一、發(fā)展及分類(lèi)“鋰電池”,是一類(lèi)由鋰金屬或鋰合金為正/負極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。
鋰電池最早期應用在心臟起搏器中。鋰電池的自放電率極低,放電電壓平緩等優(yōu)點(diǎn),使得植入人體的起搏器能夠長(cháng)期運作而不用重新充電。
鋰電池一般有高于3.0伏的標稱(chēng)電壓,更適合作集成電路電源。二氧化錳電池,就廣泛用于計算器,數碼相機、手表中。
為了開(kāi)發(fā)出性能更優(yōu)異的品種,人們對各種材料進(jìn)行了研究,從而制造出前所未有的產(chǎn)品。1912年鋰金屬電池最早由Gilbert N. Lewis提出并研究。
20世紀70年代時(shí),M. S. Whittingham提出并開(kāi)始研究鋰離子電池。1992年Sony成功開(kāi)發(fā)鋰離子電池。
它的實(shí)用化,使人們的移動(dòng)電話(huà)、筆記本、計算器等攜帶型電子設備的重量和體積大大減小。由于鋰金屬的化學(xué)特性非常活潑,使得鋰金屬的加工、保存、使用,對環(huán)境要求非常高。
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,鋰電池已經(jīng)成為了主流。鋰電池大致可分為兩類(lèi):鋰金屬電池和鋰離子電池。
鋰離子電池不含有金屬態(tài)的鋰,并且是可以充電的。可充電電池的第五代產(chǎn)品鋰金屬電池在1996年誕生,其安全性、比容量、自放電率和性能價(jià)格比均優(yōu)于鋰離子電池。
由于其自身的高技術(shù)要求限制,只有少數幾個(gè)國家的公司在生產(chǎn)這種鋰金屬電池。二、工作原理1. 鋰金屬電池一般是使用二氧化錳為正極材料、金屬鋰或其合金金屬為負極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。
放電反應:Li+MnO2=LiMnO2 2.鋰離子電池:鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負極材料、使用非水電解質(zhì)的電池。充電正極上發(fā)生的反應為L(cháng)iCoO2=Li(1-x)CoO2+xLi++xe-(電子)充電負極上發(fā)生的反應為6C+xLi++xe- = LixC6充電電池總反應:LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6三、特征高能量密度鋰離子電池的重量是相同容量的鎳鎘或鎳氫電池的一半,體積是鎳鎘的20-30%,鎳氫的35-50%。
高電壓一個(gè)鋰離子電池單體的工作電壓為3.7V(平均值),相當于三個(gè)串聯(lián)的鎳鎘或鎳氫電池。無(wú)污染鋰離子電池不含有諸如鎘、鉛、汞之類(lèi)的有害金屬物質(zhì)。
不含金屬鋰鋰離子電池不含金屬鋰,因而不受飛機運輸關(guān)于禁止在客機攜帶鋰電池等規定的限制。循環(huán)壽命高在正常條件下,鋰離子電池的充放電周期可超過(guò)500次,磷酸亞鐵鋰則可以達到2000次。
無(wú)記憶效應記憶效應是指鎳鎘電池在充放電循環(huán)過(guò)程中,電池的容量減少的現象。鋰離子電池不存在這種效應。
快速充電使用額定電壓為4.2V的恒流恒壓充電器,可以使鋰離子電池在1.5-2.5個(gè)小時(shí)內就充滿(mǎn)電;而新開(kāi)發(fā)的磷鐵鋰電池,已經(jīng)可以在35分鐘內充滿(mǎn)電。三、優(yōu)缺點(diǎn)分析1.優(yōu)點(diǎn)(1)能量比較高。
具有高儲存能量密度,已達到460-600Wh/kg,是鉛酸電池的約6-7倍;(2)使用壽命長(cháng),使用壽命可達到6年以上,磷酸亞鐵鋰為正極的電池1C(100%DOD)充放電,有可以使用10,000次的記錄;(3)額定電壓高(單體工作電壓為3.7V或3.2V),約等于3只鎳鎘或鎳氫充電電池的串聯(lián)電壓,便于組成電池電源組;鋰電池可以通過(guò)一種新型的鋰電池調壓器的技術(shù),將電壓調至3.0V,以適合小電器的使用。(4)具備高功率承受力,其中電動(dòng)汽車(chē)用的磷酸亞鐵鋰鋰離子電池可以達到15-30C充放電的能力,便于高強度的啟動(dòng)加速;(5)自放電率很低,這是該電池最突出的優(yōu)越性之一,一般可做到1%/月以下,不到鎳氫電池的1/20;(6)重量輕,相同體積下重量約為鉛酸產(chǎn)品的1/6-1/5;(7)高低溫適應性強,可以在-20℃--60℃的環(huán)境下使用,經(jīng)過(guò)工藝上的處理,可以在-45℃環(huán)境下使用;(8)綠色環(huán)保,不論生產(chǎn)、使用和報廢,都不含有、也不產(chǎn)生任何鉛、汞、鎘等有毒有害重金屬元素和物質(zhì)。
(9)生產(chǎn)基本不消耗水,對缺水的我國來(lái)說(shuō),十分有利。比能量指的是單位重量或單位體積的能量。
比能量用Wh/kg或Wh/L來(lái)表示。Wh是能量的單位,W是瓦、h是小時(shí);kg是千克(重量單位),L是升(體積單位)。
2.缺點(diǎn)1.鋰原電池均存在安全性差,有發(fā)生爆炸的危險。2.鈷酸鋰的鋰離子電池不能大電流放電,價(jià)格昂貴,安全性較差。
3.鋰離子電池均需保護線(xiàn)路,防止電池被過(guò)充過(guò)放電。4.生產(chǎn)要求條件高,成本高。
5.使用條件有限制,高低溫使用危險大。
一、發(fā)展及分類(lèi) “鋰電池”,是一類(lèi)由鋰金屬或鋰合金為正/負極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。
鋰電池最早期應用在心臟起搏器中。鋰電池的自放電率極低,放電電壓平緩等優(yōu)點(diǎn),使得植入人體的起搏器能夠長(cháng)期運作而不用重新充電。
鋰電池一般有高于3.0伏的標稱(chēng)電壓,更適合作集成電路電源。二氧化錳電池,就廣泛用于計算器,數碼相機、手表中。
為了開(kāi)發(fā)出性能更優(yōu)異的品種,人們對各種材料進(jìn)行了研究,從而制造出前所未有的產(chǎn)品。1912年鋰金屬電池最早由Gilbert N. Lewis提出并研究。
20世紀70年代時(shí),M. S. Whittingham提出并開(kāi)始研究鋰離子電池。1992年Sony成功開(kāi)發(fā)鋰離子電池。
它的實(shí)用化,使人們的移動(dòng)電話(huà)、筆記本、計算器等攜帶型電子設備的重量和體積大大減小。由于鋰金屬的化學(xué)特性非常活潑,使得鋰金屬的加工、保存、使用,對環(huán)境要求非常高。
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,鋰電池已經(jīng)成為了主流。鋰電池大致可分為兩類(lèi):鋰金屬電池和鋰離子電池。
鋰離子電池不含有金屬態(tài)的鋰,并且是可以充電的。可充電電池的第五代產(chǎn)品鋰金屬電池在1996年誕生,其安全性、比容量、自放電率和性能價(jià)格比均優(yōu)于鋰離子電池。
由于其自身的高技術(shù)要求限制,只有少數幾個(gè)國家的公司在生產(chǎn)這種鋰金屬電池。二、工作原理1. 鋰金屬電池 一般是使用二氧化錳為正極材料、金屬鋰或其合金金屬為負極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。
放電反應:Li+MnO2=LiMnO2 2.鋰離子電池:鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負極材料、使用非水電解質(zhì)的電池。充電正極上發(fā)生的反應為 LiCoO2=Li(1-x)CoO2+xLi++xe-(電子) 充電負極上發(fā)生的反應為6C+xLi++xe- = LixC6 充電電池總反應:LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6 三、特征 高能量密度鋰離子電池的重量是相同容量的鎳鎘或鎳氫電池的一半,體積是鎳鎘的20-30%,鎳氫的35-50%。
高電壓一個(gè)鋰離子電池單體的工作電壓為3.7V(平均值),相當于三個(gè)串聯(lián)的鎳鎘或鎳氫電池。無(wú)污染鋰離子電池不含有諸如鎘、鉛、汞之類(lèi)的有害金屬物質(zhì)。
不含金屬鋰鋰離子電池不含金屬鋰,因而不受飛機運輸關(guān)于禁止在客機攜帶鋰電池等規定的限制。循環(huán)壽命高在正常條件下,鋰離子電池的充放電周期可超過(guò)500次,磷酸亞鐵鋰則可以達到2000次。
無(wú)記憶效應記憶效應是指鎳鎘電池在充放電循環(huán)過(guò)程中,電池的容量減少的現象。鋰離子電池不存在這種效應。
快速充電使用額定電壓為4.2V的恒流恒壓充電器,可以使鋰離子電池在1.5-2.5個(gè)小時(shí)內就充滿(mǎn)電;而新開(kāi)發(fā)的磷鐵鋰電池,已經(jīng)可以在35分鐘內充滿(mǎn)電。三、優(yōu)缺點(diǎn)分析1.優(yōu)點(diǎn) (1)能量比較高。
具有高儲存能量密度,已達到460-600Wh/kg,是鉛酸電池的約6-7倍;(2)使用壽命長(cháng),使用壽命可達到6年以上,磷酸亞鐵鋰為正極的電池1C(100%DOD)充放電,有可以使用10,000次的記錄;(3)額定電壓高(單體工作電壓為3.7V或3.2V),約等于3只鎳鎘或鎳氫充電電池的串聯(lián)電壓,便于組成電池電源組;鋰電池可以通過(guò)一種新型的鋰電池調壓器的技術(shù),將電壓調至3.0V,以適合小電器的使用。(4)具備高功率承受力,其中電動(dòng)汽車(chē)用的磷酸亞鐵鋰鋰離子電池可以達到15-30C充放電的能力,便于高強度的啟動(dòng)加速;(5)自放電率很低,這是該電池最突出的優(yōu)越性之一,一般可做到1%/月以下,不到鎳氫電池的1/20;(6)重量輕,相同體積下重量約為鉛酸產(chǎn)品的1/6-1/5;(7)高低溫適應性強,可以在-20℃--60℃的環(huán)境下使用,經(jīng)過(guò)工藝上的處理,可以在-45℃環(huán)境下使用;(8)綠色環(huán)保,不論生產(chǎn)、使用和報廢,都不含有、也不產(chǎn)生任何鉛、汞、鎘等有毒有害重金屬元素和物質(zhì)。
(9)生產(chǎn)基本不消耗水,對缺水的我國來(lái)說(shuō),十分有利。比能量指的是單位重量或單位體積的能量。
比能量用Wh/kg或Wh/L來(lái)表示。Wh是能量的單位,W是瓦、h是小時(shí);kg是千克(重量單位),L是升(體積單位)。
2.缺點(diǎn)1.鋰原電池均存在安全性差,有發(fā)生爆炸的危險。2.鈷酸鋰的鋰離子電池不能大電流放電,價(jià)格昂貴,安全性較差。
3.鋰離子電池均需保護線(xiàn)路,防止電池被過(guò)充過(guò)放電。4.生產(chǎn)要求條件高,成本高。
5.使用條件有限制,高低溫使用危險大。
按照標準的時(shí)間和程序充電,即使是前三次也要如此進(jìn)行
“前三次充電要充12小時(shí)以上”的說(shuō)法,明顯是從鎳電池(如鎳鎘和鎳氫)延續下來(lái)的說(shuō)法。所以這種說(shuō)法,可以說(shuō)一開(kāi)始就是 誤傳。鋰電池和鎳電池的充放電特性有非常大的區別,而且可以非常明確的告訴大家,我所查閱過(guò)的所有嚴肅的正式技術(shù)資料都強調過(guò)充和過(guò)放電會(huì )對鋰電池、特別是液體鋰離子電池造成巨大的傷害。因而充電最好按照標準時(shí)間和標準方法充電,特別是不要進(jìn)行超過(guò)12個(gè)小時(shí)的超長(cháng)充電。
循環(huán)壽命 (10%DOD): >1000次
循環(huán)壽命 (100%DOD): >200次
其中DOD是放電深度的英文縮寫(xiě)
你需要充電以應付預計即將到來(lái)的會(huì )導致通訊繁忙的重要事件的時(shí)候,即使在電池尚有很多余電時(shí),那么你也只管提前充電,因為你并沒(méi)有真正損失“1”次充電循環(huán)壽命,也就是“0.x”次而已,而且往往這個(gè)x會(huì )很小。
和長(cháng)充電一樣流傳甚廣的一個(gè)說(shuō)法,就是“盡量把電池電量用完,用到自動(dòng)關(guān)機”。這其實(shí)是鎳電池的做法,目的是避免記憶效應發(fā)生,不幸的是它也在鋰電池上流傳之今。曾經(jīng)有人因為手機電池電量過(guò)低的警告出現后,仍然不充電繼續使用一直用到自動(dòng)關(guān)機的例子。結果這個(gè)例子中的手機在后來(lái)的充電及開(kāi)機中均無(wú)反應,不得不送客服檢修。這其實(shí)就是由于電池因過(guò)度放電而導致電壓過(guò)低,以至于不具備正常的充電和開(kāi)機條件造成的。
鋰離子電池的基本知識 便攜式電子產(chǎn)品以電池作為電源。
隨著(zhù)便攜式產(chǎn)品的迅猛發(fā)展,各種電池的用量大增,并且開(kāi)發(fā)出許多新型電池。除大家較熟悉的高性能堿性電池、可充電的鎳鎘電池、鎳氫電池外,還有近年來(lái)開(kāi)發(fā)的鋰電池。
這里主要介紹有關(guān)鋰電池的基本知識。這包括它的特性、主要參數、型號的意義、應用范圍及使用注意事項等。
鋰是一種金屬元素,其化學(xué)符號為L(cháng)i(其英文名為lithium),是一種銀白色、十分柔軟、化學(xué)性能活潑的金屬,在金屬中是最輕的。它除了應用于原子能工業(yè)外,可制造特種合金、特種玻璃(電視機上用的熒光屏玻璃)及鋰電池。
在鋰電池中它用作電池的陽(yáng)極。 鋰電池也分成兩大類(lèi):不可充電的及可充電的兩類(lèi)。
不可充電的電池稱(chēng)為一次性電池,它只能將化學(xué)能一次性地轉化為電能,不能將電能還原回化學(xué)能(或者還原性能極差)。而可充電的電池稱(chēng)為二次性電池(也稱(chēng)為蓄電池)。
它能將電能轉變成化學(xué)能儲存起來(lái),在使用時(shí),再將化學(xué)能轉換成電能,它是可逆的,如電能化學(xué)能鋰電池的主要特點(diǎn)。 鋰電池的最大特點(diǎn)是比能量高。
什么是比能量呢?比能量指的是單位重量或單位體積的能量。比能量用Wh/kg或Wh/L來(lái)表示。
Wh是能量的單位,W是瓦、h是小時(shí);kg是千克(重量單位),L是升(體積單位)。這里舉一個(gè)例來(lái)說(shuō)明:5號鎳鎘電池的額定電壓為1.2V,其容量為800mAh,則其能量為0.96Wh(12V*08Ah)。
同樣尺寸的5號鋰-二氧化錳電池的額定電壓為3V,其容量為1200mAh,則其能量為3.6Wh。這兩種電池的體積是相同的,則鋰-二氧化錳電池的比能量是鎳鎘電池的3.75倍! 一節5號鎳鎘電池約重23g,而一節5號鋰-二氧化錳電池約重18g。
一節鋰-二氧化錳電池為3V,而兩節鎳鎘電池才2.4V。所以采用鋰電池時(shí)電池數量少(使便攜式電子產(chǎn)品體積減小、重量減輕),并且電池的工作壽命長(cháng)。
另外鋰電池具有放電電壓穩定、工作溫度范圍寬、自放電率低、儲存壽命長(cháng)、無(wú)記憶效應及無(wú)公害等優(yōu)點(diǎn)。 鋰電池的缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴,所以目前尚不能普遍應用,主要應用于掌上計算機、PDA、通信設備、照相機、衛星、導彈、魚(yú)雷、儀器等。
隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展、工藝的改進(jìn)及生產(chǎn)量的增加,鋰電池的價(jià)格將會(huì )不斷地下降,應用上也會(huì )更普遍。 不可充電的鋰電池 不可充電的鋰電池有多種,目前常用的有鋰-二氧化錳電池、鋰—亞硫酰氯電池及鋰和其它化合物電池。
本文僅介紹最常用的。 1鋰-二氧化錳電池(LiMnO2) 鋰-二氧化錳電池是一種以鋰為陽(yáng)極、以二氧化錳為陰極,并采用有機電解液的一次性電池。
該電池的主要特點(diǎn)是電池電壓高,額定電壓為3V(是一般堿性電池的2倍);終止放電電壓為2V;比能量大(見(jiàn)上面舉的例子);放電電壓穩定可靠;有較好的儲存性能(儲存時(shí)間3年以上)、自放電率低(年自放電率≤2%);工作溫度范圍-20℃~+60℃。 該電池可以做成不同的外形以滿(mǎn)足不同要求,它有長(cháng)方形、圓柱形及紐扣形(扣式)。
圓柱形的也有不同的直徑及高度尺寸。上圖就是日本產(chǎn)萬(wàn)勝鋰-二氧化錳電池,3伏電壓,不可充電,單節體積15x40毫米。
可充電鋰離子電池 可充電鋰離子電池是目前手機中應用最廣泛的電池,但它較為“嬌氣”,在使用中不可過(guò)充、過(guò)放(會(huì )損壞電池或使之報廢)。因此,在電池上有保護元器件或保護電路以防止昂貴的電池損壞。
鋰離子電池充電要求很高,要保證終止電壓精度在1%之內,目前各大半導體器件廠(chǎng)已開(kāi)發(fā)出多種鋰離子電池充電的IC,以保證安全、可靠、快速地充電。 現在手機已十分普遍,手機中一部分是鎳氫電池,但靈巧型的手機則是鋰離子電池。
正確地使用鋰離子電池對延長(cháng)電池壽命是十分重要的。鋰離子電池是目前應用最為廣泛的鋰電池,它根據不同的電子產(chǎn)品的要求可以做成扁平長(cháng)方形、圓柱形、長(cháng)方形及扣式,并且有由幾個(gè)電池串聯(lián)在一起組成的電池組。
鋰離子電池的額定電壓為3.6V(有的產(chǎn)品為3.7V)。充滿(mǎn)電時(shí)的終止充電電壓與電池陽(yáng)極材料有關(guān):陽(yáng)極材料為石墨的4.2V;陽(yáng)極材料為焦炭的4.1V。
不同陽(yáng)極材料的內阻也不同,焦炭陽(yáng)極的內阻略大,其放電曲線(xiàn)也略有差別,如圖1所示。一般稱(chēng)為4.1V鋰離子電池及4.2V鋰離子電池。
現在使用的大部分是4.2V的,鋰離子電池的終止放電電壓為2.5V~2.75V(電池廠(chǎng)給出工作電壓范圍或給出終止放電電壓,各參數略有不同)。低于終止放電電壓繼續放電稱(chēng)為過(guò)放,過(guò)放對電池會(huì )有損害。
鋰離子電池不適合用作大電流放電,過(guò)大電流放電時(shí)會(huì )降低放電時(shí)間(內部會(huì )產(chǎn)生較高的溫度而損耗能量)。因此電池生產(chǎn)工廠(chǎng)給出最大放電電流,在使用中應小于最大放電電流。
鋰離子電池對溫度有一定要求,工廠(chǎng)給出了充電溫度范圍、放電溫度范圍及保存溫度范圍。 鋰離子電池對充電的要求是很高的,它要求精密的充電電路以保證充電的安全。
終止充電電壓精度允差為額定值的±1%(例如:充4.2V的鋰離子電池,其允差為±0.042V),過(guò)壓充電會(huì )造成鋰離子電池永久性損壞。鋰離子電池充電電流應根據電池生產(chǎn)廠(chǎng)的建議,并要求有限流電路以免發(fā)生過(guò)流(過(guò)熱)。
一般常用的充電率為0.25C~1C(C是電池的容量,如C=800mAh,1C。
鋰電池原理
鋰離子電池的正極材料通常有鋰的活性化合物組成,負極則是特殊分子結構的碳.常見(jiàn)的正極材料主要成分為 LiCoO2 ,充電時(shí),加在電池兩極的電勢迫使正極的化合物釋出鋰離子,嵌入負極分子排列呈片層結構的碳中.放電時(shí),鋰離子則從片層結構的碳中析出,重新和正極的化合物結合.鋰離子的移動(dòng)產(chǎn)生了電流.
化學(xué)反應原理雖然很簡(jiǎn)單,然而在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中,需要考慮的實(shí)際問(wèn)題要多得多:正極的材料需要添加劑來(lái)保持多次充放的活性,負極的材料需要在分子結構級去設計以容納更多的鋰離子;填充在正負極之間的電解液,除了保持穩定,還需要具有良好導電性,減小電池內阻.
雖然鋰離子電池很少有鎳鎘電池的記憶效應,記憶效應的原理是結晶化,在鋰電池中幾乎不會(huì )產(chǎn)生這種反應.但是,鋰離子電池在多次充放后容量仍然會(huì )下降,其原因是復雜而多樣的.主要是正負極材料本身的變化,從分子層面來(lái)看,正負極上容納鋰離子的空穴結構會(huì )逐漸塌陷、堵塞;從化學(xué)角度來(lái)看,是正負極材料活性鈍化,出現副反應生成穩定的其他化合物.物理上還會(huì )出現正極材料逐漸剝落等情況,總之最終降低了電池中可以自由在充放電過(guò)程中移動(dòng)的鋰離子數目.
過(guò)度充電和過(guò)度放電,將對鋰離子電池的正負極造成永久的損壞,從分子層面看,可以直觀(guān)的理解,過(guò)度放電將導致負極碳過(guò)度釋出鋰離子而使得其片層結構出現塌陷,過(guò)度充電將把太多的鋰離子硬塞進(jìn)負極碳結構里去,而使得其中一些鋰離子再也無(wú)法釋放出來(lái).這也是鋰離子電池為什么通常配有充放電的控制電路的原因.
不適合的溫度,將引發(fā)鋰離子電池內部其他化學(xué)反應生成我們不希望看到的化合物,所以在不少的鋰離子電池正負極之間設有保護性的溫控隔膜或電解質(zhì)添加劑.在電池升溫到一定的情況下,復合膜膜孔閉合或電解質(zhì)變性,電池內阻增大直到斷路,電池不再升溫,確保電池充電溫度正常.
而深充放能提升鋰離子電池的實(shí)際容量嗎?專(zhuān)家明確地告訴我,這是沒(méi)有意義的.他們甚至說(shuō),所謂使用前三次全充放的“激活”也同樣沒(méi)有什么必要.然而為什么很多人深充放以后 Battery Information 里標示容量會(huì )發(fā)生改變呢 ? 后面將會(huì )提到.
鋰離子電池一般都帶有管理芯片和充電控制芯片.其中管理芯片中有一系列的寄存器,存有容量、溫度、ID 、充電狀態(tài)、放電次數等數值.這些數值在使用中會(huì )逐漸變化.我個(gè)人認為,使用說(shuō)明中的“使用一個(gè)月左右應該全充放一次”的做法主要的作用應該就是修正這些寄存器里不當的值,使得電池的充電控制和標稱(chēng)容量吻合電池的實(shí)際情況.
充電控制芯片主要控制電池的充電過(guò)程.鋰離子電池的充電過(guò)程分為兩個(gè)階段,恒流快充階段(電池指示燈呈黃色時(shí))和恒壓電流遞減階段 ( 電池指示燈呈綠色閃爍.恒流快充階段,電池電壓逐步升高到電池的標準電壓,隨后在控制芯片下轉入恒壓階段,電壓不再升高以確保不會(huì )過(guò)充,電流則隨著(zhù)電池電量的上升逐步減弱到 0 ,而最終完成充電.
電量統計芯片通過(guò)記錄放電曲線(xiàn)(電壓,電流,時(shí)間)可以抽樣計算出電池的電量,這就是我們在 Battery Information 里讀到的 wh. 值.而鋰離子電池在多次使用后,放電曲線(xiàn)是會(huì )改變的,如果芯片一直沒(méi)有機會(huì )再次讀出完整的一個(gè)放電曲線(xiàn),其計算出來(lái)的電量也就是不準確的.所以我們需要深充放來(lái)校準電池的芯片.
電池基本常識100問(wèn)答1、一次電池和充電電池有什么區別?電池內部的電化學(xué)性決定了該類(lèi)型的電池是否可充,根據它們的電化學(xué)成分和電極的結構可知,真正的可充電電池的內部結構之間所發(fā)生反應是可逆的。
理論上,這種可逆性是不會(huì )受循環(huán)次數的影響,既然充放電會(huì )在電極體積和結構上引起可逆的變化,那么可充電電池的內部設計必須支持這種變化,既然,一次電池僅做一放電,它內結構簡(jiǎn)單得多且不需要支持這種變化,因此,不可以將一次電池拿來(lái)充電,這種做法很危險也很不經(jīng)濟,如果需要反復使用,應有盡有選擇真正的循環(huán)次數在1000次左右的充電電池,這種電池也可稱(chēng)為一次電池或蓄電池。2、一次電池和二次電池還有其他的區別嗎?另一明顯的區別就是它們能量和負載能力,以及自放電率,二次電池能量遠比一次電池高,然而他們的負載能力相對要小。
3、可充電便攜式電池的優(yōu)缺點(diǎn)是什么?充電電池壽命較長(cháng),可循環(huán)1000次以上,雖然價(jià)格比干電池貴,但如果經(jīng)常使用的話(huà),是比較劃算的。充電電池的容量比同規格的堿錳電池或鋅碳電池低,比如,他們放電較快。
另一缺點(diǎn)是由于他們 幾近恒定的放電電壓,很難預測放電何時(shí)結束。當放電結束時(shí),電池電壓會(huì )突然降低。
假如在照相機上使用,突然電池放完了電,就不得不終止。但另一方面可充電電池能提供的容量比太部分一次電池高。
但Li-ion電池卻可被廣泛地用照相器材中,因為它容量高,能量密度大,以及隨放電深度的增加而逐漸降低的放電電壓。4、充電電池是怎樣實(shí)現它的能量轉換?每種電池都具有電化學(xué)轉換的能力,即將儲存的化學(xué)能直接轉換成電能,就二次電子(也叫蓄電池)而言(另一術(shù)語(yǔ)也稱(chēng)可充電使攜式電池),在放電過(guò)程中,是將化學(xué)能轉換成電能;而在充電過(guò)程中,又將電能重新轉換成化學(xué)能。
這樣的過(guò)程根據電化學(xué)系統不同,一般可充放電500次以上,而我司產(chǎn)品li-ion可重復充放電1000次以上。Li-ion是一種新型的可充電便攜式電池。
它的額定電壓為3.6V,它的放電電壓會(huì )隨放電的深度逐漸衰退,不象其他充電電池一樣,在放電未,電壓突然降低。5、什么是Li-ion電池?Li-ion是鋰電池發(fā)展而來(lái)。
所以在介紹Li-ion之前,先介紹鋰電池。舉例來(lái)講,以前照相機里用的扣式電池就屬于鋰電池。
鋰電池的正極材料是鋰金屬,負極是碳。當對電池進(jìn)行充電時(shí),電池的正極上有鋰離子生成,生成的鋰離子經(jīng)過(guò)電解液運動(dòng)到負極。
而作為負極的碳呈層狀結構,它有很多微孔,達到負極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中,嵌入的鋰離子越多,充電容量越高。同樣,當對電池進(jìn)行放電時(shí)(即我們使用電池的過(guò)程),嵌在負極碳層中的鋰離子脫出, 又運動(dòng)回正極。
回正極的鋰離子越多,放電容量越高。我們通常所說(shuō)的電池容量指的就是放電容量。
在Li-ion的充放電過(guò)程中,鋰離子處于從正極→負極→正極的運動(dòng)狀態(tài)。Li-ion就像一把搖椅,搖椅的兩端為電池的兩極,而鋰離子就象運動(dòng)員一樣在搖椅來(lái)回奔跑。
所以L(fǎng)i-ion又叫搖椅式電池。6、Li-ion電池有哪幾部分組成?(1)電池上下蓋 (2)正極——活性物質(zhì)為氧化鋰鈷 (3)隔膜——一種特殊的復合膜(4)負極——活性物質(zhì)為碳 (5)有機電解液 (6)電池殼(分為鋼殼和鋁殼兩種)7、Li-ion電池有哪些優(yōu)點(diǎn)?哪些缺點(diǎn)? Li-ion具有以下優(yōu)點(diǎn):1) 單體電池的工作電壓高達3.6-3.8V:2) 比能量大,目前能達到的實(shí)際比能量為100-115Wh/kg和240-253Wh/L(2倍于Nl-Cd,1.5倍于Ni-MH),未來(lái)隨著(zhù)技術(shù)發(fā)展,比能量可高達150Wh/kg和400 Wh/L3) 循環(huán)壽命長(cháng),一般均可達到500次以上,甚至1000次.對于小電流放電的電器,電池的使用期限 將倍增電器的競爭力.4) 安全性能好,無(wú)公害,無(wú)記憶效應.作為L(cháng)i-ion前身的鋰電池,因金屬鋰易形成枝晶發(fā)生短路,縮減了其應用領(lǐng)域:Li-ion中不含鎘、鉛、汞等對環(huán)境有污染的元素:部分工藝(如燒結式)的Ni-Cd電池存在的一大弊病為“記憶效應”,嚴重束縛電池的使用,但Li-ion根本不存在這方面的問(wèn)題。
5) 自放電小室溫下充滿(mǎn)電的Li-ion儲存1個(gè)月后的自放電率為10%左右,大大低于Ni-Cd的25-30%,Ni、MH的30-35%。Li-ion也存在著(zhù)一定的缺點(diǎn),如:1) 電池成本較高。
主要表現在LiCoO2的價(jià)格高(Co的資源較小),電解質(zhì)體系提純困難。2) 不能大電流放電。
由于有機電解質(zhì)體系等原因,電池內阻相對其他類(lèi)電池大。故要求較小的放電電流密度,一般放電電流在0.5C以下,只適合于中小電流的電器使用。
3) 需要保護線(xiàn)路控制。A、過(guò)充保護:電池過(guò)充將破壞正極結構而影響性能和壽命;同時(shí)過(guò)充電使電解液分解,內部壓力過(guò)高而導致漏液等問(wèn)題;故必須在4.1V-4.2V的恒壓下充電;B、過(guò)放保護:過(guò)放會(huì )導致活性物質(zhì)的恢復困難,故也需要有保護線(xiàn)路控制。
8、什么是鋰離子制造過(guò)程?1) 配料:用專(zhuān)門(mén)的溶液和粘接劑分別與粉末狀的正負極活性物質(zhì)混合,經(jīng)高速攪拌均勻后,制成漿狀的正負極物質(zhì)。2) 涂漠:將制成的漿料均勻地涂覆在金屬箔的表面,烘干,分別制成正負極極片。
3) 裝配:按正極片——隔膜——負極片——隔膜自上而下的 順序放好,經(jīng)卷繞制成電池極芯,在經(jīng)注入。
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