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鋰電池知識(shí)全面介紹

來(lái)源:鋰電池知識(shí)?作者:鋰電池知識(shí)??發(fā)布時(shí)間:2020-04-10 15:53:54??閱讀數(shù):1136

?鋰電池(Lithium battery)是指電化學(xué)體系中含有鋰(包括金屬鋰、鋰合金和鋰離子、鋰聚合物)的電池。鋰電池大致可分為兩類(lèi):鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰金屬電池通常是不可充電的,且內(nèi)含金屬態(tài)的鋰。鋰離子電池不含有金屬態(tài)的鋰,并且是可以充電的。

折疊電池化學(xué)反應(yīng)原理

鋰金屬電池  

鋰金屬電池是一類(lèi)由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。最早出現(xiàn)的鋰電池使用以下反應(yīng):Li+MnO2=LiMnO2,該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng),放電。

鋰離子電池

正極

正極材料:可選的正極材料很多,目前主流產(chǎn)品多采用鋰鐵磷酸鹽。不同的正極材料對(duì)照:

LiCoO2 3.7 V 140 mAh/g

Li2Mn2O4 4.0 V 100 mAh/g

LiFePO4 3.3 V 100 mAh/g

Li2FePO4F V 115 mAh/g

磷酸鐵鋰系

正極反應(yīng):放電時(shí)鋰離子嵌入,充電時(shí)鋰離子脫嵌。 充電時(shí):LiFePO4 → Li1-xFePO4 + xLi+ + xe-放電時(shí):Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- → LiFePO4

負(fù)極

負(fù)極材料:多采用石墨。新的研究發(fā)現(xiàn)鈦酸鹽可能是更好的材料。負(fù)極反應(yīng):放電時(shí)鋰離子脫插,充電時(shí)鋰離子插入。 充電時(shí):xLi+ + xe- + 6C → LixC6放電時(shí):LixC6 → xLi+ + xe- + 6C

鈷酸鋰系

正極上發(fā)生的反應(yīng)為

LiCoO2=充電=Li1-xCoO2+XLi+ + Xe-

Li1-xCoO2+XLi+ + Xe-=放電=LiCoO2

負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)為

6C+XLi+ + Xe-=充電=LixC6

LixC6=放電=6C+XLi+ + Xe-

最早得以應(yīng)用于心臟起搏器中。鋰電池的自放電率極低,放電電壓平緩。使得起植入人體的搏器能夠長(zhǎng)期運(yùn)作而不用重新充電。鋰電池一般有高于伏的標(biāo)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(jì)算器,數(shù)位相機(jī)、手表中。

為了開(kāi)發(fā)出性能更優(yōu)異的品種,人們對(duì)各種材料進(jìn)行了研究。從而制造出前所未有的產(chǎn)品。比如,鋰二氧化硫電池和鋰亞硫酰氯電池就非常有特點(diǎn)。它們的正極活性物質(zhì)同時(shí)也是電解液的溶劑。這種結(jié)構(gòu)只有在非水溶液的電化學(xué)體系才會(huì)出現(xiàn)。所以,鋰電池的研究,也促進(jìn)了非水體系電化學(xué)理論的發(fā)展。除了使用各種非水溶劑外,人們還進(jìn)行了聚合物薄膜電池的研究。

1992年Sony成功開(kāi)發(fā)鋰離子電池。它的實(shí)用化,使人們的行動(dòng)電話、筆記本、計(jì)算器等攜帶型電子設(shè)備重量和體積大大減小。使用時(shí)間大大延長(zhǎng)。由于鋰離子電池中不含有重金屬鎘,與鎳鎘電池相比,大大減少了對(duì)環(huán)境的污染。

鋰電池通常分兩大類(lèi):

鋰金屬電池: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(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。

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(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)的電池。

雖然鋰金屬電池的能量密度高,理論上能達(dá)到3860瓦/公斤。但是由于其性質(zhì)不夠穩(wěn)定而且不能充電,所以無(wú)法作為反復(fù)使用的動(dòng)力電池。而鋰離子電池由于 具有反復(fù)充電的能力,被作為主要的動(dòng)力電池發(fā)展。但因?yàn)槠渑浜喜煌脑?,組成的正極材料在各方面性能差異很大,導(dǎo)致業(yè)內(nèi)對(duì)正極材料路線的紛爭(zhēng)加大。

通常我們說(shuō)得最多的動(dòng)力電池主要有磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池、鈷酸鋰電池以及三元鋰電池(三元鎳鈷錳)。[3]

1 1970年代??松牟捎昧蚧?zhàn)鳛檎龢O材料,金屬鋰作為負(fù)極材料,制成首個(gè)鋰電池。

2. 1980年,J. Goodenough 發(fā)現(xiàn)鈷酸鋰可以作為鋰離子電池正極材料.

3 1982年伊利諾伊理工大學(xué)(the Illinois Institute of Technology)的和發(fā)現(xiàn)鋰離子具有嵌入石墨的特性,此過(guò)程是快速的,并且可逆。與此同時(shí),采用金屬鋰制成的鋰電池,其安全隱患備受關(guān)注,因此人們嘗試?yán)娩囯x子嵌入石墨的特性制作充電電池。首個(gè)可用的鋰離子石墨電極由貝爾實(shí)驗(yàn)室試制成功。

4 1983年、等人發(fā)現(xiàn)錳尖晶石是優(yōu)良的正極材料,具有低價(jià)、穩(wěn)定和優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)鋰性能。其分解溫度高,且氧化性遠(yuǎn)低于鈷酸鋰,即使出現(xiàn)短路、過(guò)充電,也能夠避免了燃燒、爆炸的危險(xiǎn)。

5 1989年,和發(fā)現(xiàn)采用聚合陰離子的正極將產(chǎn)生更高的電壓。

6 1991年索尼公司發(fā)布首個(gè)商用鋰離子電池。隨后,鋰離子電池革新了消費(fèi)電子產(chǎn)品的面貌。

7 1996年P(guān)adhi和Goodenough發(fā)現(xiàn)具有橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鹽,如磷酸鋰鐵(LiFePO4),比傳統(tǒng)的正極材料更具優(yōu)越性,因此已成為當(dāng)前主流的正極材料。

由于鋰金屬的化學(xué)特性非?;顫姡沟娩嚱饘俚募庸?、保存、使用,對(duì)環(huán)境要求非常高,所以鋰電池生產(chǎn)要在特殊的環(huán)境條件下進(jìn)行。但是由于鋰電池的很多優(yōu)點(diǎn),鋰電池被廣泛的應(yīng)用在電子儀表、數(shù)碼和家電產(chǎn)品上。但是,鋰電池多數(shù)是二次電池,也有一次性電池。少數(shù)的二次電池的壽命和安全性比較差。

后來(lái),日本索尼公司發(fā)明了以炭材料為負(fù)極,以含鋰的化合物作正極的鋰電池,在充放電過(guò)程中,沒(méi)有金屬鋰存在,只有鋰離子,這就是鋰離子電池。當(dāng)對(duì)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(yùn)動(dòng)到負(fù)極。而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu),它有很多微孔,達(dá)到負(fù)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(dāng)對(duì)電池進(jìn)行放電時(shí)(即我們使用電池的過(guò)程),嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出, 又運(yùn)動(dòng)回正極?;卣龢O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(fù)極→正極的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。Li-ion Batteries就像一把搖椅,搖椅的兩端為電池的兩極,而鋰離子就象運(yùn)動(dòng)員一樣在搖椅來(lái)回奔跑。所以Li-ion Batteries又叫搖椅式電池。

隨著數(shù)碼產(chǎn)品如手機(jī)、筆記本電腦等產(chǎn)品的廣泛使用,鋰離子電池以?xún)?yōu)異的性能在這類(lèi)產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用,并在近年逐步向其他產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展。1998年,天津電源研究所開(kāi)始商業(yè)化生產(chǎn)鋰離子電池。習(xí)慣上,人們把鋰離子電池也稱(chēng)為鋰電池,但這兩種電池是不一樣的?,F(xiàn)在鋰離子電池已經(jīng)成為了主流。

據(jù)《中國(guó)鋰電池行業(yè)市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》 中資料顯示:中國(guó)鋰電行業(yè)的突出問(wèn)題是產(chǎn)業(yè)鏈投資熱度不減的同時(shí)無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)加劇,下游需求持續(xù)疲軟,行業(yè)艱難前行 中國(guó)鋰電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展路徑基本是草根狀態(tài)自發(fā)生長(zhǎng)形成,企業(yè)基本上都是單一業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng),特點(diǎn)是:實(shí)力有限,規(guī)模小,生存壓力大,可持續(xù)發(fā)展艱難。但由于新能源汽車(chē)廣闊的市場(chǎng)空間,加上政府政策面的不斷支持,中國(guó)鋰電產(chǎn)業(yè)鏈投資熱度不減,行業(yè)內(nèi)無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)加劇。

低端制造環(huán)節(jié)產(chǎn)能?chē)?yán)重過(guò)剩,高端環(huán)節(jié)投入不足,鋰電原材料價(jià)格持續(xù)回落。 從產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑上,立足于消費(fèi)電子領(lǐng)域,以電動(dòng)工具和電動(dòng)自行車(chē)等中小鋰電電池作為發(fā)展契機(jī),再到混動(dòng)電池最后到純電動(dòng)電池是正常的發(fā)展軌跡。而目前電動(dòng)工具和電動(dòng)自行車(chē)仍以鎳鎘和鉛酸電池為主,鋰電池應(yīng)用局面發(fā)展緩慢;混動(dòng)主要技術(shù)在國(guó)外,混動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)品也是以外資品牌為主,從國(guó)家支持上看,更多傾斜到純電動(dòng)汽車(chē)。但由于純電動(dòng)的材料和技術(shù)距離大規(guī)模應(yīng)用還有距離,導(dǎo)致需求不足,進(jìn)而使得鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈面臨投資熱度不減但需求疲軟的尷尬局面。

雖然道路是曲折,但是前景依舊美好,上游電池材料國(guó)內(nèi)早已走出導(dǎo)入期,步入快速成長(zhǎng)期,目前已經(jīng)涌現(xiàn)出一批具有國(guó)際先進(jìn)水平的材料企業(yè)。這些企業(yè)專(zhuān)注核心技術(shù)開(kāi)發(fā),針對(duì)下游客戶(hù)不同的需求,協(xié)同其聯(lián)合開(kāi)發(fā)產(chǎn)品。通過(guò)自身強(qiáng)大的技術(shù)開(kāi)拓能力和客戶(hù)服務(wù)能力獲得客戶(hù)認(rèn)可,不斷進(jìn)入頂尖電池廠商的供應(yīng)鏈體系。通過(guò)協(xié)同合作進(jìn)一步提升自身實(shí)力,達(dá)到一種良性循環(huán)。

國(guó)內(nèi)一批材料巨頭企業(yè)隨著核心技術(shù)的快速進(jìn)步和市占率的不斷提升,強(qiáng)者恒強(qiáng),這是我們重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象。 從中游Cell和下游Pack來(lái)看,目前許多重要的消費(fèi)性裝置都是選擇中國(guó)為組裝基地,連帶使得包括日韓電池芯與電池組裝廠也落腳中國(guó),國(guó)內(nèi)廠商的產(chǎn)能同樣快速發(fā)展。中游Cell環(huán)節(jié)為了應(yīng)對(duì)逐步下滑的產(chǎn)品價(jià)格,越來(lái)越多的廠商切入電池組裝加工,包括索尼、三星、樂(lè)金、新能源、比亞迪等,特別在方形電池與聚合物電池,更是全面占據(jù)單電池芯組裝的供給角色。方形電池因大多應(yīng)用在手機(jī)商品,幾乎全部由電池芯廠組裝;聚合物電池單顆電芯幾乎都是電池芯廠完全自主組裝,只有多串并的應(yīng)用才會(huì)交由組裝廠組裝加工。中游Cell與下游Pack從過(guò)去的單純上下游關(guān)系逐漸演變成為暨合作又競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系,未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系會(huì)逐漸加重。

折疊鋰電池材料

鋰電池負(fù)極材料大體分為以下幾種:

第一種是碳負(fù)極材料: 

目前已經(jīng)實(shí)際用于鋰離子電池的負(fù)極材料基本上都是碳素材料,如人工石墨、天然石墨、中間相碳微球、石油焦、碳纖維、熱解樹(shù)脂碳等。

第二種是錫基負(fù)極材料:

錫基負(fù)極材料可分為錫的氧化物和錫基復(fù)合氧化物兩種。氧化物是指各種價(jià)態(tài)金屬錫的氧化物。目前沒(méi)有商業(yè)化產(chǎn)品。

第三種是含鋰過(guò)渡金屬氮化物負(fù)極材料,目前也沒(méi)有商業(yè)化產(chǎn)品。

第四種是合金類(lèi)負(fù)極材料:

包括錫基合金、硅基合金、鍺基合金、鋁基合金、銻基合金、鎂基合金和其它合金 ,目前也沒(méi)有商業(yè)化產(chǎn)品。

第五種是納米級(jí)負(fù)極材料:納米碳管、納米合金材料。

第六種納米材料是納米氧化物材料:目前合肥翔正化學(xué)科技有限公司根據(jù)2009年鋰電池新能源行業(yè)的市場(chǎng)發(fā)展最新動(dòng)向,諸多公司已經(jīng)開(kāi)始使用納米氧化鈦和納米氧化硅添加在以前傳統(tǒng)的石墨,錫氧化物,納米碳管里面,極大的提高鋰電池的充放電量和充放電次數(shù)。

技術(shù)工藝,是衡量一個(gè)企業(yè)是否具有先進(jìn)性,是否具備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,是否能不斷領(lǐng)先于競(jìng)爭(zhēng)者的重要指標(biāo)依據(jù)。隨著我國(guó)鋰電池材料市場(chǎng)的迅猛發(fā)展,與之相關(guān)的核心生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用與研發(fā)必將成為業(yè)內(nèi)企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。了解鋰電池材料生產(chǎn)核心技術(shù)的研發(fā)動(dòng)向、工藝設(shè)備、技術(shù)應(yīng)用及趨勢(shì)對(duì)于企業(yè)提升產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格,提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力十分關(guān)鍵。

導(dǎo)電涂層也稱(chēng)為預(yù)涂層,在鋰電池行業(yè)內(nèi)通常指涂覆于正極集流體——鋁箔表面的一層導(dǎo)電涂層,涂覆導(dǎo)電涂層的鋁箔稱(chēng)為預(yù)涂層鋁箔或簡(jiǎn)稱(chēng)涂層鋁箔,其最早在電池中的實(shí)驗(yàn)可以追溯到70年代,而近幾年隨著新能源行業(yè),特別是磷酸鐵鋰電池的發(fā)展而風(fēng)生水起,成為業(yè)內(nèi)大受歡迎的新技術(shù)或新材料。

性能

導(dǎo)電涂層在鋰電池中能夠有效提高極片附著力,減少粘結(jié)劑的使用量,同時(shí)對(duì)于電池的電性能也有顯著提升。

1. 接觸電阻下降40%

2. 膠黏劑用量降低50%

3. 同倍率下,電池電壓平臺(tái)提升20%

4. 材料與集流體附著力提高30%,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期循環(huán)不會(huì)有脫層現(xiàn)象

鋰電池涂碳鋁箔使用說(shuō)明

一、材質(zhì)說(shuō)明

涂碳鋁箔是由導(dǎo)電碳為主的復(fù)合型漿料與高純度的電子鋁箔,以轉(zhuǎn)移式涂覆工藝制成。

二、應(yīng)用范圍

Ø細(xì)顆?;钚晕镔|(zhì)的功率型鋰電池

Ø正極為磷酸亞鐵鋰

Ø正極為細(xì)顆粒的三元/錳酸鋰

Ø用于超級(jí)電容器、鋰一次電池(鋰亞、鋰錳、鋰鐵、扣式等)替代蝕刻鋁箔

三、對(duì)電池/電容的性能作用

Ø抑制電池極化,減少熱效應(yīng),提高倍率性能;

Ø降低電池內(nèi)阻,并明顯降低了循環(huán)過(guò)程的動(dòng)態(tài)內(nèi)阻增幅;

Ø提高一致性,增加電池的循環(huán)壽命;

Ø提高活性物質(zhì)與集流體的粘附力,降低極片制造成本;

Ø保護(hù)集流體不被電解液腐蝕;

Ø提高磷酸鐵鋰電池的高、低溫性能,改善磷酸鐵鋰、鈦酸鋰材料的加工性能。

四、建議參數(shù)

對(duì)應(yīng)涂覆的活性物質(zhì)D50最好不大于4~5μm,壓實(shí)密度不大于,比表面積在13~18㎡/g范圍內(nèi)。

五、使用中的注意事項(xiàng)

1.存儲(chǔ)要求:在溫度為25±5℃、濕度為不超過(guò)50%的環(huán)境中,運(yùn)輸時(shí)須避免空氣和水蒸氣對(duì)鋁箔的侵蝕;

2.本產(chǎn)品分為A、B兩款,各自的關(guān)鍵特性為:A款外觀為黑色,常規(guī)涂層厚度為雙面4~8μm,導(dǎo)電性能較更為突出;B款外觀為淡灰色,常規(guī)涂層厚度為雙面2~3μm,涂層區(qū)可做較少層的焊接,并可以涂布機(jī)識(shí)別跳間隙;

款(灰色)涂碳鋁箔可以在涂層區(qū)直接做超聲焊,只適合卷繞式電池焊接極耳(極片最多2-3層),但超聲的功率、時(shí)間需做一些微調(diào);

4.碳層的散熱性要比鋁箔差些,故做涂布時(shí)需對(duì)帶速與烘烤溫度適當(dāng)微調(diào);

5.本產(chǎn)品對(duì)鋰電池與電容的綜合性能有較可觀的提升,但不可作為改變電池某方面性能的主要因素,如電池能量密度、高低溫性能、高電壓等等。

折疊鋰電池鼓殼

一、鋰電池外殼特性

鋰,原子序數(shù)3,原子量,是最輕的堿金屬元素。為了提升安全性及電壓,科學(xué)家們發(fā)明了用石墨及鈷酸鋰等材料來(lái)儲(chǔ)存鋰原子。這些材料的分子結(jié)構(gòu),形成了納米等級(jí)的細(xì)小儲(chǔ)存格子,可用來(lái)儲(chǔ)存鋰原子。這樣一來(lái),即使是電池外殼破裂,氧氣進(jìn)入,也會(huì)因氧分子太大,進(jìn)不了這些細(xì)小的儲(chǔ)存格,使得鋰原子不會(huì)與氧氣接觸而避免爆炸。

鋰離子電池的這種原理,使得 人們?cè)讷@得它高容量密度的同時(shí),也達(dá)到安全的目的。 鋰離子電池充電時(shí),正極的鋰原子會(huì)喪失電子,氧化為鋰離子。鋰離子經(jīng)由電解液游到負(fù)極去,進(jìn)入負(fù) 極的儲(chǔ)存格,并獲得一個(gè)電子,還原為鋰原子。放電時(shí),整個(gè)程序倒過(guò)來(lái)。為了防止電池的正負(fù)極直接碰觸 而短路,電池內(nèi)會(huì)再加上一種擁有眾多細(xì)孔的隔膜紙,來(lái)防止短路。好的隔膜紙還可以在電池溫度過(guò)高時(shí), 自動(dòng)關(guān)閉細(xì)孔,讓鋰離子無(wú)法穿越,以自廢武功,防止危險(xiǎn)發(fā)生。

保護(hù)措施

鋰電池芯過(guò)充到電壓高于 后,會(huì)開(kāi)始產(chǎn)生副作用。過(guò)充電壓愈高,危險(xiǎn)性也跟著愈高。鋰電芯電壓 高于 后, 正極材料內(nèi)剩下的鋰原子數(shù)量不到一半, 此時(shí)儲(chǔ)存格常會(huì)垮掉, 讓電池容量產(chǎn)生永久性的下降。 如果繼續(xù)充電,由于負(fù)極的儲(chǔ)存格已經(jīng)裝滿(mǎn)了鋰原子,后續(xù)的鋰金屬會(huì)堆積于負(fù)極材料表面。這些鋰原子會(huì) 由負(fù)極表面往鋰離子來(lái)的方向長(zhǎng)出樹(shù)枝狀結(jié)晶。這些鋰金屬結(jié)晶會(huì)穿過(guò)隔膜紙,使正負(fù)極短路。有時(shí)在短路 發(fā)生前電池就先爆炸,這是因?yàn)樵谶^(guò)充過(guò)程,電解液等材料會(huì)裂解產(chǎn)生氣體,使得電池外殼或壓力閥鼓漲破 裂,讓氧氣進(jìn)去與堆積在負(fù)極表面的鋰原子反應(yīng),進(jìn)而爆炸。因此,鋰電池充電時(shí),一定要設(shè)定電壓上限, 才可以同時(shí)兼顧到電池的壽命、容量、和安全性。最理想的充電電壓上限為 。 鋰電芯放電時(shí)也要有電壓下限。 當(dāng)電芯電壓低于 時(shí), 部分材料會(huì)開(kāi)始被破壞。 又由于電池會(huì)自放電, 放愈久電壓會(huì)愈低,因此,放電時(shí)最好不要放到 才停止。鋰電池從 V 放電到 這段期間,所釋放 的能量只占電池容量的 3%左右。因此,V 是一個(gè)理想的放電截止電壓。 充放電時(shí),除了電壓的限制,電流的限制也有其必要。電流過(guò)大時(shí),鋰離子來(lái)不及進(jìn)入儲(chǔ)存格,會(huì)聚集 于材料表面。這些鋰離子獲得電子后,會(huì)在材料表面產(chǎn)生鋰原子結(jié)晶,這與過(guò)充一樣,會(huì)造成危險(xiǎn)性。萬(wàn)一 電池外殼破裂,就會(huì)爆炸。 因此,對(duì)鋰離子電池的保護(hù),至少要包含:充電電壓上限、放電電壓下限、及電流上限三項(xiàng)。一般鋰電 池組內(nèi),除了鋰電池芯外,都會(huì)有一片保護(hù)板,這片保護(hù)板主要就是提供這三項(xiàng)保護(hù)。但是,保護(hù)板的這三 項(xiàng)保護(hù)顯然是不夠的,全球鋰電池爆炸事件還是頻傳。要確保電池系統(tǒng)的安全性,必須對(duì)電池爆炸的原因, 進(jìn)行更仔細(xì)的分析。

二、爆炸的原因分析

1、內(nèi)部極化較大

2、極片吸水,與電解液發(fā)生反應(yīng)氣鼓

3、電解液本身的質(zhì)量,性能問(wèn)題

4、注液時(shí)候注液量達(dá)不到工藝要求

5、裝配制程中激光焊焊接密封性能差,漏氣,測(cè)漏氣時(shí)漏測(cè)

6、粉塵,極片粉塵首先易導(dǎo)致微短路

7、正負(fù)極片較工藝范圍偏厚,入殼難

8、注液封口問(wèn)題,鋼珠密封性能不好導(dǎo)致氣鼓

9、殼體來(lái)料存在殼壁偏厚,殼體變形影響厚度.

三、爆炸類(lèi)型分析

爆炸類(lèi)型分析 電池芯爆炸的類(lèi)形可歸納為外部短路、內(nèi)部短路、及過(guò)充三種。此處的外部系指電芯的外部,包含了電 池組內(nèi)部絕緣設(shè)計(jì)不良等所引起的短路。 當(dāng)電芯外部發(fā)生短路,電子組件又未能切斷回路時(shí),電芯內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生高熱,造成部分電解液汽化,將電 池外殼撐大。當(dāng)電池內(nèi)部溫度高到 135 攝氏度時(shí),質(zhì)量好的隔膜紙,會(huì)將細(xì)孔關(guān)閉,電化學(xué)反應(yīng)終止或近乎 終止,電流驟降,溫度也慢慢下降,進(jìn)而避免了爆炸發(fā)生。但是,細(xì)孔關(guān)閉率太差,或是細(xì)孔根本不會(huì)關(guān)閉 的隔膜紙,會(huì)讓電池溫度繼續(xù)升高,更多的電解液汽化,最后將電池外殼撐破,甚至將電池溫度提高到使材 料燃燒并爆炸。

內(nèi)部短路主要是因?yàn)殂~箔與鋁箔的毛刺穿破隔膜,或是鋰原子的樹(shù)枝狀結(jié)晶穿破膈膜所造成。這些細(xì)小 的針狀金屬,會(huì)造成微短路。由于,針很細(xì)有一定的電阻值,因此,電流不見(jiàn)得會(huì)很大。銅鋁箔毛刺系在生 產(chǎn)過(guò)程造成,可觀察到的現(xiàn)象是電池漏電太快,多數(shù)可被電芯廠或是組裝廠篩檢出來(lái)。而且,由于毛刺細(xì)小, 有時(shí)會(huì)被燒斷,使得電池又恢復(fù)正常。因此,因毛刺微短路引發(fā)爆炸的機(jī)率不高。 這樣的說(shuō)法,可以從各電芯廠內(nèi)部都常有充電后不久,電壓就偏低的不良電池,但是卻鮮少發(fā)生爆炸事 件,得到統(tǒng)計(jì)上的支持。因此,內(nèi)部短路引發(fā)的爆炸,主要還是因?yàn)檫^(guò)充造成的。

因?yàn)椋^(guò)充后極片上到處 都是針狀鋰金屬結(jié)晶,刺穿點(diǎn)到處都是,到處都在發(fā)生微短路。因此,電池溫度會(huì)逐漸升高,最后高溫將電 解液氣體。這種情形,不論是溫度過(guò)高使材料燃燒爆炸,還是外殼先被撐破,使空氣進(jìn)去與鋰金屬發(fā)生激烈 氧化,都是爆炸收?qǐng)觥?但是過(guò)充引發(fā)內(nèi)部短路造成的這種爆炸,并不一定發(fā)生在充電的當(dāng)時(shí)。有可能電池溫度還未高到讓材料 燃燒、產(chǎn)生的氣體也未足以撐破電池外殼時(shí),消費(fèi)者就終止充電,帶手機(jī)出門(mén)。這時(shí)眾多的微短路所產(chǎn)生的 熱,慢慢的將電池溫度提高,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,才發(fā)生爆炸。消費(fèi)者共同的描述都是拿起手機(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn)手機(jī)很 燙,扔掉后就爆炸。 綜合以上爆炸的類(lèi)型,我們可以將防爆重點(diǎn)放在 過(guò)充的防止、外部短路的防止、及提升電芯安全性三方 防爆重點(diǎn)放在 面。其中過(guò)充防止及外部短路防止屬于電子防護(hù),與電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)及電池組裝有較大關(guān)系。電芯安全性提升 之重點(diǎn)為化學(xué)與機(jī)械防護(hù),與電池芯制造廠有較大關(guān)系。

四、設(shè)計(jì)規(guī)范

由于全球手機(jī)有數(shù)億只,要達(dá)到安全,安全防護(hù)的失敗率必須低于一億分之一。由于,電路板的故障率 一般都遠(yuǎn)高于一億分之一。因此,電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),必須有兩道以上的安全防線。常見(jiàn)的錯(cuò)誤設(shè)計(jì)是用充電 器(adaptor)直接去充電池組。這樣將過(guò)充的防護(hù)重任,完全交給電池組上的保護(hù)板。雖然保護(hù)板的故障率不高,但是,即使故障率低到百萬(wàn)分之一,機(jī)率上全球還是天天都會(huì)有爆炸事故發(fā)生。 電池系統(tǒng)如能對(duì)過(guò)充、過(guò)放、過(guò)電流都分別提供兩道安全防護(hù),每道防護(hù)的失敗率如果是萬(wàn)分之一,兩 道防護(hù)就可以將失敗率降到一億分之一。常見(jiàn)的電池充電系統(tǒng)方塊圖如下,包含充電器及電池組兩大部分。

①充電器又包含適配器(Adaptor)及充電控制器兩部分。適配器將交流電轉(zhuǎn)為直流電,充電控制器則限制直流 電的最大電流及最高電壓。

②電池組包含保護(hù)板及電池芯兩大部分,以及一個(gè) PTC 來(lái)限定最大電流。下面圖中 適配器交流變直流文字方塊作用:電控制器限流限壓。充電器文字方塊作用: 保護(hù)板過(guò)充、 過(guò)放、過(guò)流等防護(hù)。 電池組文字方塊作用: 限流片。電池芯以手機(jī)電池系統(tǒng)為例,過(guò)充防護(hù)系 統(tǒng)利用充電器輸出電壓設(shè)定在 左右,來(lái)達(dá)到第一層防護(hù),這樣就算電池組上的保護(hù)板失效,電池也不會(huì) 被過(guò)充而發(fā)生危險(xiǎn)。第二道防護(hù)是保護(hù)板上的過(guò)充防護(hù)功能,一般設(shè)定為 。這樣,保護(hù)板平常不必負(fù)責(zé) 切斷充電電流,只有當(dāng)充電器電壓異常偏高時(shí),才需要?jiǎng)幼?。過(guò)電流防護(hù)則是由保護(hù)板及限流片來(lái)負(fù)責(zé),這 也是兩道防護(hù),防止過(guò)電流及外部短路。由于過(guò)放電只會(huì)發(fā)生在電子產(chǎn)品被使用的過(guò)程。因此,一般設(shè)計(jì)是 由該電子產(chǎn)品的線路板來(lái)提供第一道防護(hù),電池組上的保護(hù)板則提供第二道防護(hù)。當(dāng)電子產(chǎn)品偵測(cè)到供電電 壓低于 V 時(shí),應(yīng)該自動(dòng)關(guān)機(jī)。如果該產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)未設(shè)計(jì)這項(xiàng)功能,則保護(hù)板會(huì)在電壓低到 時(shí),關(guān)閉 放電回路。

總論:電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),必須對(duì)過(guò)充、過(guò)放、與過(guò)電流分別提供兩道電子防護(hù)。把保護(hù)板拿掉后充電,如果電池會(huì)爆炸就代表設(shè)計(jì)不良。 把保護(hù)板拿掉后充電,如果電池會(huì)爆炸就代表設(shè)計(jì)不良。 上述方法雖然提供了兩道防護(hù),但是由于消費(fèi)者在充電器壞掉后,常會(huì)買(mǎi)非原廠充電器來(lái)充電,而充電 器業(yè)者,基于成本考慮,常將充電控制器拿掉,來(lái)降低成本。結(jié)果,劣幣驅(qū)逐良幣,市面上出現(xiàn)了許多劣質(zhì) 充電器。這使得過(guò)充防護(hù)失去了第一道也是最重要的一道防線。而過(guò)充又是造成電池爆炸的最重要因素,因 此,劣質(zhì)充電器可以稱(chēng)得上是電池爆炸事件的元兇。 當(dāng)然,并非所有的電池系統(tǒng)都采用如上圖的方案。在有些情況下,電池組內(nèi)也會(huì)有充電控制器的設(shè)計(jì)。

例如:許多筆記型計(jì)算機(jī)的外加電池棒,就有充電控制器。這是因?yàn)楣P記型計(jì)算機(jī)一般都將充電控制器做在 計(jì)算機(jī)內(nèi),只給消費(fèi)者一個(gè)適配器。因此,筆記型計(jì)算機(jī)的外加電池組,就必須有一個(gè)充電控制器,才能確 保外加電池組在使用適配器充電時(shí)的安全。另外,使用汽車(chē)點(diǎn)煙器充電的產(chǎn)品,有時(shí)也會(huì)將充電控制器做在 電池組內(nèi)。 最后的防線:如果電子的防護(hù)措施都失敗了,最后的一道防線,就要由電芯來(lái)提供了。電芯的安全層級(jí), 可依據(jù)電芯能否通過(guò)外部短路和過(guò)充來(lái)大略區(qū)分等級(jí)。由于,電池爆炸前,如果內(nèi)部有鋰原子堆積在材料表 面,爆炸威力會(huì)更大。而且,過(guò)充的防護(hù)常因消費(fèi)者使用劣質(zhì)充電器而只剩一道防線,因此,電芯抗過(guò)充能 力比抗外部短路的能力更重要。 鋁殼電芯與鋼殼電芯安全性比較 鋁殼相對(duì)于鋼殼具有很高的安全優(yōu)勢(shì)。

鋰電池正、 負(fù)極碳管? 鋰離子電池正、負(fù)極活性材內(nèi)為何要加 VGCF 碳管?

1. 不管正或負(fù)極活性材都會(huì)有膨脹收縮的問(wèn)題,一般負(fù)極碳材有 20%(理論值:)膨脹收縮率, 而像 LFP 正極材料有 6%(理論值:2 %左右)膨脹收收率。當(dāng)多次充放電中,其正、負(fù)活性材顆粒與顆粒之 間接觸少、間隙加大,甚至有些脫離集電極,導(dǎo)致電子與離子傳輸路徑斷續(xù)不連續(xù)相,成為死的活性材,不 再參與電極反應(yīng)。因此循環(huán)使用壽命下降。VGCF 碳管有很大的長(zhǎng)徑比,即使正、負(fù)活性材膨脹收縮后,其活 性材顆粒間之間隙,可藉由 VGCF 碳管架橋連接,電子與離子傳輸不會(huì)間斷。

鋰--二氧化錳電池(CR)

以金屬鋰為負(fù)極,以經(jīng)過(guò)熱處理的二氧化錳為正極,隔離膜采用PP或PE膜,圓柱型電池與鋰離子電池隔膜一樣,電解液為高氯酸鋰的有機(jī)溶液,圓柱式或扣式。電池需要在濕度≤1%的干燥環(huán)境下生產(chǎn)。

特點(diǎn):低自放電率,年自放電可≤1%,全密封(金屬焊接,lazer seal)電池可滿(mǎn)足10年壽命,半密封電池一般是5年,如果工作控制不好的話,還達(dá)不到這個(gè)壽命。在圓柱型鋰錳電池開(kāi)發(fā)方面做得比較好的億緯,目前已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn),電池可以做到短路、過(guò)放電等測(cè)試不爆炸。

一般在臺(tái)式電腦的主板上,有一個(gè)扣式的鋰電池,提供微弱的電流,可以正常使用3年左右,一些賓館的門(mén)禁卡、儀器儀表等也使用鋰--二氧化錳電池,近年來(lái)使用量逐年下降。

鋰--亞硫酰氯電池

以金屬鋰為負(fù)極,正極和電解液為亞硫酰氯(氯化亞砜),圓柱式電池,裝配完成即有電,電壓,是工作電壓最平穩(wěn)的電池種類(lèi)之一,也是目前單位體積(質(zhì)量)容量最高的電池。適合在不能經(jīng)常維護(hù)的電子儀器設(shè)備上使用,提供細(xì)微的電流。

其他鋰電池還有鋰--硫化亞鐵電池、鋰--二氧化硫電池等。

折疊鋰離子電池

鋰離子電池目前由液態(tài)鋰離子電池(LIB)和聚合物鋰離子電池(PLB)兩類(lèi)。其中,液態(tài)鋰離子電池是指 Li +嵌入化合物為正、負(fù)極的二次電池。正極采用鋰化合物L(fēng)iCoO?或LiMn?O?,負(fù)極采用鋰-碳層間化合物。鋰離子電池由于工作電壓高、體積小、質(zhì)量輕、能量高、無(wú)記憶效應(yīng)、無(wú)污染、自放電小、循環(huán)壽命長(zhǎng),是21世紀(jì)發(fā)展的理想能源。

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、筆記本電腦等便攜式電子設(shè)備重量和體積大大減小。使用時(shí)間大大延長(zhǎng)。由于鋰離子電池中不含有重金屬鎘,與鎳鎘電池相比,大大減少了對(duì)環(huán)境的污染。

鋰電池的污染還是有的。

折疊鋰電池的結(jié)構(gòu)

鋰電池兩種外型

鋰電池通常有兩種外型:圓柱型和方型。電池內(nèi)部采用螺旋繞制結(jié)構(gòu),用一種非常精細(xì)而滲透性很強(qiáng)的聚乙烯薄膜隔離材料在正、負(fù)極間間隔而成。正極包括由鈷酸鋰(或鎳鈷錳酸鋰、錳酸鋰、磷酸亞鐵鋰等)及鋁箔組成的電流收集極。負(fù)極由石墨化碳材料和銅箔組成的電流收集極組成。電池內(nèi)充有有機(jī)電解質(zhì)溶液。另外還裝有安全閥和PTC元件(部分圓柱式使用),以便電池在不正常狀態(tài)及輸出短路時(shí)保護(hù)電池不受損壞。

單節(jié)鋰電池的電壓為(磷酸亞鐵鋰正極的為),電池容量也不可能無(wú)限大,因此,常常將單節(jié)鋰電池進(jìn)行串、并聯(lián)處理,以滿(mǎn)足不同場(chǎng)合的要求。

折疊鋰電池的應(yīng)用

隨著二十世紀(jì)微電子技術(shù)的發(fā)展,小型化的設(shè)備日益增多,對(duì)電源提出了很高的要求。鋰電池隨之進(jìn)入了大規(guī)模的實(shí)用階段。

最早得以應(yīng)用的是鋰亞原電池,用于心臟起搏器中。由于鋰亞電池的自放電率極低,放電電壓十分平緩。使得起搏器植入人體長(zhǎng)期使用成為可能。

鋰錳電池一般有高于伏的標(biāo)稱(chēng)電壓,更適合作集成電路電源,廣泛用于計(jì)算機(jī)、計(jì)算器、手表中。

現(xiàn)在,鋰離子電池大量應(yīng)用在手機(jī)、筆記本電腦、電動(dòng)工具、電動(dòng)車(chē)、路燈備用電源、航燈、家用小電器上,可以說(shuō)是最大的應(yīng)用群體。

折疊研究與發(fā)展前景

為了開(kāi)發(fā)出性能更優(yōu)異的品種,人們對(duì)各種材料進(jìn)行了研究。從而制造出前所未有的產(chǎn)品。比如,鋰二氧化硫電池和鋰亞硫酰氯電池就非常有特點(diǎn)。它們的正極活性物質(zhì)同時(shí)也是電解液的溶劑。這種結(jié)構(gòu)只有在非水溶液的電化學(xué)體系才會(huì)出現(xiàn)。所以,鋰電池的研究,也促進(jìn)了非水體系電化學(xué)理論的發(fā)展。除了使用各種非水溶劑外,人們還進(jìn)行了聚合物薄膜電池的研究。

鋰電池廣泛應(yīng)用于水力、火力、風(fēng)力和太陽(yáng)能電站等儲(chǔ)能電源系統(tǒng),郵電通訊的不間斷電源,以及電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車(chē)、電動(dòng)摩托車(chē)、電動(dòng)汽車(chē)、軍事裝備、航空航天等多個(gè)領(lǐng)域。

鋰離子電池以其特有的性能優(yōu)勢(shì)已在便攜式電器如手提電腦、攝像機(jī)、移動(dòng)通訊中得到普遍應(yīng)用。目前開(kāi)發(fā)的大容量鋰離子電池已在電動(dòng)汽車(chē)中開(kāi)始試用,預(yù)計(jì)將成為21世紀(jì)電動(dòng)汽車(chē)的主要?jiǎng)恿﹄娫粗唬⒃谌嗽煨l(wèi)星、航空航天和儲(chǔ)能方面得到應(yīng)用。隨著能源的緊缺和世界的環(huán)保方面的壓力。鋰電現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于電動(dòng)車(chē)行業(yè),特別是磷酸鐵鋰材料電池的出現(xiàn),更推動(dòng)了鋰電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用。

折疊“超級(jí)”鋰電池

剛研發(fā)出來(lái)的超級(jí)鋰電池能在短時(shí)間迅速充電完成,例如手機(jī)充電一般20秒,這種電池有可能加大電池未來(lái)的使用領(lǐng)域,例如使用在電動(dòng)汽車(chē)上,使中途充電如加油一般方便。

鋰電池主要優(yōu)點(diǎn): 1.能量比較高。具有高儲(chǔ)存能量密度,目前已達(dá)到460-600Wh/kg,是鉛酸電池的約6-7倍;

2.使用壽命長(zhǎng),使用壽命可達(dá)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(單體工作電壓為或),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;

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(dá)到15-30C充放電的能力,便于高強(qiáng)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,目前一般可做到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(yīng)性強(qiáng),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(bào)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(duì)缺水的我國(guó)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)。

1.鋰原電池均存在安全性差,有發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。

2.鈷酸鋰的鋰離子電池不能大電流放電,安全性較差。

3.鋰離子電池均需保護(hù)線路,防止電池被過(guò)充過(guò)放電。

4.生產(chǎn)要求條件高,成本高。

為了避免因使用不當(dāng)造成電池過(guò)放電或者過(guò)充電,在單體鋰離子電池內(nèi)設(shè)有三重保護(hù)機(jī)構(gòu)。一是采用開(kāi)關(guān)元件,當(dāng)電池內(nèi)的溫度上升時(shí),它的阻值隨之上升,當(dāng)溫度過(guò)高時(shí),會(huì)自動(dòng)停止供電;二是選擇適當(dāng)?shù)母舭宀牧?,?dāng)溫度上升到一定數(shù)值時(shí),隔板上的微米級(jí)微孔會(huì)自動(dòng)溶解掉,從而使鋰離子不能通過(guò),電池內(nèi)部反應(yīng)停止;三是設(shè)置安全閥(就是電池頂部的放氣孔),電池內(nèi)部壓力上升到一定數(shù)值時(shí),安全閥自動(dòng)打開(kāi),保證電池的使用安全性。

有時(shí),電池本身雖然有安全控制措施,但是因?yàn)槟承┰蛟斐煽刂剖ъ`,缺少安全閥或者氣體來(lái)不及通過(guò)安全閥釋放,電池內(nèi)壓便會(huì)急劇上升而引起爆炸。

一般情況下,鋰離子電池儲(chǔ)存的總能量和其安全性是成反比的,隨著電池容量的增加,電池體積也在增加,其散熱性能變差,出事故的可能性將大幅增加。對(duì)于手機(jī)用鋰離子電池,基本要求是發(fā)生安全事故的概率要小于百萬(wàn)分之一,這也是社會(huì)公眾所能接受的最低標(biāo)準(zhǔn)。而對(duì)于大容量鋰離子電池,特別是汽車(chē)等用大容量鋰離子電池,采用強(qiáng)制散熱尤為重要。

選擇更安全的電極材料,選擇錳酸鋰材料,在分子結(jié)構(gòu)方面保證了在滿(mǎn)電狀態(tài),正極的鋰離子已經(jīng)完全嵌入到負(fù)極炭孔中,從根本上避免了枝晶的產(chǎn)生。同時(shí)錳酸鋰穩(wěn)固的結(jié)構(gòu),使其氧化性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鈷酸鋰,分解溫度超過(guò)鈷酸鋰100℃,即使由于外力發(fā)生內(nèi)部短路(針刺),外部短路,過(guò)充電時(shí),也完全能夠避免了由于析出金屬鋰引發(fā)燃燒、爆炸的危險(xiǎn)。

另外,采用錳酸鋰材料還可以大幅度降低成本。

提高現(xiàn)有安全控制技術(shù)的性能,首先要提高鋰離子電池芯的安全性能,這對(duì)大容量電池尤為重要。選擇熱關(guān)閉性能好的隔膜,隔膜的作用是在隔離電池正負(fù)極的同時(shí),允許鋰離子的通過(guò)。當(dāng)溫度升高時(shí),在隔膜熔化前進(jìn)行關(guān)閉,從而使內(nèi)阻上升至2000歐姆,讓內(nèi)部反應(yīng)停止下來(lái)。

當(dāng)內(nèi)部壓力或溫度達(dá)到預(yù)置的標(biāo)準(zhǔn)時(shí),防爆閥將打開(kāi),開(kāi)始進(jìn)行卸壓,以防止內(nèi)部氣體積累過(guò)多,發(fā)生形變,最終導(dǎo)致殼體爆裂。

提高控制靈敏度、選擇更靈敏的控制參數(shù)和采用多個(gè)參數(shù)的聯(lián)合控制(這對(duì)于大容量電池尤為重要)。對(duì)于大容量鋰離子電池組是串/并聯(lián)的多個(gè)電芯組成,如筆記本電腦的電壓為10V以上,容量較大,一般采用3~4個(gè)單電池串聯(lián)就可以滿(mǎn)足電壓要求,然后再將2~3個(gè)串聯(lián)的電池組并聯(lián),以保證較大的容量。

大容量電池組本身必須設(shè)置較為完善的保護(hù)功能,還應(yīng)考慮兩種電路基板模塊:保護(hù)電路基板(Protection Board PCB)模塊及Smart Battery Gauge Board模塊。整套的電池保護(hù)設(shè)計(jì)包括:第1級(jí)保護(hù)IC(防止電池過(guò)充、過(guò)放、短路),第2級(jí)保護(hù)IC(防止第2次過(guò)壓)、保險(xiǎn)絲、LED指示、溫度調(diào)節(jié)等部件。

在多級(jí)保護(hù)機(jī)制下,即使是在電源充電器、筆記本電腦出現(xiàn)異常的情況下,筆記本電池也只能轉(zhuǎn)為自動(dòng)保護(hù)狀態(tài),如果情況不嚴(yán)重,往往在重新插拔后還能正常工作,不會(huì)發(fā)生爆炸。

目前,筆記本電腦和手機(jī)使用的鋰離子電池所采用的底層技術(shù)是不安全的,需要考慮更安全的結(jié)構(gòu)。

總之,隨著材料技術(shù)的進(jìn)步和人們對(duì)鋰離子電池設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)和使用諸方面要求的認(rèn)識(shí)不斷加深,未來(lái)的鋰離子電池會(huì)變得更安全。

折疊新電池切勿過(guò)充

目前市面上所使用的二次電池主要有鎳氫(Ni-MH)與鋰離子(Li-ion)兩種類(lèi)型。鋰離子電池中已經(jīng)量產(chǎn)的有液體鋰離子電池(LiB)和聚合物鋰離子電池(LiP)兩種。所以在許多情況下,電池上標(biāo)注了Li-ion的,一定是鋰離子電池。但不一定就是液體鋰離子電池,也有可能是聚合物鋰離子電池。在使用鋰電池中應(yīng)注意的是,電池放置一段時(shí)間后則進(jìn)入休眠狀態(tài),此時(shí)容量低于正常值,使用時(shí)間亦隨之縮短。但鋰電池很容易激活,只要經(jīng)過(guò)3-5次正常的充放電循環(huán)就可激活電池,恢復(fù)正常容量。由于鋰電池本身的特性,決定了它幾乎沒(méi)有記憶效應(yīng)。因此用戶(hù)手機(jī)中的新鋰電池在激活過(guò)程中,是不需要特別的方法和設(shè)備的。不僅理論上是如此,從我自己的實(shí)踐來(lái)看,從一開(kāi)始就采用標(biāo)準(zhǔn)方法充電這種“自然激活”方式是最好的。

對(duì)于新買(mǎi)的鋰離子電池的“激活”問(wèn)題,眾多的說(shuō)法是:充電時(shí)間一定要超過(guò)12小時(shí),反復(fù)做三次,以便 激活 電池。這種“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(xù)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(qū)別,而且可以非常明確的告訴大家,所有嚴(yán)肅的正式技術(shù)資料都強(qiáng)調(diào)過(guò)充和過(guò)放電會(huì)對(duì)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(biāo)準(zhǔn)時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)方法充電,特別是不要進(jìn)行超過(guò)12個(gè)小時(shí)的超長(zhǎng)充電。

那么電池需要激活嗎?答案是肯定的,需要激活!但是,這個(gè)過(guò)程是由生產(chǎn)廠家完成的,與用戶(hù)無(wú)關(guān),用戶(hù)也沒(méi)有能力完成。鋰電池真正的激活過(guò)程是這樣的:鋰離子電池殼灌輸電解液--封口--化成,就是恒壓充電,然后放電,如此進(jìn)行幾個(gè)循環(huán),使電極充分浸潤(rùn)電解液充分活化,直至容量達(dá)到要求為止,這個(gè)就是激活過(guò)程--分容,也就是說(shuō)出廠后鋰離子電池到用戶(hù)手上已經(jīng)是激活過(guò)的了。另外,其中有些電池的激活過(guò)程需要電池處于開(kāi)口狀態(tài),激活以后再封口,除非您擁有了電芯生產(chǎn)設(shè)備,否則如何完成?

可是為什么有些產(chǎn)品的說(shuō)明書(shū)上寫(xiě)著,建議用戶(hù)前三次使用,要對(duì)手機(jī)進(jìn)行完全的充放電呢?難道這不是激活嗎?其實(shí)事實(shí)是這樣的,在電池出廠,然后銷(xiāo)售,再到用戶(hù)的手中,會(huì)經(jīng)歷一段時(shí)間,一個(gè)月或者幾個(gè)月,這樣一來(lái),電池的電極材料就會(huì)“鈍化”,此時(shí)容量低于正常值,使用時(shí)間亦隨之縮短。但鋰電池很容易 激活,只要經(jīng)過(guò)3—5次正常的充放電循環(huán)就可 激活 電池,恢復(fù)正常容量。由于鋰電池本身的特性,決定了它幾乎沒(méi)有記憶效應(yīng)。因此用戶(hù)新鋰電池在激活過(guò)程中,是不需要特別的方法和設(shè)備的。

折疊長(zhǎng)充、深充的危險(xiǎn)

長(zhǎng)充可能導(dǎo)致過(guò)充。鋰電池或充電器在電池充滿(mǎn)后都會(huì)自動(dòng)停充,并不存在鎳電充電器所謂的持續(xù)10幾小時(shí)的“涓流”充電。也就是說(shuō),如果你的鋰電池在充滿(mǎn)后,放在充電器上也是白充。而我們誰(shuí)都無(wú)法保證電池的充放電保護(hù)電路的特性永不變化和質(zhì)量的萬(wàn)無(wú)一失,所以你的電池將長(zhǎng)期處在危險(xiǎn)的邊緣徘徊。這也是我們反對(duì)長(zhǎng)充電的另一個(gè)理由。

在對(duì)某些機(jī)器上,充電超過(guò)一定的時(shí)間后,如果不去取下充電器,這時(shí)系統(tǒng)不僅不停止充電,還將開(kāi)始放電-充電循環(huán)。也許這種做法的廠商自有其目的,但顯然對(duì)電池的壽命而言是不利的。同時(shí),長(zhǎng)充電需要很長(zhǎng)的時(shí)間,往往需要在夜間進(jìn)行,而以我國(guó)電網(wǎng)的情況看,許多地方夜間的電壓都比較高,而且波動(dòng)較大。前面已經(jīng)說(shuō)過(guò),鋰電池是很嬌貴的,它比鎳電在充放電方面耐波動(dòng)的能力差得多,于是這又帶來(lái)附加的危險(xiǎn)。

事實(shí)上,淺放淺充對(duì)于鋰電更有益處,只有在產(chǎn)品的電源模塊為鋰電做校準(zhǔn)時(shí),才有深放深充的必要。所以,使用鋰電供電的產(chǎn)品不必拘泥于過(guò)程,一切以方便為先,隨時(shí)充電。

折疊過(guò)充、過(guò)放的危害

鋰離子電池的額定電壓,因?yàn)榻瓴牧系淖兓?,一般為,磷酸鐵鋰(以下稱(chēng)磷鐵)正極的則為。充滿(mǎn)電時(shí)的終止充電電壓一般是,磷鐵。鋰離子電池的終止放電電壓為~V(電池廠給出工作電壓范圍或給出終止放電電壓,各參數(shù)略有不同,一般為V,磷鐵為)。低于(磷鐵)繼續(xù)放電稱(chēng)為過(guò)放,低電壓的過(guò)放或自放電反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致鋰離子活性物質(zhì)分解破壞,并不一定可以還原。而鋰離子電池任何形式的過(guò)充都會(huì)導(dǎo)致電池性能受到嚴(yán)重破壞,甚至爆炸。鋰離子電池在充電過(guò)程必需避免對(duì)電池產(chǎn)生過(guò)充。

折疊參考電池壽命

鋰離子電池只能充放電500次?

相信絕大部分消費(fèi)者都聽(tīng)說(shuō)過(guò),鋰電池的壽命是“500次”,500次充放電,超過(guò)這個(gè)次數(shù),電池就“壽終正寢”了,許多朋友為了能夠延長(zhǎng)電池的壽命,每次都在電池電量完全耗盡時(shí)才進(jìn)行充電,這樣對(duì)電池的壽命真的有延長(zhǎng)作用嗎?答案是否定的。 鋰電池的壽命是“500次”,指的不是充電的次數(shù),而是一個(gè)充放電的周期。

一個(gè)充電周期意味著電池的所有電量由滿(mǎn)用到空,再由空充到滿(mǎn)的過(guò)程,這并不等同于充一次電。比如說(shuō),一塊鋰電在第一天只用了一半的電量,然后又為它充滿(mǎn)電。如果第二天還如此,即用一半就充,總共兩次充電下來(lái),這只能算作一個(gè)充電周期,而不是兩個(gè)。因此,通??赡芤?jīng)過(guò)好幾次充電才完成一個(gè)周期。每完成一個(gè)充電周期,電池容量就會(huì)減少一點(diǎn)。不過(guò),這個(gè)電量減少幅度非常小,高品質(zhì)的電池充過(guò)多次周期后,仍然會(huì)保留原始容量的 80%,很多鋰電供電產(chǎn)品在經(jīng)過(guò)兩三年后仍然照常使用。當(dāng)然,鋰電壽命到了最終后仍是需要更換的。

而所謂500次,是指廠商在恒定的放電深度(如80%)實(shí)現(xiàn)了625次左右的可充次數(shù),達(dá)到了500個(gè)充電周期。

(80%*625=500)(忽略鋰電池容量減少等因素)

而由于實(shí)際生活的各種影響,特別是充電時(shí)的放電深度不是恒定的, 所以"500個(gè)充電周期"只能作為參考電池壽命。

折疊壽命及影響因素

鋰電池一般能夠充放300-500次。最好對(duì)鋰電池進(jìn)行部分放電,而不是完全放電,并且要盡量避免經(jīng)常的完全放電。一旦電池下了生產(chǎn)線,時(shí)鐘就開(kāi)始走動(dòng)。不管你是否使用,鋰電池的使用壽命都只在最初的幾年。電池容量的下降是由于氧化引起的內(nèi)部電阻增加(這是導(dǎo)致電池容量下降的主要原因)。最后,電解槽電阻會(huì)達(dá)到某個(gè)點(diǎn),盡管這時(shí)電池充滿(mǎn)電,但電池不能釋放已儲(chǔ)存的電量。

鋰電池的老化速度是由溫度和充電狀態(tài)而決定的。下表說(shuō)明了兩種參數(shù)下電池容量的降低。

溫度 充電 40% 充電100%

0°C 一年后容量98% 一年后容量94%

25°C 一年后容量96% 一年后容量80%

40°C 一年后容量85% 一年后容量65%

60°C 一年后容量75% 三個(gè)月后容量60%

由圖可見(jiàn),高充電狀態(tài)和增加的溫度加快了電池容量的下降。

如果可能的話,盡量將電池充到40%放置于陰涼地方。這樣可以在長(zhǎng)時(shí)間的保存期內(nèi)使電池自身的保護(hù)電路運(yùn)作。如果充滿(mǎn)電后將電池置于高溫下,這樣會(huì)對(duì)電池造成極大的損害。(因此當(dāng)我們使用固定電源的時(shí)候,此時(shí)電池處于滿(mǎn)充狀態(tài),溫度一般是在25-30°C之間,這樣就會(huì)損害電池,引起其容量下降)。

鋰電池知識(shí)全面介紹

影響因素1:放電深度與可充電次數(shù)

由實(shí)驗(yàn)得出的左圖數(shù)據(jù)可以知道,可充電次數(shù)和放電深度有關(guān),電池放電深度越深,可充電次數(shù)就越少。

可充電次數(shù)*放電深度=總充電周期完成次數(shù),總充電周期完成次數(shù)越高,代表電池的壽命越高,即可充電次數(shù)*放電深度 = 實(shí)際電池壽命(忽略其他因素)

影響因素2:過(guò)充、過(guò)放、以及大的充電和放電電流

避免對(duì)電池產(chǎn)生過(guò)充,鋰離子電池任何形式的過(guò)充都會(huì)導(dǎo)致電池性能受到嚴(yán)重破壞,甚至爆炸。

避免低于2V或的深度放電,因?yàn)檫@會(huì)迅速永久性損壞鋰離子電池??赡馨l(fā)生內(nèi)部金屬鍍敷,這會(huì)引起短路,使電池不可用或不安全。

大多數(shù)鋰離子電池在電池組內(nèi)部都有電子電路,如果充電或放電時(shí)電池電壓低于、超過(guò)或如果電池電流超過(guò)預(yù)定門(mén)限值,該電子電路就會(huì)斷開(kāi)電池連接。

避免大的充電和放電電流,因?yàn)榇箅娏鹘o電池施加了過(guò)大的壓力。

影響因素3:過(guò)熱或過(guò)冷環(huán)境  

溫度對(duì)鋰電池壽命也有較大的影響。冰點(diǎn)以下環(huán)境有可能使鋰電池在電子產(chǎn)品打開(kāi)的瞬間燒毀,而過(guò)熱的環(huán)境則會(huì)縮減電池的容量。因此,如果筆記本長(zhǎng)期使用外接電源也不將電池取下來(lái),電池就長(zhǎng)期處于筆記本排出的高熱當(dāng)中,很快就會(huì)報(bào)廢。

影響因素4:長(zhǎng)時(shí)間滿(mǎn)電、無(wú)電狀態(tài)

過(guò)高和過(guò)低的電量狀態(tài)對(duì)鋰電池的壽命有不利影響。大多數(shù)售賣(mài)電器或電池上標(biāo)識(shí)的可反復(fù)充電次數(shù),都是以放電80%為基準(zhǔn)測(cè)試得出的。實(shí)驗(yàn)表明,對(duì)于一些筆記本電腦的鋰電池,經(jīng)常讓電池電壓超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)電壓伏特,即從伏上升到伏,那么電池的壽命會(huì)減半,再提高伏,則壽命減為原來(lái)的1/3;給電池充電充得越滿(mǎn),電池的損耗也會(huì)越大。長(zhǎng)期低電量或者無(wú)電量的狀態(tài)則會(huì)使電池內(nèi)部對(duì)電子移動(dòng)的阻力越來(lái)越大,于是導(dǎo)致電池容量變小。鋰電池最好是處于電量的中間狀態(tài),那樣的話電池壽命最長(zhǎng)。

由上可以總結(jié)出以下幾點(diǎn)可延長(zhǎng)鋰電池容量和壽命的注意事項(xiàng)。

1.如果長(zhǎng)期用外接電源為筆記本電腦供電,或者電池電量已經(jīng)超過(guò)80%,馬上取下電池。平時(shí)充電不需將電池充滿(mǎn),充至80%左右即可。調(diào)整操作系統(tǒng)的電源選項(xiàng),將電量警報(bào)調(diào)至20%以上,平時(shí)電池電量最低不要低于20%。

2.手機(jī)等小型電子設(shè)備,充好電就應(yīng)立刻斷開(kāi)電源線 (包括充電功能的USB接口),一直連接會(huì)損害電池。要經(jīng)常充電,但不必非得把電池充滿(mǎn)。

3.無(wú)論是對(duì)筆記本還是手機(jī)等,都一定不要讓電池耗盡(自動(dòng)關(guān)機(jī))。

4.如果要外出旅行,可把電池充滿(mǎn),但在條件允許的情況下隨時(shí)為電器充電。

5.使用更為智能省電的操作系統(tǒng)。

第一,鋰離子電池在人們的生活中隨處可見(jiàn),各種便攜式電子產(chǎn)品、車(chē)載GPS等,鋰離子電池成為維持這些工具運(yùn)轉(zhuǎn)的重要部件。保持鋰離子電池適度充電、放電可延長(zhǎng)電池壽命。鋰離子電池電量維持在10%~90%有利于保護(hù)電池。這意味著,給手機(jī)、筆記本電腦等數(shù)碼產(chǎn)品的電池充電時(shí),無(wú)需達(dá)到最大值。

配有鋰離子電池的數(shù)碼產(chǎn)品暴露在日照下或者存放在炎熱的汽車(chē)內(nèi),最好將這些產(chǎn)品處于關(guān)閉狀態(tài),原因是如果運(yùn)行溫度超過(guò)60攝氏度,鋰離子電池會(huì)加速老化。鋰電池充電溫度范圍:0~45攝氏度,鋰電池放電溫度范圍0~60攝氏度。

第二,如果手機(jī)電池每天都需充電,原因可能是這塊電池存在缺陷,或者是它該“退休”了。

對(duì)筆記本所有者而言,如果長(zhǎng)時(shí)間插上插頭,最好取下電池(電腦在使用過(guò)程中產(chǎn)生的高熱量對(duì)筆記本電池不利)。

第三,通常情況下,50%電量最利于鋰離子電池保存。

折疊充電的正確做法

歸結(jié)起來(lái),對(duì)鋰電池在使用中的充放電問(wèn)題最重要的提示是:

1.按照標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間和程序充電,即使是新鋰電池,前三次也要如此進(jìn)行;

2、當(dāng)出現(xiàn)機(jī)器電量過(guò)低提示時(shí),應(yīng)該盡量及時(shí)開(kāi)始充電(不要等到自動(dòng)關(guān)機(jī));

3.鋰電池的激活并不需要特別的方法,在機(jī)器正常使用中鋰電池會(huì)自然激活。 如果你執(zhí)意要用流傳的“前三次12小時(shí)長(zhǎng)充電” 激活 “方法,實(shí)際上也不會(huì)有效果。

因此,所有追求12小時(shí)超長(zhǎng)充電和把單電芯鋰電池用到自動(dòng)關(guān)機(jī)的做法,都是錯(cuò)誤的。如果你以前是按照錯(cuò)誤的說(shuō)法做的,請(qǐng)你及時(shí)改正,也許為時(shí)還不晚。

每塊手機(jī)電池的壽命的確是恒定的,由它的充電循環(huán)次數(shù)決定,一般為400-600次。但用戶(hù)的使用習(xí)慣也會(huì)對(duì)電池產(chǎn)生較大的影響。不良的使用習(xí)慣,比如過(guò)度充電、過(guò)度放電、高溫放置環(huán)境等,都會(huì)對(duì)電池造成不可逆?zhèn)?,令電池折壽,有時(shí)還可能存在安全隱患。另外,通過(guò)關(guān)閉閑置程序,合理省電,把每一滴電量都用到刀刃上,在有限的電量里做更有意義的事情。

養(yǎng)成良好的使用習(xí)慣,不要等到徹底沒(méi)電再充電,也不要長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)過(guò)度充電等。鋰離子喜歡淺放淺充。當(dāng)然,對(duì)于一個(gè)普通用戶(hù)來(lái)說(shuō),要時(shí)時(shí)記住何時(shí)該充電或關(guān)閉軟件等省電操作非常困難。金山電池醫(yī)生可一鍵智能實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),并且提供可根據(jù)自己實(shí)際生活習(xí)慣自定義的系統(tǒng)模式,幫助用戶(hù)更加合理地使用好手機(jī)電量。

(來(lái)自移動(dòng)設(shè)備電池白皮書(shū))

折疊筆記本電腦電池校正

筆記本續(xù)航時(shí)間變短是因?yàn)殡姵卦诙啻蔚某潆姾头烹娺^(guò)程中,筆記本BIOS系統(tǒng)對(duì)電池電量產(chǎn)生了誤判,這樣的情況下,我們可以通過(guò)“電池校正”方法讓筆記本剩余的電量充分發(fā)揮出來(lái)。下面給大家介紹兩種方法來(lái)校正筆記本電池。

標(biāo)準(zhǔn)校正法:用筆記本BIOS中的電池校正功能

很多品牌的筆記本電腦在其BIOS里面都集成了電池校正的程序,一般英文的說(shuō)法叫做“Battery Calibration”,即“電池電量校對(duì)”。直接進(jìn)入本本BIOS就能完成電池校正的操作。

1、開(kāi)機(jī),出現(xiàn)開(kāi)機(jī)畫(huà)面后按F2進(jìn)入BIOS菜單;通過(guò)左右方向鍵,選擇進(jìn)入Power菜單。

2、進(jìn)入Power菜單,就能看到“Start Battery Calibration”選項(xiàng),選中它并按回車(chē)鍵執(zhí)行。

3、這時(shí)屏幕會(huì)變成藍(lán)色,并有英文提示,要求把筆記本的電源適配器插上給電池充電。等電池電量充滿(mǎn)后,屏幕又提示用戶(hù)斷開(kāi)電源適配器。之后筆記本開(kāi)始持續(xù)對(duì)電池放電,直到電池電量耗盡。

4、這個(gè)過(guò)程需要一段時(shí)間,等電池耗盡自動(dòng)關(guān)機(jī)后,然后接上電源適配器給電池充電,但不要開(kāi)機(jī)。等充電完畢(充電指示燈熄滅)后,電池校正的過(guò)程才算完成。

手動(dòng)校正法:讓筆記本本開(kāi)機(jī)自然放電

有些筆記本在BIOS里怎么找也找不到電池校正的選項(xiàng)。難道這樣的筆記本就沒(méi)法進(jìn)行電池校正嗎?通過(guò)我們手動(dòng)的一些設(shè)置,讓本本在正常工作中放電直到自動(dòng)關(guān)機(jī)。

自然放電的原理

表面上看,電池校正的過(guò)程是對(duì)電池進(jìn)行充電和放電,不過(guò)它的目的不是像我們所想象的那樣激活電池,因?yàn)楝F(xiàn)在的本本電池都是鋰電池,不存在激活的問(wèn)題。而充放電的真正目的是讓電腦重新認(rèn)識(shí)電池的容量。所以要盡量把電放干凈,讓本本工作在較小功率下,這樣校正的效果才好。

1、筆記本在操作系統(tǒng)(以Windows XP為例)中,進(jìn)入“電源選項(xiàng)”。把“電源使用方案”選擇為“一直開(kāi)著”,并把“關(guān)閉監(jiān)視器”、“關(guān)閉硬盤(pán)”設(shè)置為最短的時(shí)間,而系統(tǒng)待機(jī)要設(shè)為“從不”。

2、在“電源選項(xiàng)”的“警報(bào)”中,取消所有警報(bào)選項(xiàng),目的是讓電池完全耗盡直到關(guān)機(jī)。

3、設(shè)置完畢之后,關(guān)閉所有的應(yīng)用程序,關(guān)閉WIFI,拔掉電源適配器,用電池供電。不要做任何操作,直至把電池耗盡后自動(dòng)關(guān)機(jī)。放電完畢后,連上電源適配器,把電池充滿(mǎn),則完成了一次電池校正。

如果給筆記本電池校正后電池的續(xù)航能力還不是很明顯,那就可能是電池的本身老化所致的,如果筆記本續(xù)航能力正常,不推薦使用電池校正。

前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《中國(guó)鋰電池行業(yè)市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示,我國(guó)手機(jī)產(chǎn)量呈現(xiàn)波動(dòng)增長(zhǎng)趨勢(shì),2007年手機(jī)產(chǎn)量為億臺(tái),到2012年產(chǎn)量增加到億臺(tái),2013年1-10月,我國(guó)手機(jī)累計(jì)產(chǎn)量達(dá)到12億臺(tái)。這主要是我國(guó)居民生活水平提高,消費(fèi)購(gòu)買(mǎi)力增強(qiáng)對(duì)手機(jī)需求的拉動(dòng)所致。

從筆記本電腦產(chǎn)量來(lái)看,近幾年,我國(guó)筆記本電腦產(chǎn)量呈逐年上升趨勢(shì),從2005年的萬(wàn)臺(tái)增長(zhǎng)到2011年的萬(wàn)臺(tái),年均復(fù)合增長(zhǎng)率在32%以上。2012年,我國(guó)筆記本電腦產(chǎn)量為億臺(tái),同比增長(zhǎng)。2013年1-9月,全國(guó)筆記本電腦累計(jì)總產(chǎn)量?jī)|臺(tái),同比增長(zhǎng)。

前瞻認(rèn)為,我國(guó)消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品的快速增長(zhǎng)是鋰電池產(chǎn)業(yè)擴(kuò)張的主要?jiǎng)恿?,此外,近年?lái)電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)自行車(chē)等受?chē)?guó)家產(chǎn)業(yè)政策的支持發(fā)展較快,動(dòng)力鋰電成為鋰電池的潛力領(lǐng)域。

近年來(lái),我國(guó)智能手機(jī)、平板電腦、移動(dòng)電源等便攜式消費(fèi)電子異軍突起,帶動(dòng)小型鋰電池穩(wěn)步增長(zhǎng),此外,電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)日益完善,大型鋰電池的市場(chǎng)需求也逐步釋放。預(yù)計(jì)未來(lái)幾年,這些需求動(dòng)力仍然存在,鋰電池將保持增長(zhǎng)趨勢(shì)。

8月6日,工信部披露,上半年我國(guó)鋰電池制造企業(yè),累計(jì)完成主營(yíng)收入同比增長(zhǎng),實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)總額同比增長(zhǎng),完成稅金總額同比增長(zhǎng)。鋰電池行業(yè)利潤(rùn)的快速上升,與新能源汽車(chē)的銷(xiāo)售放量密切相關(guān)。[2]

數(shù)據(jù)顯示,7月份我國(guó)新能源汽車(chē)生產(chǎn)萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)倍,2015年有望完成20萬(wàn)輛的銷(xiāo)售目標(biāo)。隨著各地補(bǔ)貼細(xì)則相繼落地、充電設(shè)施扶持政策出臺(tái)等因素推動(dòng),電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)售將延續(xù)高增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),并給上游鋰電池企業(yè)帶來(lái)實(shí)質(zhì)性訂單支撐。

從工信部數(shù)據(jù)來(lái)看,2015年1月至6月,全國(guó)規(guī)模以上電池制造企業(yè)累計(jì)完成主營(yíng)業(yè)務(wù)收入同比增長(zhǎng),實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)總額同比增長(zhǎng),完成稅金總額同比增長(zhǎng)。其中,鋰離子電池營(yíng)收增速和利潤(rùn)增速,遠(yuǎn)高于行業(yè)平均水平,表明在新能源汽車(chē)、儲(chǔ)能市場(chǎng)加速發(fā)展的背景下,鋰電池市場(chǎng)占比正在快速上升。

2017年1月13日,三星公布下一代車(chē)用鋰電的續(xù)航將達(dá)到600km,即使在80%電量的情況下依舊可以行駛至少500km,充電速度將控制在20分鐘左右。[4]

1. 鋰原電池

也稱(chēng)一次鋰電池。可以連續(xù)放電,也可以間歇放電。一旦電能耗盡便不能再用,目前在照相機(jī)等耗電量較低的電子產(chǎn)品中廣泛使用。 鋰原電池自放電很低,可保存3年之久,在冷藏的條件下保存,效果會(huì)更好。將鋰原電池存放在低溫的地方,不失是一個(gè)好方法。 注意事項(xiàng):鋰原電池與鋰離子電池不同,鋰原電池不能充電,充電十分危險(xiǎn)!

2. 鋰離子電池

也稱(chēng)二次鋰電池。在20℃下可儲(chǔ)存半年以上,這是由于它的自放電率很低,而且大部分容量可以恢復(fù)。

鋰電池存在的自放電現(xiàn)象,如果電池電壓在以下長(zhǎng)時(shí)間保存,會(huì)導(dǎo)致電池過(guò)放電而破壞電池內(nèi)部結(jié)構(gòu),減少電池壽命。因此長(zhǎng)期保存的鋰電池應(yīng)當(dāng)每3~6個(gè)月補(bǔ)電一次,即充電到電壓為(鋰電池最佳儲(chǔ)存電壓為左右)、保持在40%-60%放電深度為宜,不宜充滿(mǎn)。電池應(yīng)保存在4℃~35℃的干燥環(huán)境中或者防潮包裝。 要遠(yuǎn)離熱源,也不要置于陽(yáng)光直射的地方。

鋰電池的應(yīng)用溫度范圍很廣,在北方的冬天室外,仍然可以使用,但容量會(huì)降低很多,如果回到室溫的條件下,容量又可以恢復(fù)。

1、鋰電池的充電:根據(jù)鋰電池的結(jié)構(gòu)特性,最高充電終止電壓應(yīng)為,不能過(guò)充,否則會(huì)因正極的鋰離子拿走太多,而使電池報(bào)廢。其充放電要求較高,可采用專(zhuān)用的恒流、恒壓充電器進(jìn)行充電。通常恒流充電至/節(jié)后轉(zhuǎn)入恒壓充電,當(dāng)恒壓充電電流降至100mA以?xún)?nèi)時(shí),應(yīng)停止充電。

充電電流(mA)=~倍電池容量(如1350mAh的電池,其充電電流可控制在135~2025mA之間)。常規(guī)充電電流可選擇在倍電池容量左右,充電時(shí)間約為2~3小時(shí)。

2、鋰電池的放電:因鋰電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)所致,放電時(shí)鋰離子不能全部移向正極,必須保留一部分鋰離子在負(fù)極,以保證在下次充電時(shí)鋰離子能夠暢通地嵌入通道。否則,電池壽命就相應(yīng)縮短。為了保證石墨層中放電后留有部分鋰離子,就要嚴(yán)格限制放電終止最低電壓,也就是說(shuō)鋰電池不能過(guò)放電。放電終止電壓通常為V/節(jié),最低不能低于/節(jié)。電池放電時(shí)間長(zhǎng)短與電池容量、放電電流大小有關(guān)。電池放電時(shí)間(小時(shí))=電池容量/放電電流。鋰電池放電電流(mA)不應(yīng)超過(guò)電池容量的3倍。(如1000mAH電池,則放電電流應(yīng)嚴(yán)格控制在3A以?xún)?nèi))否則會(huì)使電池?fù)p壞。

目前市場(chǎng)上所售鋰電池組內(nèi)部均封有配套的充放電保護(hù)板。只要控制好外部的充放電電流即可。

折疊鋰錳電池常規(guī)型號(hào)

型號(hào) 標(biāo)稱(chēng)電壓(V) 標(biāo)稱(chēng)容量(mAh) 工作電流(標(biāo)準(zhǔn)電流)(mA) 工作電流(連續(xù)電流)(mA) 工作電流(脈沖電流)(mA) 最大尺寸(mm)

直徑*高度 參考質(zhì)量(g)

CR3032 3V 550mAh 0.2mA mA 20mA 30.0mm*3.2mm 6.8g

CR2477 3v 950mAh 0.2mA mA 20mA 24.5mm*7.7mm 9.9g

CR2450 3v 550mAh 0.2mA mA 20mA 24.5mm*5.0mm 5.8g

CR2430 3v 270mAh 0.2mA mA 20mA 24.5mm*mm 4.3g

CR2412 3v 90mAh mA 1.0mA 15mA 24.5mm*1.2mm 2.2g

CR2354 3v 530mAh 0.2mA mA 20mA 2mm*5.4mm 6.3g

CR2335 3V 300mAh 0.2mA mA 20mA 2mm*mm g

CR2330 3V 260mAh 0.2mA 2.0mA 20mA 2mm*mm 3.7g

CR2325 3V 190mAh 0.2mA 2.0mA 20mA 2mm*mm 3.2g

CR2320 3V 130mAh 0.2mA 2.0mA 20mA 2mm*2.0mm 2.7g

CR2032 3V 220mAh 0.2mA 2.0mA 20mA 20.0mm*3.2mm g

CR2025 3V 150mAh 0.2mA 2.0mA 20mA 20.0mm*mm g

CR2016 3V 75mAh mA 1.0mA 15mA 20.0mm*1.6mm 1.7g

CR1632 3V 120mAh mA 1.0mA 15mA 1mm*3.2mm 1.8g

CR1620 3 V 70mAh mA 1.0mA 10mA 1mm*2.0mm 1.2g

CR1616 3V 50mAh mA 1.0mA 10mA 1mm*1.6mm 1.1g

CR1225 3V 50mAh mA 1.0mA 5mA 1mm*mm 0.9g

CR1216 3V 25mAh mA 1.0mA 5mA 12.0mm*1.6mm 0.7g

CR1025 3V 30mAh mA 1.0mA 5mA 10.0mm*mm 0.6g

CR1220 3V 38mAh mA 1.0mA 5mA 12.0mm*2.0mm 0.8g

標(biāo)準(zhǔn)電流是電池能夠提供的額定工作電流;

連續(xù)電流是電池能夠連續(xù)不斷提供的電流;

脈沖電流是方向不變,強(qiáng)度隨時(shí)間周期性改變的電流,也叫脈動(dòng)電流。

對(duì)于圓柱形鋰離子電池,其型號(hào)一般為5位數(shù)字。如下表所示。前兩位數(shù)字為電池的直徑,中間兩位數(shù)字為電池的高度。單位為毫米。例如18650鋰電池,它的直徑為18毫米,高度為65毫米。

常規(guī)型圓柱鋰離子電池型號(hào)表

型號(hào) 額定容量(mAh) 標(biāo)稱(chēng)電壓(V) 放電終止電壓(V) 額定充電電壓(V) 內(nèi)阻(mΩ) 直徑(mm) 高度(mm) 參考質(zhì)量(g)

ICR18650 1800~2600 -3.7 ≤70 18 65 45

ICR18490 1400 -3.7 ≤70 18 49 34

ICR14650 1100 -3.7 ≤80 14 65 27

ICR14500 800 -3.7 ≤80 14 50 21

ICR14430 700 -3.7 ≤80 14 43 18

動(dòng)力型圓柱鋰離子電池型號(hào)表 

型號(hào) 額定容量(mAh) 標(biāo)稱(chēng)電壓(V) 放電終止電壓(V) 額定充電電壓(V) 內(nèi)阻(mΩ) 直徑(mm) 高度(mm) 參考質(zhì)量(g)

INR18650 1200~1500 ≤60 18 65 45

INR18490 1100 ≤60 18 49 34

磷酸鐵鋰型圓柱鋰離子電池型號(hào)表 

型號(hào) 額定容量(mAh) 標(biāo)稱(chēng)電壓(V) 放電終止電壓(V) 額定充電電壓(V) 內(nèi)阻(mΩ) 直徑(mm) 高度(mm) 參考質(zhì)量(g)

IFR26650 3000 3.2 2.0 ≤80 26 65 94

IFR22650 1800 3.2 2.0 ≤80 22 65 67

IFR18650 1100~1400 3.2 2.0 ≤80 18 65 45

IFR18490 1000 3.2 2.0 ≤80 18 49 34

注:"內(nèi)阻≤多少mΩ" 意為 "在充滿(mǎn)電的情況下,以最大放電電流進(jìn)行恒流放電,當(dāng)內(nèi)阻達(dá)到多少mΩ時(shí),電池接近報(bào)廢"

現(xiàn)在,鋰離子電池由于正極材料較多,與不同的負(fù)極搭配,具有不同的工作電壓,如或。

折疊方型鋰離子電池

方型鋰離子電池是生活中最常見(jiàn)的鋰電池,它的型號(hào)非常多,MP3、MP4、手機(jī)、航模等產(chǎn)品上廣泛使用。

方形鋰離子電池分為金屬殼封裝(銀白色硬殼)和鋁塑殼封裝(灰白色軟殼,用指甲可劃痕)兩種.金屬殼封裝的是鋰離子電池或液態(tài)鋰電池,鋁塑殼封裝的是鋰離子聚合物(高分子)電池(Lithium ion polymer battery).這兩種電池使用的化學(xué)材料和電化學(xué)特性可說(shuō)是大同小異,主要的差異只是鋰離子聚合物電池使用一些膠態(tài)物質(zhì)幫助電池極版的貼合或吸收電解液,減少了液態(tài)電解液的使用量,從而電池的封裝可由金屬殼改成鋁塑殼了。金屬殼鋰電池的外殼是負(fù)極,正極在電池一側(cè)的突起物上;鋁塑殼鋰電池的正負(fù)極分別是電池一側(cè)的兩片極板,外殼為絕緣體.

金屬殼鋰電池

對(duì)于方型鋰離子電池,其型號(hào)一般為6位數(shù)字。如下表所示。前兩位數(shù)字為電池的厚度,帶1位小數(shù);中間兩位數(shù)字為電池的寬度;最后兩位數(shù)字為電池的長(zhǎng)度。單位為毫米。例如606168鋰電池,它的厚度為毫米,寬度為61毫米,長(zhǎng)度為68毫米。(注意:由于各電池廠商采用的封裝方法不同,同型號(hào)的方形鋰離子電池的容量存在300mAh以?xún)?nèi)的差別)

方形鋰離子電池的標(biāo)稱(chēng)電壓一般為~,充電終止電壓一般為。

方形鋰離子電池型號(hào) 長(zhǎng)度(mm) 寬度(mm) 厚度(mm) 標(biāo)稱(chēng)電壓(V) 額定充電電壓(V)

abcdef ef cd a.b ~3.7

為確保飛行安全,避免因旅客攜帶鋰電池而發(fā)生不安全事件(機(jī)內(nèi)溫度較高時(shí),鋰金屬電池容易起火燃燒),2008年8月,中國(guó)民用航空局對(duì)旅客攜帶鋰電池乘機(jī)曾作出明確規(guī)定:

第一,不允許旅客在托運(yùn)行李中夾帶鋰電池。

第二,旅客可以攜帶為個(gè)人自用的鋰離子電池芯或電池的消費(fèi)用電子裝置(手表、計(jì)算器、照相機(jī)、手機(jī)、手提電腦、便攜式攝像機(jī)等)。對(duì)備用電池必須單個(gè)做好保護(hù)以防短路,并且僅能在手提行李中攜帶。此外,每一塊備用電池不得超過(guò)以下數(shù)量:對(duì)于鋰金屬或鋰合金電池,鋰含量不超過(guò)2克;對(duì)于鋰離子電池,其等質(zhì)總鋰含量不超過(guò)8克。

第三,旅客可以攜帶等質(zhì)總鋰含量在8克以上而不超過(guò)25克的鋰離子電池,如果單個(gè)做好保護(hù)而能防止短路,可在手提行李中攜帶。備用電池每人限帶2個(gè)。

第四,其他類(lèi)型的備用干電池,比如鎳氫電池等,如做好防短路措施也可以隨身攜帶。

第五,等質(zhì)總鋰含量超過(guò)25克的鋰離子電池,應(yīng)按照《鋰電池航空運(yùn)輸規(guī)范》(MH/T1020-2007)的標(biāo)準(zhǔn),以貨物運(yùn)輸形式發(fā)運(yùn)。

美國(guó)電池創(chuàng)業(yè)公司Sakti3獲Dyson1500萬(wàn)美元融資

自鋰電池誕生以來(lái),一直都是使用液態(tài)電解質(zhì),易燃,不安全,所以我們才會(huì)經(jīng)??吹礁鞣N鋰電池爆炸的消息,續(xù)航能力差就更不用說(shuō)了。Sakti3則一致力于固態(tài)電池的研發(fā),要在各方面超越傳統(tǒng)鋰電池:它更安全,即使將電池劈成兩半或放在高溫環(huán)境,電池也仍能繼續(xù)工作;電池能量密度也更大,相比目前最好的鋰電池,提升了一倍多,差不多達(dá)到每升1100瓦,用在智能手表上,續(xù)航能從小時(shí)提升到9小時(shí),用在電動(dòng)車(chē)上,運(yùn)行里程能從256英里提升到480英里;價(jià)格也更便宜,可以做到每千瓦時(shí)100美元,要遠(yuǎn)低于目前200到300美元的價(jià)格。

科技變革往往從底層技術(shù)取得突破開(kāi)始。移動(dòng)終端、智能設(shè)備、電動(dòng)汽車(chē)、機(jī)器人等要想普及,電池技術(shù)的突破必不可少。2007年成立的電池創(chuàng)業(yè)公司Sakti3一直在研發(fā)、制造高性能固態(tài)鋰離子電池,最近他們獲得Dyson1500萬(wàn)美元的新融資。[1]

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