锂电池现在容量是瓶颈,是否有新型锂电池材料能来改变快充与大容量?

提到锂电池,我要先排除锂电池之外的其他动力电池路线,相对于锂电池来说,比如氢燃料电池等等需要重建一个产业链来支撑,这需要很长的时间和大量的投资,短期内都只是噱头,难成气候,钒电池,石墨烯都是实验室阶段,实验室到商业化,完全是两个概念。所以炒作这个,是醉翁之意不在酒,每次冒出钒电池啥概念本人基本目不侧视。

还有,我们通常用的手机电脑都会用到锂电池,这些只是属于消费级电池(3C产品),与所谓的新能源汽车锂电池也大有区别,两者所在的市场增长情况完全不一样,前者经过前几年的高速增长后略有疲软,后者刚刚发力,汽车所用的动力电池属于动力锂电池,在容量密度,安全性各方面要求会更高,技术难度也更大,这其中涉及很多知识,不详述。

 超力扬聚合物锂电池现在还是采用高密度钴酸锂正极材料,陶瓷隔膜可以在原基础增加10%的容量值 

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聚合物锂电池的特性及使用优点

一般的电池的三要素:正极、负极与电解质。所谓的聚合物锂电池是指在三要素中至少有一个或一个以上采用高分子材料的电池系统。在锂聚合物电池系统中,高分子材料大多数被用在了正极和电解质上。正极材料使用的是导电高分子聚合物或一般锂离子电池所使用的无机化合物,负极常应用锂金属或锂碳层间化合物,电解质是采用固态或者胶态高分子电解质,或者有机电解液。由于锂聚合物中没有多余的电解液,因此它更可靠更稳定。

聚合物锂电池是采用铝合金做正极,采用高分子导电材料、聚乙炔、聚苯胺或聚对苯酚等做负极,有机溶剂作为电解质。锂聚苯胺电池的比能量可达到350W.h/kg,但比功率只有50-60W/kg,使用温度-40-70度,寿命约330次左右。

相对于锂离子电池,聚合物锂电池的特点如下:

1. 锂电池满电电压提高到4.4V,提高更大能量密度。

2. 可制成薄型电池:以3.6V250mAh的容量,其厚度可薄至0.5mm。

3. 电池可设计成多种形状。

4. 可制成单颗高电压:液态电解质的电池仅能以数颗电池串联得到高电压,而高分子电池由于本身无液体,可在单颗内做成多层组合来达到高电压。

5. 放电量,理论上高出同样大小的锂离子电池10%。

聚合物锂电池(Li-polymer,又称之为高分子锂离子电池), 具有比能量高、小型化、超薄化、轻量化和安全性高等多种优势。基于这样的优点,聚合物锂电池是可制成任何形状与容量的电池,进而满足各种产品的需要;并且它采用铝塑包装,内部出现问题可立即通过外包装表现出来,即便存在安全隐患,也不会爆炸,只会鼓胀。在聚合物电池中,电解质起着隔膜和电解液的双重功能:一方面像隔膜一样隔离开正负极材料,使电池内部不发生自放电及短路,另一方面又像电解液一样在正负极之间传导锂离子。聚合物电解质不仅具有良好的导电性,而且还具备高分子材料所特有的质量轻、弹性好、易成膜等特性,也顺应了化学电源质量轻、安全、高效、环保的发展趋势。

使用优点

1. 无电池漏液问题,其电池内部不含液态电解液,使用胶态的固体。

2. 可制成薄型电池:以3.6V400mAh的容量,其厚度可薄至0.5mm。

3. 电池可设计成多种形状。

4. 电池可弯曲变形:高分子电池最大可弯曲90度左右。

5. 可制成单颗高电压:液态电解质的电池仅能以数颗电池串联得到高电压,高分子电池由于本身无液体,可在单颗内做成多层组合来达到高电压。

6. 容量将比同样大小的锂离子电池高出一倍。

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圆柱锂电池的优点、缺点以及结构

圆柱锂电池就是圆型的锂电池,我们这里通常是指圆柱18560锂电池,圆柱锂电池是被研究分析的比较多,技术讨论最全面的电池品种。单个主要是由正极,负极,隔膜,正极负极集电极,阀门,过电流保护设备,绝缘件和外壳共同组合而成。外壳,早期钢壳较多,现阶段以铝壳为主导。可分为钴酸锂电池、锰酸锂电池、三元材料。3种材料体系电池各有不同的优势,电池普遍使用于:手提电脑、数码摄像机、照明设备、儿童玩具企业产品、气动工具、携带式移能源等领域。本文一起来看看圆柱电池相关的几个技术点。
  圆柱电池结构

  关注一下动力电池就会发现,圆柱18560电池,是被研究的最多,技术讨论最充分的电池品种。单体主要由正极,负极,隔膜,正极负极集电极,安全阀,过流保护装置,绝缘件和壳体共同组成。壳体,早期钢壳较多,当前以铝壳为主。其中安全阀、PTC如下图所示。

  单体过流保护装置,每个厂家的设计并不相同,根据对安全性要求的不同,价格要去不同,可以进行定制。一般的安全装置主要有PTC正温度系数电阻和熔断装置两大类。

  PTC,当出现过大电流,电阻发热,温度积累更促进PTC阻值的上升,当温度超过一个阈值以后,陡然增大,相当于把故障电芯从总体回路中隔离开来,避免进一步热失控的发生。

  熔断装置,原理上就是一个熔丝,遇到过大电流,熔丝熔断,回路被断开。

  两种保护装置的区别在于前者可恢复,后者的保护是一次性的,一旦故障发生,系统必须认为更换问题电芯才能正常工作。

圆柱锂电池优点:

1、单个一致性较好

换句话说还可以大批量的成产制造生产加工,电池厂家技术成熟完善圆柱锂电池生一天产能高(就如量能电池厂家一天课生产加工20万支圆柱锂电池)

2、圆柱锂电池耐高,安全不容易爆炸

单个自己本身力学性能好,与正方形和软包电池相比之下,封闭的圆柱体,相似尺寸下,还可以获得最高的的弯曲强度;封闭性能好,不容易爆炸。技术成熟,成本低,但与此同时,生产成本优化的空间也早已消耗的差不多;

3、能量密度高

单个能量小,出现安全事故时,形式易于控制,但这一点也正在变成它被取代的理由(那句流行的话怎么说呢,成就你的也将摧毁你,打不死你的也必将使你强大,物同其理啊)

4、内电阻小

极大的减低了电池的自耗电,增加智能手机的续航,完全还可以达到与国际接轨的水平。这类兼容大放电电流的聚合物锂电更是遥控模型的理想化挑选,变成最有希望替代镍氢电池的企业产品。

5.使用范围广

手提电脑、手持对讲机、携带式碟机,仪器仪表设备、音响器材、航模飞机、手提电脑、数码摄像机、照明设备、儿童玩具企业产品、气动工具等电子设备,作为锂电池家族的重要组合而成,18650电池早些年被普遍使用于消费性电子产品中。近些年来随着新能源电动车的强硬兴起,18650电池也开始被使用到新能源电动车行业。

圆柱锂电池缺点:

1、圆柱锂电池单个系统软件等级高

新能源电动车这个语境中,电池系统软件的圆柱单个数量都很大,这就使得电池系统软件复杂度大增,不管机构还是管理系,对于其他两类电池,系统软件等级的生产成本圆柱电池偏高;

2、圆柱锂电池电芯特性异化的概率升高

在工作温度环境不均衡条件下,大量电芯特性异化的概率升高,不过,特斯拉汽车为什么在设计之初挑选18650,我相信只不过是个无奈之选,这是因为十年前,还可以大批量的成产制造的合格动力电池,只有圆柱电池。而电池的安全和热管理需求,反而是它强大电控系统的研发动力。

3、能量密度的升高空间早已非常小

能量密度的升高空间早已非常小,超威把单个容量做到4050毫安时,电芯比能量306Wh/kg,从此以后没有看到更高的记录。在既定空间内,只有在材料上边不断优化,才可以有更好的出路。

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超薄锂电池的特性、应用与未来

锂电池自被发明以来就被广泛应用在3C类的电子产品,随着智能穿戴类电子设备的发展,超薄锂电池需求不断增大,目前超薄电池可以做得比纸张还薄,并可以弯曲折叠使用,这是真的吗?让我们来看看目前超薄电池发展情况吧。

1、在超薄锂电池方面

由于锂电池自身制造的原材料特性的限制,锂电池的厚度一般都是以几毫米为单位的。随着锂电池生产技术的不断改善,现在超薄锂电池可以做到1毫米以下了,就目前超力扬电池来说,经过多年的生产研发,对生产工艺不断改进创新下,生产制造的锂电池最薄可以达到0.4mm,在形状和尺寸上可以按需定制,同时超薄锂电池还可以具备一定的弯曲度。在能量密度方面,在相同竞品下,同样形状尺寸下,具有更高容量和放电能力,有更长的续航时间。当然也可以实现高倍率放电的需求。

2、新型可弯曲折叠薄电池

为了解决智能设备的续航问题,让轻薄外观与超强续航兼得据媒体报道,近年来随着电池技术的发展,已经发明了可以弯曲变形的同时可以折叠的电池,具体是怎么样的呢?让我们来看看吧。

图片4

(1)韩国研究人员发明了一款薄如纸片的电池,为穿戴设备突破电池瓶颈带来了希望。同时,因为该电池具有很好的柔韧性,所有又被称为是“纸片电池”。

据介绍,该“纸片电池”的生产材料主要是来自木材,先从木材中提取出纤维素,然后将纤维素分离成头发丝的万分之一大小,并以此为原料制成了锂电子电池的两极和隔膜。因为材质的关系,该电池真如纸片一样,非常的柔软,即使是被折成千纸鹤,也能照常工作,这一性能为将其安装于内部空间比较复杂的设备带来了可能。

在性能方面,电池发热也是一个常见的难题,而这款“纸片电池”却很好的克服了这一点,不仅不发热,安全性能也有所提升,使用寿命更是普通电池的3倍以上。

通过以上了解,该电池的优势明显,是运用于智能设备不错的选择。同时,“纸片电池”的诞生意味着未来的智能设备,将兼具轻薄机身与超强续航的特性。

(2)来自瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)的研究团队,终于把锂离子电池内部所有的组成结构都换成了可以弯折、扭曲的新材料,制造出了世界上第一块可以“任意”弯曲、拉伸的锂离子电池,是一种同样按照“三明治”结构制成的可折叠的固态锂离子电池。所谓的固态锂离子电池,指的是电池中用来传递锂离子的电解质不是上文提到的有机溶剂与锂盐的溶液,而是一种固体,是一种介于液体和固体之间的特殊物质——水凝胶。

水凝胶是一种亲水的三维高分子网络结构凝胶。一方面,它具有类似于橡胶的性质,拥有大量的交联的有机高分子链,链与链之间往往由共价键、氢键或是静电作用力相互交联。陈曦他们选用的这种水凝胶,通过作用力最强的共价键交联,在受到拉伸时,尽管每一个高分子链都会被拉长,但分子链之间却由于强力的共价键的存在,而不会出现相对滑移。拉力消失时,高分子链收缩,物体又会恢复本来的形状。如果没有这种共价键的作用,拉伸的过程中,链与链之间的滑移就会最终导致材料断裂,无法复原。

而在另一方面,亲水的性质让水凝胶可以携带大量的水分。研究人员就把比例适当的高水溶性锂盐溶解进了水凝胶的这些水分之中。

当然这种电池技术在进入大规模商业化应用之前还有很远的路要走。

1、这种电池技术的性能还无法和成熟的商用电池相媲美,需要显著提高能量密度;

2、这种电池技术需要继续优化充放电的控制和改进封装工艺,以延长其循环寿命;

3、这种电池技术要降低电池的成本。作为世界上第一款可以弯折的全电池,他们所采用的部分材料成本还是较高的,很难在商业性上和主流电池相抗衡。

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如何设计锂电池过充/过放/短路保护电路?


该电路主要由锂电池保护专用集成电路DW01,充、放电控制MOSFET1(内含两只N沟道MOSFET)等部分组成,单体锂电池接在B+和B-之间,电池组从P+和P-输出电压。充电时,充电器输出电压接在P+和P-之间,电流从P+到单体电池的B+和B-,再经过充电控制MOSFET到P-。

在充电过程中,当单体电池的电压超过4.35V时,专用集成电路DW01的OC脚输出信号使充电控制MOSFET关断,锂电池立即停止充电,从而防止锂电池因过充电而损坏。

放电过程中,当单体电池的电压降到2.30V时,DW01的OD脚输出信号使放电控制MOSFET关断,锂电池立即停止放电,从而防止锂电池因过放电而损坏,DW01的CS脚为电流检测脚,输出短路时,充放电控制MOSFET的导通压降剧增,CS脚电压迅速升高,DW01输出信号使充放电控制MOSFET迅速关断,从而实现过电流或短路保护。

▌二次锂电池的优势是什么?

1.高的能量密度

2.高的工作电压

3.无记忆效应

4.循环寿命长

5.无污染

6.重量轻

7.自放电小

▌锂聚合物电池具有哪些优点?

1.无电池漏液问题,其电池内部不含液态电解液,使用胶态的固体;

2.可制成薄型电池:以3.6V400mAh的容量,其厚度可薄至0.5mm;

3.电池可设计成多种形状;

4.电池可弯曲变形:高分子电池最大可弯曲900左右;

5.可制成单颗高电压:液态电解质的电池仅能以数颗电池串联得到高电压,高分子电池由于本身无液体,可在单颗内做成多层组合来达到高电压;

6.容量将比同样大小的锂离子电池高出一倍。

▌IEC规定锂电池标准循环寿命测试为:

  • 电池以0.2C放至3.0V/支后;
  • 1.1C恒流恒压充电到4.2V截止电流20mA搁置1小时再以0.2C放电至3.0V(一个循环);
  • 反复循环500次后容量应在初容量的60%以上;
  • 国家标准规定锂电池的标准荷电保持测试为(IEC无相关标准);
  • 电池在25摄氏度条件下以0.2C放至3.0/支后,以1C恒流恒压充电到4.2V,截止电流10mA,在温度为20+_5下储存28天后,再以0.2C放电至2.75V计算放电容量。

▌什么是二次电池的自放电不同类型电池的自放电率是多少?

自放电又称荷电保持能力,它是指在开路状态下,电池储存的电量在一定环境条件下的保持能力。一般而言,自放电主要受制造工艺,材料,储存条件的影响自放电是衡量电池性能的主要参数之一。

一般而言,电池储存温度越低,自放电率也越低,但也应注意温度过低或过高均有可能造成电池损坏无法使用,BYD常规电池要求储存温度范围为-20~45。电池充满电开路搁置一段时间后,一定程度的自放电属于正常现象。IEC标准规定镍镉及镍氢电池充满电后,在温度为20度湿度为65%条件下,开路搁置28天,0.2C放电时间分别大于3小时和3小时15分即为达标。

与其它充电电池系统相比,含液体电解液太阳能电池的自放电率明显要低,在25下大约为10%/月。

▌什么是电池的内阻,怎样测量?

电池的内阻是指电池在工作时,电流流过电池内部所受到的阻力,一般分为交流内阻和直流内阻,由于充电电池内阻很小,测直流内阻时由于电极容量极化,产生极化内阻,故无法测出其真实值,而测其交流内阻可免除极化内阻的影响,得出真实的内值。

交流内阻测试方法为:利用电池等效于一个有源电阻的特点,给电池一个1000HZ,50mA的恒定电流,对其电压采样整流滤波等一系列处理从而精确地测量其阻值。

▌什么是电池的内压电池,正常内压一般为多少?

电池的内压是由于充放电过程中产生的气体所形成的压力。主要受电池材料制造工艺,结构等使用过程因素影响。一般电池内压均维持在正常水平,在过充或过放情况下,电池内压有可能会升高。

如果复合反应的速度低于分解反应的速度,产生的气体来不及被消耗掉,就会造成电池内压升高。

▌什么是内压测试?

锂电池内压测试为:(UL标准)

模拟电池在海拔高度为15240m的高空(低气压11.6kPa)下,检验电池是否漏液或发鼓。

具体步骤:将电池1C充电恒流恒压充电到4.2V,截止电流10mA,然后将其放在气压为11.6Kpa,温度为(20+_3)的低压箱中储存6小时,电池不会爆炸,起火,裂口,漏液。

▌环境温度对电池性能有何影响?

在所有的环境因素中,温度对电池的充放电性能影响最大,在电极/电解液界面上的电化学反应与环境温度有关,电极/电解液界面被视为电池的心脏。如果温度下降,电极的反应率也下降,假设电池电压保持恒定,放电电流降低,电池的功率输出也会下降。如果温度上升则相反,即电池输出功率会上升,温度也影响电解液的传送速度温度上升则加快,传送温度下降,传送减慢,电池充放电性能也会受到影响。但温度太高,超过45,会破坏电池内的化学平衡,导致副反应。

▌过充电的控制方法有哪些?

为了防止电池过充,需要对充电终点进行控制,当电池充满时,会有一些特别的信息可利用来判断充电是否达到终点。一般有以下六种方法来防止电池被过充:

1.峰值电压控制:通过检测电池的峰值电压来判断充电的终点;

2.dT/dt控制:通过检测电池峰值温度变化率来判断充电的终点;

3.T控制:电池充满电时温度与环境温度之差会达到最大;

4.-V控制:当电池充满电达到一峰值电压后,电压会下降一定的值;

5.计时控制:通过设置一定的充电时间来控制充电终点,一般设定要充进130%标称容量所需的时间来控制;

6.TCO控制:考虑电池的安全和特性应当避免高温(高温电池除外)充电,因此当电池温度升高60时应当停止充电。

▌什么是过充电,对电池性能有何影响?

过充电是指电池经一定充电过程充满电后,再继续充电的行为。

由于在设计时,负极容量比正极容量要高,因此,正极产生的气体透过隔膜纸与负极产生的镉复合。故一般情况下,电池的内压不会有明显升高,但如果充电电流过大,或充电时间过长,产生的氧气来不及被消耗,就可能造成内压升高,电池变形,漏液,等不良现象。同时,其电性能也会显着降低。

▌什么是过放电,对电池性能有何影响?

电池放完内部储存的电量,电压达到一定值后,继续放电就会造成过放电,通常根据放电电流来确定放电截止电压。0.2C-2C放电一般设定1.0V/支,3C以上如5C或10C放电设定为0.8V/支,电池过放可能会给电池带来灾难性的后果,特别是大电流过放,或反复过放对电池影响更大。一般而言,过放电会使电池内压升高,正负极活性物质可逆性受到破坏,即使充电也只能部分恢复,容量也会有明显衰减。

▌不同容量的电池组合在一起使用,会出现什么问题?

如果将不同容量或新旧电池混在一起使用,有可能出现漏液,零电压等现象。这是由于充电过程中,容量差异导致充电时有些电池被过充,有些电池未充满电,放电时有容量高的电池未放完电,而容量低的则被过放。如此恶性循环,电池受到损害而漏液或低(零)电压。

▌什么是电池的爆炸,怎样预防电池爆炸?

电池内的任何部分的固态物质瞬间排出,被推至离电池25cm以上的距离,称为爆炸。判别电池爆炸与否,采用下述条件实验。将一网罩住实验电池,电池居于正中,距网罩任何一边为25cm。网的密度为6-7根/cm,网线采用直径为0.25mm的软铝线,如果实验无固体部分通过网罩,证明该电池未发生爆炸。

▌锂电池串联问题

由于电池在生产过程中,从涂膜开始到成为成品要经过很多道工序。即使经过严格的检测程序,使每组电源的电压、电阻、容量一致,但使用一段时间,也会产生这样或那样的差异。如同一位母亲生的双胞胎,刚生下时可能长得一模一样,做为母亲都很难分辨。然而,在两个孩子不断成长时,就会产生这样或那样的差异锂动力电池也是这样。

使用一段时间产生差异后,采用整体电压控制的方式是难以适用于锂动力电池的,如一个36V的电池堆,必须用10只电池串联。整体的充电控制电压是42V,而放电控制电压是26V。用整体电压控制方式,初始使用阶段由于电池一致性特别好,也许不会出现什么问题。在使用一段时间以后电池内阻和电压产生波动,形成不一致的状态,(不一致是绝对的,一致性是相对的)这种时候仍然使用整体电压控制是不能达到其目的的。

例如10只电池放电时其中两只电池的电压在2.8V,四只电池的电压是3.2V,四只是3.4V,现在的整体电压是32V,我们让它继续放电一直工作到26V。这样,那两只2.8V的电池就低于2.6V处于了过放状态。锂电池几次过放就等于报废。反之,用整体电压控制充电的方式进行充电,也会出现过充的状况。比如用上述10只电池当时的电压状态进行充电。

整体电压达到42V时,那两只2.8V的电池处于”饥饿”的状态,而迅速吸收电量,就会超过4.2V,而过充的超过4.2V的电池,不仅由于电压过高产生报废,甚至还会发生危险,这就是锂动力电池的特性。

锂离子电池的额定电压为3.6V(有的产品为3.7V)。充满电时的终止充电电压与电池阳极材料有关:阳极材料为石墨的4.2V;阳极材料为焦炭的4.1V。不同阳极材料的内阻也不同,焦炭阳极的内阻略大,其放电曲线也略有差别,如图1所示。一般称为4.1V锂离子电池及4.2V锂离子电池。现在使用的大部分是4.2V的,锂离子电池的终止放电电压为2.5V~2.75V(电池厂给出工作电压范围或给出终止放电电压,各参数略有不同)。低于终止放电电压继续放电称为过放,过放对电池会有损害。

便携式电子产品以电池作为电源。随着便携式产品的迅猛发展,各种电池的用量大增,并且开发出许多新型电池。除大家较熟悉的高性能碱性电池、可充电的镍镉电池、镍氢电池外,还有近年来开发的锂电池。本文主要介绍有关锂电池的基本知识。这包括它的特性、主要参数、型号的意义、应用范围及使用注意事项等。

锂是一种金属元素,其化学符号为Li(其英文名为lithium),是一种银白色、十分柔软、化学性能活泼的金属,在金属中是最轻的。它除了应用于原子能工业外,可制造特种合金、特种玻璃(电视机上用的荧光屏玻璃)及锂电池。在锂电池中它用作电池的阳极。

锂电池也分成两大类:不可充电的及可充电的两类。不可充电的电池称为一次性电池,它只能将化学能一次性地转化为电能,不能将电能还原回化学能(或者还原性能极差)。而可充电的电池称为二次性电池(也称为蓄电池)。它能将电能转变成化学能储存起来,在使用时,再将化学能转换成电能,它是可逆的,如电能化学能锂电池的主要特点。

灵巧型便携式电子产品要求尺寸小重量轻,但电池的尺寸及重量与其它电子元器件相比往往是最大的及最重的。例如,想当年的“大哥大”是相当“粗大、笨重”,而今天的手机是如此的轻巧。其中电池的改进是起了重要作用的:过去是镍镉电池,现在是锂离子电池。

锂电池的最大特点是比能量高。什么是比能量呢?比能量指的是单位重量或单位体积的能量。比能量用Wh/kg或Wh/L来表示。Wh是能量的单位,W是瓦、h是小时;kg是千克(重量单位),L是升(体积单位)。这里举一个例来说明:5号镍镉电池的额定电压为1.2V,其容量为800mAh,则其能量为0.96Wh(1.2V×0.8Ah)。同样尺寸的5号锂-二氧化锰电池的额定电压为3V,其容量为1200mAh,则其能量为3.6Wh。这两种电池的体积是相同的,则锂-二氧化锰电池的比能量是镍镉电池的375倍!

一节5号镍镉电池约重23g,而一节5号锂-二氧化锰电池约重18g。一节锂-二氧化锰电池为3V,而两节镍镉电池才2.4V。所以采用锂电池时电池数量少(使便携式电子产品体积减小重量减轻),并且电池的工作寿命长。

另外,锂电池具有放电电压稳定、工作温度范围宽、自放电率低、储存寿命长、无记忆效应及无公害等优点。

锂电池的缺点是价格昂贵,所以目前尚不能普遍应用,主要应用于掌上计算机、PDA、通信设备、照相机、卫星、导弹、鱼雷、仪器等。随着技术的发展、工艺的改进及生产量的增加,锂电池的价格将会不断地下降,应用上也会更普遍。

通讯锂电池的未来在那里?

通讯锂电池市场竞争激烈,锂电池厂家如何突围?锂电池储能领域的活跃程度超过往年,一方面源于国内外风电、光伏、通信、家庭储能市场在升温,另一方面,国内动力锂电池产能处于快速释放阶段,同时一些企业的梯次利用技术日趋成熟,储能既可以帮助消化多余产能。

锂电储能产业还处于孕育期,体量及增速仍比较小。其主要用于通信基站、用户侧削峰填谷、离网电站、微电网、轨道交通、UPS等,部分还出口欧洲、澳大利亚等市场,主要用于家庭储能、电网储能等项目。

2019年6月6日,国家工信部向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G商用牌照,5G时代正式到来。5G通信升级,不管运营商是在原有基站上升级还是新建基站,对锂电池企业来说,都是一个巨大的商机。通信基站户外环境恶劣,受温湿度影响较大,尤其作为基站电源的特殊属性,通讯锂电池的性能对网络信号稳定程度起着至关重要的作用。

除了铅酸巨头企业集中把目光投向通讯锂电池市场,中兴、华为等通信设备供应商也同样觊觎这块“襁褓中的市场”。锂电池厂家想突围,最重要的是积极参与通信领域锂电池项目竞标,与运营商建立更深的互信关系。除此之外,锂电池厂商还应积极争取与‘巨头’建立OEM关系,为其提供电池产品,以期获得更多订单。

国内通讯锂电池组市场竞争激烈,主要客户是移动、联通和电信三大运营商。这三大运营商采购通讯锂电池大都采用公开招标方式,国内锂电池厂家为了进入其供应链,投标和中标价格一般都较低。在2014年的河北移动和江西移动磷酸铁锂电池招标中,甚至已经出现1.5元/WH的投标价格(目前锂电池组成本价格在1.8元/WH左右),价格竞争之激烈可见一斑。

通讯锂电池市场曙光已经吸引了包括南都、哈尔滨光宇、双登等通讯用铅酸电池巨头,以及中兴、华为等电信设备供应商,纷纷借与运营商们的渠道优势布局通讯用锂电池供应链。通信行业的锂电池厂商虽然被巨头左右包夹,但是仍然具备自己的优势,由于锂电池生产线投入较晚,产能与产品质量都与专门的锂电池厂家存在差距。

2019年中国储能锂电池仍将继续快速增长,预计市场规模将达52亿,同比增长27%。华芳纺织、环宇赛尔、润峰新能源、南都电源等铁锂电池企业,或宣称入围运营商采购系统,或表态积极耕耘通信用磷酸铁锂电池市场。磷酸铁锂电池作为通信领域小型、分布式设备的后备电源,已经形成了成熟的细分市场。

如何摆脱价格战束缚,引领通信基站锂电走向健康未来是锂电池企业需要思考的重点。未来,尤其在升级5G后,锂电池厂家的关注点不再单纯瞄准通信基站,而是通信网络如何演变、客户对象是否会变化,这两大核心才是决定锂电池在通信领域命运的关键。

在价格竞争日趋激烈的同时,如何提升储能锂电池系统的寿命、安全性和循环性能,如何避免劣币驱逐良币,都是现阶段在锂电池厂家积极进军储能业务的同时,整个行业需要认真思考的问题。

总结:随着5G时代的来临,通讯储能或打开百亿锂电市场空间。未来,通讯锂电池将实现规模化生产,安全稳定性能将越来越好,价格也会越来越低,竞争力自然越来越强。通讯锂电池必将会在通信基站后备电源领域发挥举足轻重的作用。

如何正确使用锂离子电池

1、如何为新电池充电,在使用锂电池中应注意的是,电池放置一段时间后则进入休眠状态,此时容量低于正常值,使用时间亦随之缩短。但锂电池很容易激活,只要经过3—5次正常的充放电循环就可激活电池,恢复正常容量。由于锂电池本身的特性,决定了它几乎没有记忆效应。因此用户手机中的新锂电池在激活过程中,是不需要特别的方法和设备的。不仅理论上是如此,从我自己的实践来看,从一开始就采用标准方法充电这种“自然激活”方式是最好的。对于锂电池的“激活”问题,众多的说法是:充电时间一定要超过12小时,反复做三次,以便激活电池。这种“前三次充电要充12小时以上”的说法,明显是从镍电池(如镍镉和镍氢)延续下来的说法。所以这种说法,可以说一开始就是误传。锂电池和镍电池的充放电特性有非常大的区别,而且可以非常明确的告诉大家,我所查阅过的所有严肃的正式技术资料都强调过充和过放电会对锂电池、特别是液体锂离子电池造成巨大的伤害。因而充电最好按照标准时间和标准方法充电,特别是不要进行超过12个小时的超长充电。

此外,锂电池或充电器在电池充满后都会自动停充,并不存在镍电充电器所谓的持续10几小时的“涓流”充电。也就是说,如果你的锂电池在充满后,放在充电器上也是白充。而我们谁都无法保证电池的充放电保护电路的特性永不变化和质量的万无一失,所以你的电池将长期处在危险的边缘徘徊。这也是我们反对长充电的另一个理由。此外,不可忽视的另外一个方面就是锂电池同样也不适合过放电,过放电对锂电池同样也很不利。

2、正常使用中应该何时开始充电经常可以见到这种说法,因为充放电的次数是有限的,所以应该将手机电池的电尽可能用光再充电。但是我找到一个关于锂离子电池充放电循环的实验表,关于循环寿命的数据列出如下:  循环寿命 (10%DOD):>1000次  循环寿命 (100%DOD):>200次其中DOD是放电深度的英文缩写。从表中可见,可充电次数和放电深度有关,10%DOD时的循环寿命要比100%DOD的要长很多。当然如果折合到实际充电的相对总容量:10%*1000=100,100%*200=200,后者的完全充放电还是要比较好一些,但前面网友的那个说法要做一些修正:在正常情况下,你应该有保留地按照电池剩余电量用完再充的原则充电,但假如你的电池在你预计第2天不可能坚持整个白天的时候,就应该及时开始充电,当然你如果愿意背着充电器到办公室又当别论。电池剩余电量用完再充的原则并不是要你走向极端。和长充电一样流传甚广的一个说法,就是“尽量把电池的电量用完”。这种做法其实只是镍电池上的做法,目的是避免记忆效应发生,不幸的是它也在锂电池上流传之今。曾经有人因为手机电池电量过低的警告出现后,仍然不充电继续使用一直用到自动关机的例子。结果这个例子中的手机在后来的充电及开机中均无反应,不得不送客服检修。这其实就是由于电池因过度放电而导致电压过低,以至于不具备正常的充电和开机条件造成的。 个人建议手机电池的电量保持在满格的状态,当电量不满的时候就开始充电,2-3小时以内为宜。锂离子电池按电解液分可以分成液态锂离子电池和聚合物锂离子电池,聚合物锂离子电池的电解液是胶体,不会流动,所以不存在泄漏问题,更加安全。 锂离子电池不要充得太满也不要用到没电。电池没用完充电不会对电池造成伤害。

技术丨锂离子电池&电芯知识培训

国际国内关于锂离子电池的安全认证机构及其标准:

GB(国家标准);

UL(Underwriter Laboratory)美国安全认证机构;

CE(COMMUNATE EUROPIEA欧共体的缩写)。表示该商品符合安全、卫生、环保和消费者保护等一系列欧洲指令的要求。证实该产品已通过了相应的合格评定程序或制造商的合格声明,是该产品被允许进入欧盟市场销售的“通行证”;

企业内部的认证标准,一旦通过各个企业的内部标准,表明具有向该企业供货的能力,并基本达成供货意向。如:MOTOROLA、SAMSUNG。

UL安全认证的测试项目

UL(Underwriter Laboratory)在认证过程中所要进行的项目及其测试目标值有:

电性能方面包括:

短路测试。不爆炸,不起火,外部温度不超过150℃

过充测试。不爆炸,不起火。

过放测试。不爆炸,不起火。

机械性能方面包括:

挤压测试。不爆炸,不起火。

重物冲击测试。不爆炸,不起火。

高频振荡测试。不爆炸,不起火;不漏气或漏液。

振动测试。不爆炸,不起火;不漏气或漏液。

环境适应性能包括:

热冲击测试。不爆炸,不起火。

温度循环测试。不爆炸,不起火。不漏气或漏液

低压测试。不爆炸,不起火。不漏气或漏液

GB要求的安全性能测试项目

GB(国标标准)所规定进行的安全性能测试项目:

电性能方面包括:

短路测试。不爆炸,不起火,外部温度不超过150℃

过充测试。不爆炸,不起火。

机械性能方面包括:

重物冲击测试。不爆炸,不起火。允许变形。

振动测试。无明显损伤、漏液、冒烟、或爆炸,电池电压不低于N*3.6V

碰撞测试。无明显损伤、漏液、冒烟、或爆炸,电池电压不低于N*3.6V

环境适应性能包括:

热冲击测试。不爆炸,不起火。

恒定湿热性能。不爆炸,不起火;不漏气或漏液。

电池基本知识

1、什么是电池?

电池是一种能源。当它正负极连接在用电器上时,因为正负极之间存在电势之差,电流从正极流向负极,储存在电池中的化学能直接转化成电能释放出来,一只电池必然由两种不同电化学活性的物质组成正负两极,正负极活性物质之间的电动势差形成电池的电压,根据其电化学系统的不同,各种类型的电池电压各有不同。

2、一次电池和充电电池有什么区别?

电池内部的电化学设计决定了该类型的电池是否可充。根据它们的电化学成分和电极的结构可知,可充电电池的内部结构之间所发生的反应是可逆的。理论上,这种可逆性是不会受循环次数的影响,既然充放电会在电极的体积和结构上引起可逆的变化,那么可充电电池的内部设计就支持这种变化。而一次电池在给定的电池环境中两个电极之间的电化学反应是不可逆的,因此,不可以将一次电池拿来充电,这种做法很危险也很不经济。如果需要反复使用,应选择真正的循环次数在1000次左右的充电电池,这种电池又称为二次电池。

另一明显的区别就是二次电池具有较高的比能量和负载能力,但自放电率较大。一次电池能量密度远比二次电池高。然而他们的负载能力相对要小。

3、充电电池是怎样实现它的能量转换?

每种电池都具有电化学转换的能力,即将储存的化学能直接转换成电能。就二次电池而言(另一术语也称可充电便携式电池),在放电过程中,是将化学能转换成电能;而在充电过程中,又将电能重新转换成化学能。这样的过程根据电化学系统不同,一般可充放电500次以上。

Li-ion是一种新型的可充电便携式电池。它的额定电压为3.6—3.8V。他的放电电压会随放电的深度而逐渐下降。

4、什么是Li-ion电池?

Li-ion是锂电池发展而来。所以在介绍Li-ion之前,先介绍锂电池。锂电池的正极材料是锂金属。负极材料是碳材。按照大家习惯上的命名规律,我们称这种电池为锂电池。

Li-ion的正极材料是氧化锂钴,负极材料是碳材。电池通过正极产生的锂离子在负极碳材中的嵌入与迁出来实现电池的充放电过程,所以人们称之为Li-ion。

5、Li-ion电池的工作原理是什么?

锂离子电池以碳素材料为负极,以含锂的化合物作正极,没有金属锂存在,只有锂离子,这就是锂离子电池。锂离子电池是指以锂离子嵌入化合物为正极材料电池的总称。锂离子电池的充放电过程,就是锂离子的嵌入和脱嵌过程。在锂离子的嵌入和脱嵌过程中,同时伴随着与锂离子等当量电子的嵌入和脱嵌(习惯上正极用嵌入或脱嵌表示,而负极用插入或脱插表示)。在充放电过程中,锂离子在正、负极之间往返嵌入/脱嵌和插入/脱插,被形象地称为“摇椅电池”。

锂离子电池能量密度大,平均输出电压高。自放电小,每月在10%以下。没有记忆效应。工作温度范围宽为-20℃~60℃。循环性能优越、可快速充放电、充电效率高达100%,而且输出功率大。使用寿命长。没有环境污染,被称为绿色电池。

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(指示灯呈红色或黄色)和恒压电流递减阶段(指示灯呈绿色)。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0,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,但是充电不当会严重影响电池性能。

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。

6、HYB公司Li-ion电池的主要结构是怎样的?

Li-ion电池主要有以下几部分组成:

1) 钢壳电池: 电池上下钢质盖板,直通钢质壳身,铝质铆钉;

铝壳:铝质顶板,铝质壳身,钢质铆钉。

2) 正极——钴酸锂的活性物质及铝质基体;

3) 隔膜——一种特殊的复合有机膜;

4) 负极——活性物质为碳,铜质基体;

5) 一定比例有机物组成的电解液体系。

7、Li-ion电池有哪些优点?哪些缺点?

Li-ion电池具有以下优点:

1)单体电池的工作电压高达3.6V;

2)比能量大。目前HYB钢壳电池能达到的实际比能量为100-135W.h/kg和280-353W.h/L(2倍于Ni-Cd,1.5倍于Ni-MH),随着技术发展,比能量可高达150W.h/kg和400W.h/L

3)循环寿命长。一般均可达到500次以上,甚至1000次。

4)安全性能好,无公害,无记忆效应。作为Li-ion前身的锂电池,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10%左右,大大低于Ni-Cd的25-30%,Ni、MH的30-35%。

Li-ion也存在着一定的缺点,如:

1)  电池成本较高。主要表现在LiCoO2的价格高(Co的资源较少),电解质体系提纯困难。

2)  不能大电流放电。由于有机电解质体系等原因,电池内阻相对其他类电池大,故要求较小的放电电流密度,一般放电电流在0.5C以下,只适合于中小电流的电器使用。

3)  需要保护线路控制。

A、 过充保护:电池过充将破坏正极结构而影响性能和寿命;同时过充电使电解液分解,内部压力过高而导致漏液等问题;因电池在充电过程中电压会不断上升,故必须在4.2V的恒压下充电;

B、 过放保护:过放会导致大量活性物质容量不可逆而大量衰减,故也需要有保护线路控制。

8、锂离子安全特性是如何实现的?

为了确保Li-ion安全可靠的使用,进行了非常严格电池安全性能设计,以达到电池安全考核指标。

1) 各种环境滥用测试

进行各项滥用实验,如外部短路、过充、针刺、冲击、焚烧等,考察电池的安全性能。同时对电池进行温度冲击实验和振动、跌落、冲击等力学性能实验,考察电池在实际使用环境下的性能情况。隔膜135℃自动关断保护

2)采用国际先进的Celgard2300PE-PP-PE三层复合膜。在电池升温达到120℃的情况下,PE复合膜两侧的膜孔闭合,电池内阻增大,电池内部升温减缓,电池升温达到135℃时,PP膜孔闭合,电池内部断路,电池不再升温,确保电池安全可靠。

3)向电解液中加入添加剂

在电池过充,电池电压高于4.2V的条件下,电解液添加剂与电解液中其他物质聚合,电池内阻大幅增加,电池内部形成大面积断路,电池不再升温。

9、什么是充电限制电压?额定电压?终止电压?

a) 充电限制电压

按生产厂家规定,电池由恒流充电转入恒压充电时的电压值。我公司的充电限制电压为4.2V。

b)  标称电压:用以表示电池电压的近似值。

c)  终止电压:规定放电终止时电池的负载电压,其值为n*2.75V(锂离子单体电池的串联只数用“n”表示)。

10、Li-ion电池铝壳和钢壳电池比较它们的区别有哪些?

同型号的铝壳电池重量较钢壳轻。

铝壳电池的容量稍高。

由于钢壳和铝壳的内部结构不同,所以壳体表现出来的正负极也存在着差别,钢壳电池的外壳为负极,顶部为正极;铝壳电池的正好相反,外壳为正极,顶部为负极。

两种型号电池在内阻和电压方面没有很大分别。

11、目前常见的各种可充电电池之间有什么区别?

目前镍镉、镍氢、锂离子充电电池大量应用于各种便携式用电设备(如笔记本电脑、摄像机和移动电话等)中,每种充电电池都具有自己独特的化学性质。镍镉和镍氢电池之间主要差别在于:镍氢电池能量密度比较高。与相同型号电池对比,镍氢电池容量是镍镉容量的二倍,这意味着在不为用电设备增加额外重量时,使用镍氢电池能大大地延长设备工作时间。镍氢电池另一优点是:大大减少了镍镉电池中存在的“记忆效应”问题,从而使得镍氢电池可更方便地使用。镍氢电池比镍镉电池更环保,因为它内部没有有毒重金属元素。

Li-ion也已经快速成为便携设备的标准电源,Li-ion能提供和镍氢电池一样的能量,但在重量方面则可减少大约35%,这对于象摄像机和笔记本电脑之类的用电设备来说是至关重要的。Li-ion完全没有“记忆效应”和不含有毒物质的优点也是使它成为标准电源的重要因素。

电池性能术语

1、什么是电池内阻?

•是指电池在工作时,电流流过电池内部所受到的阻力。有欧姆内阻与极化内阻两部分组成。电池内阻值大,会导致电池放电工作电压降低,放电时间缩短。内阻大小主要受电池的材料、制造工艺、电池结构等因素的影响。是衡量电池性能的一个重要参数。注:一般以充电态内阻为标准。测量电池的内阻需用专用内阻仪测量,才能确保所得到的值的精确度。

2、什么是电池的容量?怎样计算?影响电池容量的有哪些因素?

•电池的容量有额定容量和实际容量之分。

•电池的额定容量是指电池在环境温度为20℃±5℃条件下,以5h率放电至终止电压时所应提供的电量,用C5表示。

•电池的实际容量是指电池在一定的放电条件下所放出的实际电量,主要受放电倍率和温度的影响(故严格来讲,电池容量应指明充放电条件)。

•容量常见单位有:mAh、Ah(1Ah=1000mAh)。

•影响电池容量的因素主要有两个方面:一是活性物质的重量;二是活性物质的利用率。

3、什么是开路电压?什么是工作电压?

开路电压是指电池在非工作状态下即电路中无电流流过时,电池正负极之间的电势差。一般情况下,Li-ion电池充满电后开路电压为4.1—4.2V左右,放电后开路电压为3.0V左右。通过对电池的开路电压的检测,可以判断电池的荷电状态。

工作电压又称端电压,是指电池在工作状态下即电路中有电流流过时电池正负极之间的电势差。在电池放电工作状态下,当电流流过电池内部时,需克服电池的内阻所造成阻力,故工作电压总是低于开路电压,充电时则与之相反。Li-ion的放电工作电压在3.6V左右。

4、什么是放电平台?

放电平台是指在电池任何倍率的电流下恒压充到电压为4.2V,并且充电电流小于0.01C时停止充电即充满电后,然后搁置10分钟,在任何倍率的放电电流下放电至3.6V时的放电时间。

5、什么是内压?

•指电池的内部气压,是密封电池在充放电过程中产生的气体所致,主要受电池材料、制造工艺、电池结构等因素影响。其产生原因主要是由于电池内部水分及有机溶剂分解产生的气体于电池内聚集所致。

•高倍率的连续过充,会导致电池温度升高、内压增大,严重时对电池的性能及外观产生破坏性影响,如漏液、鼓底;电池内阻增大,放电时间及循环寿命变短等。

•Li-ion任何形式的过充都会导致电池性能受到严重破坏,甚至爆炸。故Li-ion在充电过程中需采用恒流恒压充电方式,避免对电池产生过充。

6、为什么电池要储存一段时间后才能包装出货?

•电池的储存性能是衡量电池综合性能稳定程度的一个重要参数。电池经过一定时间的储存后,允许电池的容量及内阻有一定程度的变化。经过了一段时间的储存,可以让内部各成分的电化学性能稳定下来,可以了解该电池的自放电性能的大小,以便保证电池的品质。

7、什么是化成,为什么要化成?

•组装后的电池,被给予一定的电流,使得电池正负极活性物质被激发,最后使电池具有放电能力的电化学过程称为化成;

•因为电池只有经过化成后才能够用来作为电源使用,所以需要化成。

8、什么是分容?

•电池在制造过程中,因工艺原因使得电池的实际容量不可能完全一致,通过一定的充放电制度检测,并将电池按容量分类的过程称为分容。

9、什么是锂离子的检验仲裁充/放电制式?

•仲裁充电制式   在给Li-ion充电的各种方法中,检验的仲裁充电制式是指在环境温度20℃±5℃的条件下以0.2C充电,当电池端电压达到充电限制电压时,改为恒压充电,直到充电电流小于或等于0.01C,最长时间不大于8h停止充电。

•仲裁放电制式    仲裁放电制式是指在环境温度20℃±5℃的条件下以0.2C放电,直至电池端电压达到放电限制电压。

10、什么是充电效率?什么是放电效率?

充电效率是指电池在充电过程中所消耗的电能转化成电池所能储存的化学能程度的量度。主要受电池工艺,配方及电池的工作环境温度影响,一般环境温度越高,则充电效率要低。

放电效率是指在一定的放电条件下放电至终点电压所放出的实际电量与电池的额定容量之比,主要受放电倍率,环境温度,内阻等因素影响,一般情况下,放电倍率越高,则放电效率越低。温度越低,放电效率越低。

11、如何计算Li-ion电池的放电容量?

在没有特别指明的情况下,电池放电容量均是指在一定倍率的恒流下放电至2.75V时所持续的时间。电池在不同温度下的放电容量均可根据该电池的放电时间(T)和放电电流(I)来计算的公式位: C(mAh)=I(mA)*T(h)。

锂离子电池的主要制造过程

Li-ion电池的工艺技术非常严格、复杂,这里只能简单介绍一下其中的几个主要工序。

1)配料:用专门的溶剂和粘接剂分别与粉末状的正负极活性物质混合,经高速搅拌均匀后,制成浆状的正负极物质。

2)涂布:将制成的浆料均匀地涂覆在金属箔的表面,烘干,分别制成正负极极片。

3)装配:按正极片——隔膜——负极片——隔膜自上而下的顺序放好,经卷绕制成电池极芯,在经注入电解液、封口等工艺过程,即完成电池的装配过程,制成成品电池。

4)化成、分容:用专用的电池充放电设备对成品电池进行充放电测试,对每一只电池都进行检测,筛选出合格的成品电池。

锂离子电池-安全隐患

锂离子电池锂离子电池的安全性问题,不仅与池材料本身性质有关,而且与电池制备技术和使用有关。手机电池频频发生爆炸事件,一方面是由于保护电路失效,但更重要的是在于材料方面并没有根本的解决问题。

钴酸锂正极活性材料在小电芯方面是很成熟的体系,但是充满电后,仍旧有大量的锂离子留在正极,当过充时,残留在正极的锂离子将会涌向负极,在负极上形成枝晶是采用钴酸锂材料的电池过充时必然的结果,甚至在正常充放电过程中,也有可能会有多余的锂离子游离到负极形成枝晶,钴酸锂材料的理论比能量是超过每克270毫安时的,但为保证其循环性能,实际使用容量只有理论容量的一半。在使用过程中,由于某种原因(如管理系统损坏)而导致电池充电电压过高,正极中剩余的一部分锂就会脱出,经电解液到负极表面以金属锂的形式沉积形成枝晶。枝晶刺穿隔膜,形成内部短路。

电解液的主要成分为碳酸酯,闪点很低,沸点也较低,在一定条件下会燃烧甚至爆炸。如电池出现过热,会导致电解液中的碳酸酯被氧化和还原,产生大量气体和更多的热,如缺少安全阀或者气体来不及通过安全阀释放,电池内压便会急剧上升而引起爆炸。

聚合物电解质锂离子电池并没有从根本上解决安全性问题,同样使用钴酸锂和有机电解液,而且电解液为胶状,不易泄漏,将会发生更猛烈的燃烧,燃烧是聚合物电池安全性最大的问题。

在使用方面也存在一些问题,电池发生外部短路或内部短路将产生几百安培的过大电流。外部短路时电池瞬间大电流放电,在内阻上消耗大量能量,产生巨大热量。内部短路形成大电流,温度上升导致隔膜熔化,短路面积扩大,进而形成恶性循环。

锂离子电池为达到单只电芯 3~4.2V的高工作电压,必须采取分解电压大于2V的有机电解液,而采用有机电解液在大电流、高温的条件下会被电解,电解产生气体,导致内部压力升高,严重会冲破壳体。

过充可能会析出金属锂,在壳体破裂的情况下,与空气直接接触,导致燃烧,同时引燃电解液,发生强烈火焰,气体急速膨胀,发生爆炸。

另外,对于手机锂离子电池,由于使用不当,如挤压、冲击和进水等导致电池膨胀、变形和开裂等,这些都会导致电池短路,在放电或充电过程放热引起爆炸。

对各组成部份物质的要求

<一> 对正负极物质的要求

1、 正极电位超正,负极电位越负

2、 活性要高(反应快,得胜率高)

3、 活性物质在电解液中要稳定,自溶速度要小

4、 活性物质要有良好的导电性能,电阻小

5、 便于生产,资源丰富

<二> 对电解液的要求

1、 电导率高,扩散效率好,粘度低

2、 化学成份稳定,挥发性小,易贮存

3、 正负极活性物质在电液中能长期保持稳定

4、 便于使用

<三> 对隔膜要求

1、 有良好的稳定性

2、 具有一定的机械强度和抗弯曲能力,有抗拒枝晶穿透能力

3、 便于使用

4、 吸水性良好,孔径、孔率符合要求

<四> 对外壳要求

1、有较高的机械强度,承受一般的冲击

2、具有耐工艺腐蚀的能力

问题

1、为什么会出现电池零电压(低电压)?及其处理方法?

1)电池有无遭受外部短路或过放、反充(将电池正负极或充电器正负极反接,电池充电时相当于强制过放);用电器电路是否正常;点焊品电池是否有烧焦的痕迹。

2)电池有无受高倍率大电流连续过充,导致电池机芯膨胀,内部正负极直接接触短路。

处理方法:

1)了解客户电池的具体使用情况;

2) 取同型号电池充电后接入用电器,判断用电器是否正常;

3)将电池以1C电流充电30分钟,开路放置10分钟左右,如电池的开路电压稳定在电池的正常电压范围内,则电池可基本恢复正常。如电池已受破坏,则电压无法恢复;如电池未使用便出现此现象后,用1C充电电压无法恢复,则需专业技术人员进一步分析。

4)可建议客户选用带保险管、温度开关等保护类电子元件或集成电路的电池(在过电流充放及短路、过充、过放、反充情况下断开电路,从而保护电池不受破坏)。

5)建议客户注意点焊电流和焊针间的距离。

2、电池/电池组充不进电有哪些情况?

1)  检查电池或电池组是否是零电压、高内阻电池;

2)  检查电池组的连接及电子元件、保护电路有无异常;

3)  检查充电设备或充电电路在充电状态下有无充电电压/电流输出;

4)  环境温度是否过高导致充电效率低(最佳温度应不超过40℃);

处理方法:

1)  了解客户对电池的具体使用情况及使用条件;

2)  取同型号电池与万用表(电流档)串入电路充电,根据充电电流数值判断充电设备是否正常。

3)  重复单体电池零电压步骤分析、处理;

4)  建议客户选用稳定性能较好的充电设备或充电电路;

3、电池/电池组放不出电有哪些情况?

现象:充电后,装入设备中,设备不能工作,电池组的开路电压不变化或变化不大

1)  检查电池/电池组是否零电压,高内阻电池;

2)  电池组内接电子元件、保护电路有无损坏;

3)  检查设备放电电路是否正常。

处理方法:

1)  用充满电的同型号电池/电池组接入设备,设备是否工作正常;

2)  使用万用表检测电池内接电子元件、保护电路是否正常。

3)  重复单体电池零电压步骤分析、处理;

4)  如属用电器放电电路异常,建议客户及时修理、更换用电器;

5)  如客户没有对电池组自行改装,则需专门的技术人员作进一步的分析。

4、有哪些原因可能导致电池的使用寿命缩短?

1)客户的充电器或充电电路是否与电池匹配、输出电压/电流是否稳定;

2)是否按SPEC要求使用电池/电池组(如:电池的使用和储存的环境等);

3)客户所用电池品种是否与客户设备要求相一致。

4)有无连续过充或过放电池/电池组;

处理方法:

1)  了解电池具体使用情况;

2)  查看充电器铬牌标称额定电流及电压;

3)  用万用表与电池串入电路充电,检测充电电流是否过大。

4)  建议使用与电池 /电池组匹配及更稳定的充电器或充电电路已及与设备相匹配的电池;

5)  建议客户按要求使用电池/电池组,尽量避免过充、反充或过放;

5、什么是过充?过充会带来哪些不良后果?怎样避免?

  • 理论上,Li-ion电池在一定倍率的恒流恒压下充电,当充电转换为恒压4.2V充电后,充电电路中电流为0.01C时,恒压充电的状态仍在进行,即被视为过充。
  • 过充可能导致漏液、变形、起火、在恒压失效后随着充电的加深电压达到一定程度(一般限值为6.0V)会引起爆炸,是损害电池性能的主要原因之一。
  • 在电池外部加PCB板保护,或在充电器中设置保护线路和/或时限装置(即充电限2.5小时)来防止电池过充可以达到防止和保护的作用。

6、什么是过放?过放会带来哪些不良后果?怎样避免?

  • 电池在一定倍率下恒流放电,当电池电压达到2.75V时,放电状态仍在继续,即为过放。
  • 过放可能导致漏液、零电压以及负电压,是损害电池性能的主要原因之一。
  • 在电池外部加PCB板或在充电器中设计保护线路和/或时限装置来防止过放。

7、电池在什么样的情况下会发生爆炸?如何预防?

电池爆炸有以下几种原因:

1)  外部短路超过电池的承受限度;

2)  过充电。充电电压超过限定值(一般不超过6V);

3)  线路板失效;

4)  温度过高(超过150℃);

8、造成电池短路有哪些因素?会造成什么样的后果?

1)  外部导体直接连接电池的正负极;

2)  组装时电池外部冲击力导致内部(微)短路;

3)  内部结构存在不良(如极粉刺刺破隔膜后正负极相接)

如果电池外部接触到任何金属导体都有可能导致外部短路。Li-ion电池外部短路时可能导致外壳变形、漏液、起火,甚至爆炸。因为内部电解液温度上升,从而引起内部气压上升,内压升高会冲破电池的安全阀,如果安全阀失效就会导致爆炸。

锂电池的正确使用方法是什么

   电池是应用越来越广泛的一种储能转换装置,因为其卓越的电化学性能实现着小型-中型-大型这样一条与时俱进的市场应用场景,当我们说起锂电电池厂家生产的锂电池的正确使用方法时,通常指小型应用方面,即消费电子,如智能手机、手提电脑。那当我们使用大型的锂电池的时候,应该怎么正确的去使用呢,比如我们的电池该怎么去使用呢?

    虽然,磷酸铁锂电池本身具有优异的电化学性能,但是锂电池生产厂家觉得任何一种事物,在背离平衡状态后都会存在安全隐患。细说来,我们要把我好时间,防过充,在对的时间做对的事情。

    一:当充则充;正常的情况下,当电量过少时,我们锂电电池厂家所生产的电池都会有提醒,这时你需要及时补电,虽然电量过低不会导致直接的安全事故,但过度使用,久而久之会对我们的锂电池结构造成破坏。

    二:充满即可;用了比较长的时间的工业锂电池,元器件的功能会衰退,因此会发生过充安全风险。所以在此锂电电池厂家提醒广大用户在使用电池的时候一定要好好维护。

    三:不能一心二用;如果一边充电一边使用,我们的电池如果这样使用不仅会缩短电视的使用寿命而且还会容易发生安全事故,这也是很多锂电电池厂家使用说明书上会提醒大家的。

    锂电电池厂家在此提醒各位所以在电池的正确使用方法中,锂电池充电方法是非常重要的,因为如果采用不正确的充电方法会引发一系列的安全问题,放电与日常保养影响的仅仅是锂电池的使用寿命,电池本身也是一种耗材,无论我们采取什么办法也避免不了它终的损耗,但是我们用正确的方法,可以大大延缓其衰老。

聚合物电池的优点

使用优点编辑 语音

  1. 无电池漏液问题,其电池内部不含液态电解液,使用胶态的固体。
  2. 可制成薄型电池:以3.6V400mAh的容量,其厚度可薄至0.5mm。
  3. 电池可设计成多种形状。
  4. 电池可弯曲变形:高分子电池最大可弯曲90度左右。
  5. 可制成单颗高电压:液态电解质的电池仅能以数颗电池串联得到高电压,高分子电池由于本身无液体,可在单颗内做成多层组合来达到高电压。
  6. 容量将比同样大小的锂离子电池高出一倍。 [3]