高倍率鋰電池是什么?高倍率鋰電池優(yōu)缺點分析
平常我們說起電池、蓄電池、鋰電池,電動汽車,大家多少還能知道,但是說起高倍率鋰電池,除開知道它是一塊鋰電池之外,很多人卻答不上來了。今天咱們就開始我們的主題,了解高倍率鋰電池知識,高倍率鋰電池是什么?高倍率鋰電池優(yōu)缺點分析。
高倍率鋰電池是什么
高倍率鋰電池一般指的是鋰電池的一種,因為其放電倍率高,所以被稱之為高倍率鋰電池。和鋰電池相同,它主要依賴鋰離子在正極和負(fù)極之間移動來工作。在充放電過程中, Li+在兩個電極之間來回嵌入和脫嵌:充電池時,Li+從正極脫嵌,經(jīng)由電解質(zhì)嵌入負(fù)極,負(fù)極處于富鋰狀態(tài);放電時則相反。一般采用含有鋰元素的材料作為電極的電池。是現(xiàn)代高機(jī)能電池的代表。高倍率鋰電池主要應(yīng)用于航模無人機(jī)、模型賽車、汽車啟動電源等各類放電倍率高的產(chǎn)品之中。
高倍率鋰電池充電
充電過程分為兩個階段:恒流快充階段和恒壓電流遞減階段。恒流快充階段,電池電壓逐步升高到電池的尺度電壓,隨后在控制芯片下轉(zhuǎn)入恒壓階段,電壓不再升高以確保不會過充,電流則跟著電池電量的上升逐步減弱到設(shè)定的值,而終極完成充電。電量統(tǒng)計芯片通過記實放電曲線可以抽樣計算出電池的電量。高倍率鋰電池在多次使用后,放電曲線會發(fā)生改變,固然不存在記憶效應(yīng),但是充、放電不當(dāng)還是會影響電池機(jī)能。
高倍率鋰電池放電
第一次充放電,假如時間能較長(一般3-4小時足夠),那么可以使電極盡可能多的達(dá)到最高氧化態(tài)(充足電),放電 (或使用)時則強(qiáng)制放到劃定的電壓、或直至自動關(guān)機(jī),如此能激活電池使用容量。但在鋰離子電池的尋常使用中,不需要這樣操作,可以隨時根據(jù)需要充電,充電時既不必要一定布滿電為止,也不需要先放電。象首次充放電那樣的操縱,只需要每隔3-4個月進(jìn)行連續(xù)的1-2次即可。
充放電注意事項
高倍率鋰電池過度充放電會對正負(fù)極造成永久性損壞。過度放電導(dǎo)致負(fù)極碳片層結(jié)構(gòu)泛起塌陷,而塌陷會造成充電過程中鋰離子無法插入;過度充電使過多的鋰離子嵌入負(fù)極碳結(jié)構(gòu),而造成其中部分鋰離子再也無法開釋出來。充電量即是充電電流乘以充電時間,在充電控制電壓一定的情況下,充電電流越大(充電速度越快),充電電量越小。電池充電速渡過快和終止電壓控制點不當(dāng),同樣會造成電池容量不足,實際是電池的部門電極活性物質(zhì)沒有得到充分反應(yīng)就體止充電,這種充電不足的現(xiàn)象跟著輪回次數(shù)的增加而加劇。
對于電動汽車和混合動力車來說,其核心技術(shù)在于電池,與其他類型的電池比較,動力鋰離子電池雖然具有價格高、安全性能差的缺點,但其具有比能量大、循環(huán)壽命長等重要優(yōu)點,因此具有更廣闊的發(fā)展前景。動力鋰離子電池的技術(shù)發(fā)展也日新月異,從容量及結(jié)構(gòu)上都有所改進(jìn),有關(guān)專家表示,無論電池廠商采用哪種技術(shù)路線,都應(yīng)滿足使用安全性高、環(huán)境溫差范圍廣、充放電功能性強(qiáng)、倍率放電使用性好等條件。
電池容量大小涉及技術(shù)和成本鋰離子電池按體積大小可分為小電池和大電池兩種,小電池通常應(yīng)用于3C電子產(chǎn)品,相關(guān)技術(shù)及產(chǎn)業(yè)已經(jīng)發(fā)展得十分成熟,總體利潤呈降低趨勢。目前的鋰離子電池產(chǎn)品,85%以上是小電池。
大電池又俗稱動力電池,同樣有小型動力電池和大型動力電池兩種,前者主要用于電動工具電動自行車等,后者用于電動汽車和儲能領(lǐng)域。目前,純電動(EV)、可插電式混合動力( PHEV)、混合動力( HEV ) 3種類型的動力汽車正處在快速發(fā)展時期,備受行業(yè)關(guān)注。作為未來汽車產(chǎn)業(yè)的核心,動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展受到了空前關(guān)注,已被各主要國家上升到了戰(zhàn)略高度。
小電池?zé)o論是在產(chǎn)品利潤還是發(fā)展規(guī)模上都無法與大電池相比。據(jù)行業(yè)權(quán)威機(jī)構(gòu)的測算,近幾年,動力鋰離子電池市場將超過全球手機(jī)鋰離子電池市場的規(guī)模,這種改變將引發(fā)相關(guān)制造設(shè)備和廠房新-輪的投資熱。同時,新進(jìn)入動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的各大廠商將使相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)競爭更趨激烈。
目前,究竟采用單體大容量電池技術(shù)方案還是采用小容量電池并聯(lián)技術(shù)方案,一直是業(yè)內(nèi)爭論的問題,而到底采用哪種技術(shù)路線,關(guān)鍵看電池組的結(jié)果,要看是否在體積、重量、產(chǎn)品質(zhì)量、性能、價格、安裝的方便性等方面具有競爭力。
高倍率鋰電池涂碳鋁箔
一、材質(zhì)說明
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
1.細(xì)顆?;钚晕镔|(zhì)的功率型鋰電池;
2.正極為磷酸亞鐵鋰;
3.正極為細(xì)顆粒的三元/錳酸鋰;
4.用于超級電容器、鋰一次電池(鋰亞、鋰錳、鋰鐵、扣式等)替代蝕刻鋁箔。
三、對電池/電容的性能作用
1.抑制電池極化,減少熱效應(yīng),提高倍率性能;
2.降低電池內(nèi)阻,并明顯降低了循環(huán)過程的動態(tài)內(nèi)阻增幅;
3.提高一致性,增加電池的循環(huán)壽命;
4.提高活性物質(zhì)與集流體的粘附力,降低極片制造成本;
5.保護(hù)集流體不被電解液腐蝕;
6.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)
對應(yīng)涂覆的活性物質(zhì)D50最好不大于4~5um,壓實密度不大于2.25g/cm,比表面積在13~18m2/g范圍內(nèi)。
五、使用中的注意事項
1.存儲要求:在溫度為25+5°C、濕度為不超過50%的環(huán)境中,運(yùn)輸時須避免空氣和水蒸氣對鋁箔的侵蝕;
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)識別跳間隙;
3.B款(灰色)涂碳鋁箔可以在涂層區(qū)直接做超聲焊,只適臺卷繞式電池焊接極耳(極片最多2-3層),但超聲的功率、時間需做一些微調(diào);
4.碳層的散熱性要比鋁箔差些,故做涂布時需對帶速與烘烤溫度適當(dāng)微調(diào);
5.本產(chǎn)品對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。
高倍率鋰電池優(yōu)缺點分析:
優(yōu)點如下
1.單體電池的工作電壓高達(dá)3.6-3.8V。
2.比能量大,目前能達(dá)到的實際比能量為100-115Wh/kg和240-253Wh/L(2倍于Nl-Cd,1.5倍于Ni-MH),未來隨著技術(shù)發(fā)展,比能量可高達(dá)150Wh/kg和400Wh/L。
3.循環(huán)壽命長,一般均可達(dá)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,無公害,無記憶效應(yīng)。作為Li-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(yīng)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(jié)式)的Ni-Cd電池存在的一大弊病為“記憶效應(yīng)”,嚴(yán)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個月后的自放電率為10%左右,大大低于Ni-Cd的25-30%,Ni、MH的30-35%。
高倍率鋰電池也存在著一定的缺點,如:
1.電池成本較高。主要表現(xiàn)在LiCoO2的價格高(Co的資源較?。?,電解質(zhì)體系提純困難。
2.由于有機(jī)電解質(zhì)體系等原因,電池內(nèi)阻相對其他類電池大。
3.需要保護(hù)線路控制。
①過充保護(hù):電池過充將破壞正極結(jié)構(gòu)而影響性能和壽命;同時過充電使電解液分解,內(nèi)部壓力過高而導(dǎo)致漏液等問題;故必須在4.1V-4.2V的恒壓下充電;
②過放保護(hù):過放會導(dǎo)致活性物質(zhì)的恢復(fù)困難,故也需要有保護(hù)線路控制。
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