使用归一化累积电荷吞吐量，而不是原始循环次数。 使用总比电荷转移量（Total Specific Charge Transferred，TSCT）标准化寿命循环，其计算方式为整个寿命期间转移的总电荷除以电池的标称容量。将其报告为无量纲的等效完整循环值——例如，一个 2 Ah 电池转移了 1,000 Ah 电荷，相当于 500 次等效完整循环；如果项目使用“emery”一词，应明确规定该单位，因为它并不是广泛认可的 SI 单位或电池行业标准。
核心要点：TSCT 可以使标称容量不同、放电深度曲线不同的电池实现直接可比。应根据实际积分得到的电荷吞吐量进行计算，同时单独记录循环协议、温度、电压限制、C 倍率，以及“吞吐量”是指仅充电还是充电加放电。
为什么仅靠循环次数是不够的
一次循环并不总是代表相同的工作量
在 20% 至 80% 荷电状态之间循环的电池经历了 60% 的 SoC 摆幅，而在 0% 至 100% 之间循环的电池经历了 100% 的摆幅。将两者都视为一次等效循环，会掩盖实际的电化学工作量。
比较标称容量不同的电池时也存在同样的问题。一个 4 Ah 电池在每次完整循环中转移的电荷多于一个 1 Ah 电池，尽管两者都会被记录为一次循环。
将吞吐量归一化为标称容量
TSCT 通过将寿命期间转移的电荷表示为相对于标称容量的数值，消除了电池尺寸的影响：
[ \text{TSCT}=\frac{Q_{\text{lifetime}}}{Q_{\text{nominal}}} ]
其中：
- (Q_{\text{lifetime}}) 是规定测试期间转移的累积电荷，单位为 Ah。
- (Q_{\text{nominal}}) 是电池的标称容量，单位为 Ah。
对于一个累积转移 1,000 Ah 电荷的 2 Ah 电池：
[ \text{TSCT}=\frac{1{,}000\ \text{Ah}}{2\ \text{Ah}}=500 ]
这意味着该电池处理了500 个标称容量等效量的电荷。
如何正确计算 TSCT
使用实际积分得到的电荷
对于每个充电阶段，记录电流随时间的变化并进行积分：
[ Q_{\text{charge}}=\int |I(t)|,dt ]
然后将所有已完成循环或测试时间段内转移的电荷相加：
[ Q_{\text{lifetime}}=\sum_{i=1}^{n} Q_{\text{charge},i} ]
将该总量除以用于比较的电池标称容量。
考虑部分深度循环
如果每次循环使用相同的 SoC 范围，则 TSCT 可以近似计算为：
[ \text{TSCT}\approx \Delta\text{SoC}\times N ]
例如，在 SoC 摆幅为 80% 的情况下进行 800 次循环，约为：
[ 0.8\times800=640 ]
但是，当放电深度发生变化时，应分别计算每次循环：
[ \text{TSCT}=\sum_{i=1}^{n}\Delta\text{SoC}_i ]
与使用单一平均放电深度乘以循环次数相比，这种方法更加准确。
定义仅充电吞吐量与双向吞吐量
“总电荷吞吐量”可能表示：
- 仅充电吞吐量：充电期间累积接受的 Ah。
- 双向吞吐量：充电期间累积接受的 Ah 加上放电期间累积输出的 Ah。
这两种约定对于不同目的都有效，但不能混用。实验室应选择一种约定，在测试方法中予以说明，并在可能产生歧义时分别报告这两个组成部分。
确保测量具有可重复性
一致地确定标称容量
标称容量必须来自规定的参考测试，而不是不受控制的首次循环或人为抬高的结果。对于所有待比较的电池，应使用相同的电流倍率、电压限制、温度、静置时间和终止条件。
即使电池实测容量随后发生衰减，标称容量仍应作为归一化参考值。
控制循环曲线
至少报告以下参数：
- 充电和放电 C 倍率
- 上限和下限电压
- SoC 或放电深度范围
- 静置时间
- 温度和热控制限制
- 终止条件
- 容量保持率失效标准
- 计算是否包括充电、放电或两者
可编程高精度电池测试仪应连续记录电流、电压、时间、温度和循环状态。
使用热控制和安全限制
温度会显著影响表观容量、衰减速率和充电接受能力。因此，测试应采用受控的热条件，并在整个实验过程中记录电池温度。
热截止和其他保护限制是必不可少的，但其数值应根据具体的化学体系、电池设计和测试标准进行选择。在没有制造商或安全数据支持的情况下，不应将约 60°C 之类的通用截止温度视为普遍适用。
避免激进或不受控的充电
过充可能产生异常热量、暂时提高测得的容量，并加速衰减。这会使所得 TSCT 产生误导，因为测试不再比较正常的可用寿命。
在电池化学体系和测试目标支持的情况下，多阶段充电曲线可能很有用。例如，可以先进行较快的恒流充电阶段，再进行较低倍率的补充充电阶段；但终止条件应基于经过验证的电压、电流、温度和安全标准，而不是对所有电池类型都采用通用流程。
如何报告结果
同时报告归一化值和原始值
一份可靠的结果应包括：
- 以 Ah 为单位的标称容量
- 以 Ah 为单位的累积电荷吞吐量
- TSCT 或等效完整循环数
- 日历循环次数和已完成循环次数
- SoC 范围或放电深度曲线
- 容量保持率终点
- 测试温度
- 充电和放电倍率
- 电压限制
- 吞吐量约定
例如：
电池 A 达到 720 TSCT；在 25°C、20% 至 90% SoC 范围下，对于标称容量为 2 Ah 的电池，这相当于 1,440 Ah 的仅充电吞吐量。
这比仅说明电池经受了 1,000 次循环更有信息量。
在协议中定义术语
如果实验室采用TSCT或项目专用单位（例如“emery”），应在协议中包含数学定义、单位、电流方向范围以及归一化容量。
由于“emery”不是广泛标准化的电池指标，最稳妥的做法是同时报告基础数值——Ah、标称 Ah 以及所得无量纲比值——并列出任何本地术语。
了解其中的权衡
TSCT 改善了可比性，但无法消除所有变量
两个电池可能达到相同的 TSCT，但经历了不同的电压范围、温度、倍率、日历老化或机械应力。TSCT 只对电荷工作量进行归一化，并不能完全统一衰减条件。
因此，应将其与容量保持率、能量效率、阻抗增长、温度特性和失效模式分析结合使用。
电荷吞吐量不等同于能量吞吐量
基于 Ah 的 TSCT 将每个安时视为相等，而不考虑电压。如果研究问题涉及输出能量、热负荷或系统级效率，还应报告瓦时：
[ E=\int V(t)I(t),dt ]
电荷吞吐量适合比较电化学电荷处理量，而能量吞吐量可能更适用于应用场景和电池包经济性分析。
协议变更可能使直接比较失效
改变 SoC 范围、C 倍率、温度、电压截止值或静置时间，都会改变施加于电池的应力。除非明确分析协议差异，否则不应仅依据 TSCT 对不同协议的结果进行排序。
只有在测量条件实现标准化或进行了明确分层时，标准化指标才有意义。
根据目标做出正确选择
使用 TSCT 作为共同基准，同时报告正确解读该指标所需的测试条件。
- 如果主要关注与容量无关的循环寿命比较：报告 TSCT，即累积电荷吞吐量除以标称容量，并注明 SoC 范围和容量保持率终点。
- 如果主要关注可重复的实验室筛选：使用可编程电池测试仪、受控温度、经过验证的电压和电流限制，以及连续数据记录。
- 如果主要关注跨实验室数据交换：优先使用无量纲等效完整循环数和 Ah/Ah，并明确规定任何项目专用术语，例如“emery”。
- 如果主要关注应用或电池包性能：将 TSCT 与能量吞吐量、效率、阻抗增长、温度和失效模式一起报告。
- 如果主要关注加速测试：应在合理设计的测试方案内控制加速倍率或温度；未经说明，不要将其 TSCT 与标准条件下的结果直接比较。
定义清晰的 TSCT 协议可以将不一致的循环次数转化为可比较的电池累积电化学工作量指标。
总结表：
| 特征 | 循环次数 | TSCT（总比电荷转移量） |
|---|---|---|
| 基础 | 循环次数 | 累积电荷 / 标称容量 |
| 放电深度 | 忽略 | 包含 |
| 电池容量 | 忽略 | 已归一化 |
| 可比性 | 低 | 高 |
| 示例 | 电池 A：1000 次循环 | 电池 A：500（对于 2Ah 电池，1000Ah） |
使用 KINTEK 的高精度电池测试仪和热控制系统提升电池测试水平。立即联系我们，标准化您的测试协议并获得可靠、可比较的结果。联系我们，获取定制解决方案。