锂离子电池运行安全范围及充放电效率

锂离子单体电池的安全运行范围受电流、温度和电压的影响。一旦超过电压阈值，电池可能会迅速受损，严重情况下甚至可能发生爆炸。

大多数锂离子单体电池在低于电压阈值时继续放电可能会导致损坏。如果锂离子单体电池在特定温度范围之外放电或在比较小的温度范围内充电，将严重损害电池的寿命。

在允许温度范围之外长时间工作的锂离子单体电池可能会出现热失控和自燃现象，即使是不容易发生热失控的电池，其有机电解质也可能助燃。

锂离子单体电池的寿命受到大电流放电或快速充电的损害。在高脉冲电流下工作几秒就可能导致电池损坏。这些限制值会随着电池的化学成分不同而变化。

例如，标准锂离子单体电池（LiC2）即使在相对较低的温度下工作也可能发生热失控，而对于LiFePO4锂离子单体电池，即使在恶劣的温度条件下工作也不会发生热失控。

锂离子电池的最低安全放电电压通常在2.5至2.7伏特之间，一旦电池电压降至这个水平，建议停止使用并进行充电，以防止对电池性能和安全的损害。

从充电的角度来看，锂离子单体电池的效率实际上可以达到100%（只要充放电循环在可以忽略自放电的短时间内完成）。基本上，如果不考虑充放电速率，在单体电池充满的过程中进入的电子能够在放电的过程中完全释放。

由于放电过程中单体电池的电压低于充电过程中的电压，因此尽管充放电的电荷量相等，但放电释放的能量要少于充电存储的能量。

当单体电池电压低于特定水平时，放电将停止。这时单体电池并没有完全放电，可以通过采用较低的放电电流释放单体电池中的剩余电荷。

例如，可以采用与截止电压相等的恒压条件对单体电池进行放电。在不考虑单体电池放电速率的情况下，当放电电流降至零时，单体电池释放的全部电荷量基本上等于充电时存储在单体电池内的电荷量（无论单体电池开始放电时电流大还是小，最终都会以小电流放电终止）。

当然，在许多电池应用中（例如后备电源），负载需要在大电流下工作，这导致单体电池无法完全释放部分电荷。在这种情况下，单体电池内部的电荷能够在较小电流下完全释放只是纯理论的观点。

某些电池应用也具有一定的灵活性，例如，电动汽车在载客模式下可以以较低的转矩运行，使驾驶人能够低速泊车。在这种情况下，单体电池中的电荷能够得到全部释放。

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