统 (BMS) 来实时监控健康状态、充电状态和温度。
如果您想针对工业、医疗或基础设施应用优化电池放电策略，我们的团队提供 定制咨询 帮助您取得最佳结果。
第 2 部分：电池放电测试和管理
2.1 电池放电测试方法
您需要选择正确的电池放电测试方法，以确保您的锂电池组符合性能和安全标准。最常见的方法包括恒电阻、恒电流和恒功率放电测试。每种方法都能提供对不同负载条件下电池行为的独特见解。
恒定电阻测试：在电池端子上连接一个固定电阻。电流随电压下降而减小。此方法模拟真实世界中的负载，例如照明或加热元件。
恒流测试：从电池中汲取稳定电流，直到达到截止电压。这种方法广泛应用于锂电池组 产业 和 医生 应用程序，因为它提供一致、可重复的结果。
恒功率测试：通过随着电压变化调节电流来保持恒定的功率输出。这种方法可以满足电动汽车和备用电源系统等设备的需求。
测试方法
描述
典型应用
提供的关键见解
恒定电阻
固定电阻负载，电流随时间减小
照明、供暖、简单电子设备
真实负载模拟
恒流
稳定电流消耗直至截止电压
工业、医疗、机器人、电动汽车
容量、循环寿命、安全性
恒功率
功率输出保持恒定
电动汽车、UPS、电网存储
负载下的性能
全球电池充放电测试设备市场正在快速扩张，1.2 年市场价值达 2024 亿美元，预计到 3.5 年将达到 2033 亿美元。这一增长反映了电动汽车、可再生能源和工业领域对可靠锂离子电池解决方案日益增长的需求。物联网和人工智能等工业 4.0 技术正在提升测试设备的效率和数据分析能力。这些进步有助于您评估电池放电性能、容量和安全性，确保您的电池组符合严格的质量标准。
先进的统计模型，例如 统计容量衰减（SCF）模型使用部分生命周期数据来预测电池寿命和可靠性。这些模型考虑了电池健康状态、充电状态和电池变异性，为您选择合适的电池放电测试方法和优化电池组配置提供了科学依据。
提示： 务必选择与您的应用负载曲线相匹配的测试方法。对于关键系统，应结合多种测试方法，以全面了解电池放电特性。
2.2 排放安全监测
电池放电期间的持续监控对于安全性和运行可靠性至关重要。您应该使用先进的电池监控系统，跟踪电池级的电压、温度和内阻。这些系统可以检测故障和热失控的早期迹象，从而防止锂电池组发生灾难性故障。
现代监控设备种类繁多，从基本的电压和温度传感器到复杂的电池级系统，应有尽有。这些先进的系统可以实时测量单个电池的电压、阻抗和温度。通过监控这些参数，您可以识别异常趋势，例如多电池单元的欧姆值增加 30%，或单电池单元的欧姆值增加 50%。这些阈值指示电池寿命终止，并帮助您预测电池放电期间的容量损失或故障风险。
统计数据表明，持续监控可以减少人工维护，降低人员事故风险。收集的数据可用于趋势分析和基于人工智能的故障预测，从而进一步提升安全性。例如，监控电池温度可以让您在热失控达到危险水平之前检测到，从而降低火灾或爆炸的风险。
注： 整合一个 电池管理系统 (BMS) 放入您的锂电池组中，以实现自动监控并提高安全性。
2.3 电池放电的最佳实践
遵循经过验证的电池放电管理最佳实践，您可以最大限度地提高电池性能和使用寿命。这些实践有助于避免深度放电，保持最佳性能并降低运营成本。
对于一般深循环电池，请将放电深度 (DOD) 保持在 30% 以下，以延长使用寿命。
对于可再生能源系统中的铅酸电池，系统尺寸不应超过 DOD 的 50%，最好为 30%。
工业半牵引深循环富液电池、AGM 电池和 GEL 电池的放电深度不应超过 80%。
避免超过 80% DOD 的连续放电，因为这会造成不可逆转的损害。
请勿让电池长时间处于深度放电状态。
每次使用后对电池进行充电以延长使用寿命。
定期对充满电的电池进行均衡充电，以保持其健康。
认识到能够充电但无法支持负载的电池很可能已经达到使用寿命。
最佳实践
建议操作
好处
浅 DOD (<30%)
极限排放深度
延长电池寿命
避免深度放电（>80% DOD）
深度放电前请充电
防止损坏
定期监控
使用BMS及监控设备
早期故障检测，安全
及时充电
每次使用后充电
保持容量，延长使用寿命
均衡充电（富液型）
定期执行
平衡细胞，防止硫酸化
来自工业和商业领域的案例研究证实了这些做法的价值。设施控制的电池调度可以实现 财务节省高达 8.7 倍 与公用事业公司控制的调度相比。在马来西亚，工业用户通过优化电池放电策略降低了其平准化能源成本。东南亚和夏威夷的研究表明，将电池与太阳能相结合并采用量身定制的调度策略可以提高经济可行性和电网效益。斯坦福大学的研究表明，用户侧储能模型所需的政策干预较少，使其成为工业部署的理想选择。
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掌握电池放电基础知识，可以确保安全并最大程度延长电池寿命。妥善的管理有助于业务增长和可持续发展。下表重点介绍了为什么在工业应用中必须优先考虑锂电池组的放电策略。
米制
业务影响
BMS 市场复合年增长率 >10%
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80% 容量阈值
触发电池报废或二次利用
250,000年，2025万吨EoL
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常见问题
1.工业应用中锂电池组的理想放电深度是多少？
对于大多数锂电池组，应将放电深度保持在 80% 以下。这种做法可以延长电池组的循环寿命，并提高其在工业环境中的运行可靠性。
2. 锂电池系统多久进行一次电池放电测试？
每六个月安排一次电池放电测试。定期测试有助于您发现电池性能下降的早期迹象，并维护电池系统的安全。
3. 为什么要咨询 Large Power 用于电池放电管理？
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