電池基礎知識培訓

2021-03-04 02:18:01 字數 4712 閱讀 9481

5、充電電池是怎樣實現他的能量轉換?

每種電池都具有電化學轉換的能力,即將儲存的化學能直接轉換成電能。就二次電池(也叫蓄電池)而言(另一術語也稱充電可攜式電池),在放電過程中,是將化學能轉換成電能;而在充電過程中,又將電能重新轉換成化學能。這樣的過程根據電化學系統不同,一般可充放電500次以上。

li-ion是一種新型的可充電可攜式電池。額定電壓為3.6v, 放電電壓會隨放電的深度而逐漸衰退,不像其它充電電池一樣,在放電末,電壓突然降低。

6、什麼是li-ion電池?

li-ion是鋰電池發展而來。所以在介紹li-ion之前,先介紹鋰電池。舉例來講,以前照相機裡用的扣式電池就屬於鋰電池。

鋰電池的正極材料是鋰金屬。負極材料是碳材。按照大家習慣上的命名規律,我們稱這種電池為鋰電池。

li-ion的正極材料是氧化鋰鈷,負極材料是碳材。電池通過正極產生的鋰離子在負極碳材中的嵌入與遷出來實現電池的充放電過程,為了區別傳統意義上的鋰電池,所以人們稱之為鋰離子電池(li-ion battery)。

7、li-ion電池的工作原理是什麼?

工作原理即充放電原理。li-ion的正極材料是氧化鈷鋰,負極是碳。當對電池進行充電時,電池的正極上有鋰離子生電,生成的鋰離子經過電解液運動到負極。

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,當對電池進行放電時(即我們使用電池的過程),嵌在負極碳層中的鋰離子脫出,又運動回正極。回正極的鋰離子越多,放電容量越高。

我們通常所說的電池容量指的就是放電的容量。在li-ion的充放電過程中,鋰離子處於從正極→負極→正極的運動狀態。li-ion就象一把搖椅,搖椅的兩端為電的池的兩極,而鋰電離子就象運動員一樣在搖椅兩端來回奔跑。

所以,li-ion又叫搖椅式電池。

8、li-ion電池的主要結構是怎樣的?

主要有以下幾部分組成:

1) 電池上下蓋

2) 正極—活性物質為氧化鈷鋰

3) 隔膜—一種特殊的複合膜

4) 負極—活性物質為碳

5) 有機電解液

6) 電池殼(分為鋼殼和鋁殼兩種)

9、li-ion電池有哪些優點?哪些缺點?

li-ion具有以下優點:

1) 單體電池的工作電壓高達3 . 6-3 . 8v;

2) 比能量大。目前能達到的實際比能量為100-115w.h/kg和240-253 w.

h/l(2倍於ni-cd,1.5倍於ni-mh),未來隨著技術發展,比能量可高達150w.h/kg和400 w.

h/l3) 迴圈壽命長。一般均可達到500次以上,甚至10000次。對於小電流放電的電器,電池的使用期限將倍增電器具競爭力。

4) 安全效能好,無公害,無記憶效應。作為li-ion中不含鎘、鉛、汞等對環境有汙染的元素;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題。

5) 自放電小

室溫下充滿電的li-ion儲存1個月後的自放電率為8%左右,大大低於ni-cd的25-30%,ni、mh的30-35%。li-ion也存在著一定的缺點,如:

1) 電池成本較高。主要表現在licoo2的**高(co的資源較少),解質體系提純困難。

2) 不能大電流放電。由於有機電解質體系等原因,電池內阻相對其它電類電池大,故要求較小的放電電流密度,一般放電電流在0.5c以下,只適合於中小電流的電器使用。

3) 需要保護線路控制。

a、 過充保護:電池過充將破壞正極結構而影響效能和壽命脈;同時過充電使電解液分解,內部壓力過高而導致漏液等問題;故必須在4.1v-4.2v的恆壓下充電;

b、 過放電保護:過放會導致活性物質的恢復困難,故也需要有保護線路控制。

c、 過流保護: 當電池大電流放電時會損害電池, 故須控制大電流放電

d、 短路保護: 當電池正負極短路時,瞬間產生大電流放電時會損害電池, 故須在

電池短路後進行保護

10、鋰離子製造過程有哪些?

li-ion的工藝技術非常嚴格、複雜,這裡只能簡單介紹一下其中的幾個主要工序。

1) 配料

用專門的溶劑和粘接劑分別與粉末狀的正負極活性物質混合,經高速攪拌均勻後,製成漿狀的正負極物質。

2) 塗膜

將製成的漿料均勻的塗覆在金屬箔的表面,烘乾,分別製成正負極極片。

3) 裝配

按正極片——隔膜——負極片——隔膜自上而下的順序放好,經捲繞製成電池極芯,在經注入電解液、封口等工藝過程,既完成電池的裝配過程,製成成品電池。

4) 化成

用專用的電池充電放電裝置對成品電池進行放電測試,對每乙隻電池都有進行檢測,箍選出合格的成品電池,待出廠。

11、鋰電子的安全特效性是如何實現的?

為了確保li-ion安全可靠的使用,專家們進行了非常嚴格、周密的電池安全效能設計,以達到電池安全考核指標。

1) 隔膜135℃自動關斷保護。

一般採用國際先進的pe-pp-pe三層複合膜。在電池公升溫達到120℃的情況下,pe複合膜兩側的膜孔閉合,電池內阻增大,電池內部公升溫減緩,電池公升溫達到135℃時,pp膜孔閉合,電池內部斷路,電池不再公升溫,確保電池安全可靠。

2)向電解液中加入新增劑。

在電池過充,電池電壓高於4.2v的條件下,電解液新增劑中其它物質聚合,電池內阻大幅增加,電池內部形成大面積斷路,電池不再公升溫.

3)電池蓋復合結構

電池蓋採用刻痕防爆球結構,電池公升溫時,電池內部法活化過程中所產生的部分氣體膨脹,電池內壓加大,壓力達到一定程度刻痕破裂、放氣。

4)各種環境濫用測試

進行各項濫用實驗,如外部短路、過充、針刺、衝擊、焚燒等,考察電池的安全效能。同時地電池進行溫度衝擊實驗和振動、跌落、衝擊等可靠性能實驗,考察電池在實際使用環境下的效能情況。

12、鋰離子的充放電特性是什麼?

1、以603450-1000mah特性資料為參考:

(以上2c及1.5c充電時對電池有損害)

2、常溫下放電率(放電到2.75v)

(以上3c、2ct放電時對電池有損害)

3、迴圈壽命:恆流恆壓,1c充放電500次以上。500次迴圈後容量剩餘率在60%以上。

4、內阻:500次迴圈中內阻平均(以20只電池計算)內阻上公升15mω左右。

5、不同溫度的相同倍率1c和0.5c放電特性:

6、儲存效能

13、什麼是充電限制電壓? 額定容量? 額定電壓? 終止電壓?

a) 充電限制電壓——按生產廠家規定,電池由恒流充電轉入恆壓充電時的電壓值。一般為4.2v.

b) 額定容量——生產廠家標明的電池容量,指電池在環境溫度為20℃±5℃條件下,以.0.2c放電至終止電壓時所應提供的容量,單位為mah(毫安小時)或ah(安培小時)。

c) 標稱電壓——用以表示電池電壓的近似值。一般為3.6v.

d) 終止電壓——規定放電終止時電池的負載電壓,其值為n*2.75v(鋰離子單體電池的串聯隻數用「n」表示)。

14、為什麼恆壓充電電流會逐漸減少?

因為恆流過程終止時,電池內部的電化學極化仍然保持在整個恆流中相同的水平,恆壓過程中,在恆定電場作用下,內部li+的濃差極化在逐步消除,離子的遷移數和速度表現為電流的逐漸減少。

15、什麼是電池的容量?

電池的容量有額定容量和實際容量之分。電池的額定容量是指設計與製造電池時規定或保證電池在一定的放電條件下,應該放出最低限度的電量。li-ion規定電池在常溫、恆流(1c)恆壓(4.

2v)控制的條件下充電3h,再以0.2c放電至2.75v時所放出的電量為其額定容量。

電池的實際容量是指電池在一定的放電條件下所放出的實際電量,主要受放電倍率和溫度的影響(故嚴格來講,電池容量應指明充放電條件)。容量常見單位有:mah、ah(1ah=1000mah)。

16、什麼是電池的內阻?

指電池在工作時,電流流過電池內部所受到的阻力。有歐姆內阻與極化內阻兩部分組成。電池內阻值大,會導致電池放電工作電壓降低,放電時間縮短。

內阻大小主要受電池的材料、製造工藝、電池結構等工藝的影響。是衡量電池效能的乙個重要引數。注:

一般以充電態內阻為標準。測量電池的內阻需用專用內阻儀測量,而不能用萬用表歐姆檔測量。

17、什麼是開路電壓?

指電池在非工作狀態下即電路中無電流流過時,電池正負極之間的電勢差。一般情況下,li-ion充滿電後開路電壓為4.1—4.

2v左右,放電後開路電壓為3..0v左右。通過電池的開路電壓,可以判斷電池的荷電狀態。

18、什麼是工作電壓?

工作電壓又稱端電壓,是指電池在工作狀態下即電路中有電流流過時電池正負極之間的電勢差。在電池放電工作狀態下,當電流流過電池內部時,不需克服電池的內阻所造成的阻力,故工作電壓總是低於開路電壓,充電時則與之相反。li-ion的放電工作電壓在3.

6v左右。

19、什麼是放電平台?

放電平台是恆壓充到電壓為4.2v且充電電流小於0.01c時停止充電,擱置10分鐘,在任何倍率的放電電流下放電至3.6v時的放電時間。是衡量電池效能的一項重要標準。

20、什麼是(充放電)倍率? 時率?

指電池在規定的時間內放出其額定容量時所需要的電流值,它在數值上等於電池額定容量的倍數,通常以字母c表示。如電池的標稱額定容量為600mah,則600mah為1c(1倍率),300mah則為0..5c,6a(6000mah)為10c,以次類推。

時率又稱小時率,是指電池以一定的電流放完其額定容量所需要的小時數。如電池的額定容量為600mah,以600mah的電流放完其額定容量需1小時,故稱600mah的電流為1小時率,以次類推。

21、什麼是自放電率?

又稱荷電保持能力,是指電池在開路狀態下,電池所儲存的電量在一定的條件下的保持能力。主要受電池的製造工藝、材料、儲存條件等因素的影響。是衡量電池的重要引數。

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