锂电池优点
1)电压高
单体电池的工作电压高达3.7-3.8V(磷酸铁锂的是3.2V),是Ni-Cd、Ni-MH 电池的3倍。
2)比能量大
能达到的实际比能量为555Wh/kg左右,即材料能达到150mAh/g以上的比容量(3--4倍于Ni-Cd,2--3倍于Ni-MH),已接近于其理论值的约88%。
3)循环寿命长
一般均可达到500次以上,甚至1000次以上,磷酸铁锂的可以达到2000次以上。
对于小电流放电的电器,电池的使用期限,将倍增电器的竞争力。
4)安全性能好
无公害,无记忆效应.作为Li-ion前身
新型锂离子电池
的锂电池,因金属锂易形成枝晶发生短路,缩减了其应用领域:Li-ion中不含镉、铅、汞等对环境有污染的元素:部分工艺(如烧结式)的Ni-Cd电池存在的一大弊病为“记忆效应”,严重束缚电池的使用,但Li-ion根本不存在这方面的问题。
5)自放电小
室温下充满电的Li-ion储存1个月后的自放电率为2%左右,大大低于Ni-Cd 的25-30%,Ni-MH的30-35%。
6) 快速充电
1C充电30分钟容量可以达到标称容量的80%以上,磷铁电池可以达到10分
钟充电到标称容量的90%。
7) 工作温度
工作温度为-25~45°C,随着电解液和正极的改进,期望能扩宽到-40~70°C。
充电温度:对电池充电时,其环境温度不能超过产品特性表中所列的温度范围。
电池应在0~45℃温度范围内进行充电,远离高温(高于60℃)和低温(-20℃)环境。
锂离子电池在充电或放电过程中若发生过充、过放或过流时,会造成电池的损坏或降低使用寿命。
为此开发出各种保护元件及由保护IC组成的保护电路,它安装在电池或电池组中,使电池获得完善的保护。
但是在使用中应尽可能防止过充电及过放电。
例如,手机电池在充电过程中,快充满时应及时与充电器进行分离。
放电深度浅时,循环寿命会明显提高。
因此在使用时,不要等到手机上出现电池不足的信号时才去充电,更不要在出现此信号时继续使用,尽管出现此信号时还有一部分残余容量可供使用。
内短路保护
锂离子电池由于材料体系及制成工艺等诸多方面因素的影响,存在发生内短路的风险。
虽然锂离子电池在出厂时都已经经过严格的老化及自放电筛选,但由于过程失效及其他不可预知的使用因素影响,依然存在一定的失效概率导致使用过程中出现内短路。
对于动力电池,其电池组中锂离子电池多达几百节甚至上万节,
大大放大了电池组发生内短的概率。
由于动力电池组内部所蕴含的能量极大,内短路的发生极易诱发恶性事故,导致人员伤亡和财产损失。
对于并联的锂离子动力电池模组,当其中一节或几节电池发生内短时,电池模组中的其他电池会对其放电,电池组的能量会使内短电池温度急速升高,极易诱发热失控,最终导致电池起火爆炸。
常规的温度探测在电池升温时,虽然可以告知IC切断主回路,但无法阻止并联电池模组内部的持续放电,并且由于主回路切断,电池模组所有的能量都集中于内短路电池,反而增加了热失控发生的几率。
理想的方案是,在发现某节电池发生内短而升温时,可以切断该节电池与模组中过充
所有的锂离子电池,包括聚合物锂离子电池、锂铁电池等等,都非常害怕过充。
锂离子电池如果充电时间过长,发生的爆炸的可能性就会加大。
锂的化学性质非常活泼,很容易燃烧,当电池充放电时,电池内部持续升温,活化过程中所产生的气体膨胀,使电池内压加大。
压力达到一定程度,如外壳有伤痕,即会破裂,引起漏液、起火,甚至爆炸。
所以,大家在使用锂离子电池的时候要非常注意安全。
充电
充电是电池重复使用的重要步骤,锂离子电池的充电过程分为两个阶段:恒流快充阶段和恒压电流递减阶段。
恒流快充阶段,电池电压逐步升高到电池的标准电压,随后在控制芯片下转入恒压阶段,电压不再升高以确保不会过充,电流则随着电池电量的上升逐步减弱到设定的值,而最终完成充电。
电量统计芯片通过记录放电曲线可以抽样计算出电池的电量。
锂离子电池在多次使用后,放电曲线会
发生改变,锂离子电池虽然不存在记忆效应,但是充、放电不当会严重影响电池性能。
充电注意事项
锂离子电池过度充放电会对正负极造成永久性损坏。
过度放电导致负极碳片层结构出现塌陷,而塌陷会造成充电过程中锂离子无法插入;过度充电使过多的锂离子嵌入负极碳结构,而造成其中部分锂离子再也无法释放出来。
充电量等于充电电流乘以充电时间,在充电控制电压一定的情况下,充电电流越大(充电速度越快),充电电量越小。
电池充电速度过快和终止电压控制点不当,同样会造成电池容量不足,实际是电池的部分电极活性物质没有得到充分反应就停止充电,这种充电不足的现象随着循环次数的增加而加剧。
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