手机锂离子电池与电芯的基本知识(doc 16页)
锂离子电池瓦时和锂离子电芯
锂离子电池瓦时和锂离子电芯1. 引言1.1 什么是锂离子电池瓦时锂离子电池瓦时是衡量电池容量的单位,通常用于描述电池的续航能力。
瓦时(Wh)是电量单位,表示电流通过电路的功率和时间的乘积。
在锂离子电池中,瓦时表示电池可存储的能量,即电池可以释放的电能大小。
锂离子电池瓦时的计算方法是通过电池的额定电压与电池的额定容量相乘得到。
电池的额定电压通常是指电池在正常工作状态下的电压,而电池的额定容量则表示电池可以存储的电荷量。
通过计算锂离子电池的瓦时,可以帮助用户了解电池的续航能力,方便用户在日常使用中提前预知电池的使用情况,从而更好地管理电池的使用。
锂离子电池瓦时是衡量电池性能重要的指标,对于手机、电动车等设备的使用至关重要。
1.2 什么是锂离子电芯锂离子电芯是锂离子电池中的主要组成部分,它是负责存储和释放电能的核心部件。
锂离子电芯通常由一个或多个电池单元组成,每个单元包含有正极、负极、隔膜和电解质等组件。
正极通常由锂离子化合物构成,如锂钴酸锂(LiCoO2)、锂镍锰钴氧化物(NMC)、磷酸铁锂(LFP)等。
负极则通常由碳材料构成,如石墨、石墨烯等。
隔膜用于隔离正负极,防止短路发生。
电解质则是连接正负极的导电液体,能够传递锂离子。
锂离子电芯的工作原理是通过锂离子在正负极之间的往复移动,实现电荷和放电的过程。
当电池充电时,锂离子从正极向负极移动,化合成金属锂,同时释放电能;当电池放电时,金属锂再氧化成锂离子,返回正极,产生电流。
锂离子电芯是实现电池储能和输出能量的关键部件。
锂离子电芯具有高能量密度、低自放电率、长循环寿命等优点,广泛应用于移动电子设备、电动车、储能系统等领域。
随着科技的不断进步,锂离子电芯的发展前景也日益看好,将在未来更多领域发挥重要作用,推动清洁能源产业的快速发展。
2. 正文2.1 锂离子电池瓦时的计算方法锂离子电池瓦时的计算方法通常是通过以下公式来进行计算的:瓦时=电压(伏特)×电流(安培)×时间(小时)。
手机锂电池简介
5、所以,我们在市场上看到的旅行充侧面有一个锂电、氢电的选择开关,实际上就是切换截止电压的。
完全充电是用于鉴定电池的储存性能的,在储存12个月后,经完全充电后,以0.2C放电,时间不应低于4h。
过充电性能:0.4C充电结束后,继续以0.1C充电48h,应不变形、不漏夜、不冒烟、等等
以上是对氢电国家标准GB/T18288-2000的简单描述,由此我们可以看出几个问题:
1、对于氢电,完全充电有好处,可以充的更饱,好象就是大家的激活概念。
4、什么算“激活”?锂离子电池本身就是“活”的,假如设计容量600mAh,我虽然充电2小时就饱了,然后放电,可以得到容量600mAh,设计的容量达到了就可以了,这有什么活不活的问题呢? 技术监督部门执行国家标准,检测容量是用1C充电的,然后放,5次中有一次容量达到算合格。 所以正常使用,正常充电即可,从新电池就这样用下去吧,不用担心“激不活”。
6、既然电池内有保护板,我们是否就可以放心了呢:不是,因为保护板的截止参数是4.35V(这还是好的,差的要4.4到4.5V),保护板是应付万一的,假如每次都过充,电池也会很快衰减的。
7、多大的充电电流算是合适的:理论上越小对电池越有好处。但你总不能为了一块电池充电等3天吧。国标规定的低倍率充电是0.2C(仲裁充电制式),还以上面的1000mAh容量的电池为例,就是200mA,那么我们可以估计出这只电池5个多小时可以充饱。(容量mAh=电流mA×时间h)
2、座充,是有两个槽位,前面可放手机,后面放电池的,需要和火牛配合使用。原装的座充质量较好,许多具有“智能”,有些牌子的基本上能做到恒流恒压的充电过程,并在充电结束后有一个涓流补电的过程。有些牌子的虽然没有做到恒流恒压的过程,但电流电压等参数控制准确,也是不错的
锂电池基础知识讲解
锂电池基础知识讲解理想的锂离子电池,除了锂离子在正负极之间嵌入和脱出外,不发生其他副反应,不出现锂离子的不可逆消耗。
实际的锂离子电池,每时每刻都有副反应存在,也有不可逆的消耗,如电解液分解,活性物质溶解,金属锂沉积等,只不过程度不同而己。
实际电池系统,每次循环中,任何能够产生或消耗锂离子或电子的副反应,都可能导致电池容量平衡的改变。
一旦电池的容量平衡发生改变,这种改变就是不可逆的,并且可以通过多次循环进行累积,对电池性能产生严重影响。
⑴正极材料的溶解尖晶石LiMn2O4中Mn的溶解是引起LiMn2O4可逆容量衰减的主要原因,对于Mn的溶解机理,一般有两种解释:氧化还原机制和离子交换机制。
氧化还原机制是指放电末期Mn3+的浓度高,在LiMn2O4表面的Mn+会发生歧化反应: 2Mn3+(固)Mn4+(固)+Mn2+(液)歧化反应生成的二价锰离子溶于电解液。
离子交换机制是指Li+和H+在尖晶石表面进行交换,最终形成没有电化学活性的HMn2O4.Xia等的研究表明,锰的溶解所引起的容量损失占整个电池容量损失的比例随着温度的升高而明显增大(由常温下的23%增大到55℃时的34%)[14]。
⑵正极材料的相变革[15]锂离子电池中的相变有两类:一是锂离子正常脱嵌时电极材料发生的相变;二是过充电或过放电时电极材料发生的相变。
对于第一类相变,一般认为锂离子的正常脱嵌反应总是伴随着宿主结构摩尔体积的变化,同时在材料内部产生应力,从而引起宿主晶格发生变化,这些变化减少了颗粒间以及颗粒与电极间的电化学接触。
第二类相变是XXX-Teller效应。
Jahn-Teller效应是指由于锂离子的反复嵌入与脱嵌引起结构的膨胀与收缩,导致氧八面体偏离球对称性并成为变形的八面体构型。
由于Jahn-Teller 效应所导致的尖晶石结构不可逆转变,也是LiMn2O4容量衰减的主要原因之一。
在深度放电时,Mn的平均化合价低于3.5V,尖晶石的结构由立方晶相向四方晶相转变。
电池及锂电池基础知识培训
第四部分
锂离子电池构造
Hale Waihona Puke 锂离子电池电源管理电芯 保护板
PTC
第四部分 锂离子电池电源管理
保护板的组成
保护板通常包括控制IC、MOS开关及辅助器件NTC、ID存 储器等。其中控制IC,在一切正常的情况下控制MOS开关导通, 使电芯与外电路沟通,而当电芯电压或回路电流超过规定值时, 它立刻控制MOS开关关断,保护电芯的安全。
第三部分 锂离子电池工作原理
锂离子电池结构
a.正极:预先锂化的过渡金属氧化物,如钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂等 b.负极:具有特殊结构的碳材,如软碳、硬碳石墨和石墨化碳纤维等
c.电解液:有机溶剂和锂盐的溶液,例如PC (碳酸丙烯酯)、EC(碳酸 乙烯酯)、 DMC (二甲基碳酸酯)、DEC(二乙基碳酸酯)、1M LiPF6 。电导率为 6.79 mS/cm,水含量6ppm,HF含量8ppm。
第三部分 锂离子电池工作原理
锂离子电池工作原理
锂离子电池实际上是一个能量转换器件。 它的正负电极由两种不同的锂离子嵌入化合物组成。充电时,Li+ 从正极脱嵌经过电解质嵌入负极。 放电时则相反, Li+ 从负极脱嵌,经过电解质嵌入正极。充电是一个强制的过程,把电能转换成化学 能;而放电则是一个自发进行的过程,化学能转换成电能,供用电器件使用。
糊式电池
金属锂电池 液态锂离子电池 聚合物锂离子电池
普通碳性锌-锰电池 碱性电池
第一部分 电池基础常识
电池的构成
电池一般由电芯、Fuse(或PTC)、保护板(或电路板)、五金片、外壳 以及一些辅料组成。
①单节电池的电路示意图 电芯
B+ P+
电 路 板
PTC或Fuse
锂离子电池_电芯知识培训.doc
关于Li-ion电池的安全认证•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。
锂离子电池的基础知识介绍
电池的能量
电池能量=化学势差*电量 化学势差---决定于正负极材料的化 学势 电量---决定于正负极能移动电子总 量
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2019/10/2
锂离子电池的选择和诞生
电池能量=化学势差*电量
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液态锂离子电池 聚合物锂离子电池
3.7
3.7
100~160 300~1000
120~170 >1000
6~9
3
无
无
无污染
无污染
中
中
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2019/10/2
常用正极材料
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化学反应=>化学电池---受控化学反应
第一步: 2H2 = 4H+ + 4e 第二步: O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O
电荷为什么会移动?
化学势差
水会自动从高处往 低处流
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2019/10/2
化学电池之能量与要素
主要素有:
锂离子电池基础知识介绍
Department : R&D Prepared by : Stony Wang Date: Jun. 7th 2014
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2019/10/2
纲要
锂电芯培训资料(三)锂电芯基本知识
锂电芯培训资料(三)锂电芯基本知识品管部选编一、锂电芯原理锂离子电芯的反应机理是随着充放电的进行,锂离子在正负极之间嵌入脱出,往返穿梭电芯内部而没有金属锂的存在,因此锂离子电芯更加安全稳定。
二、锂电芯的构造电芯的正极是LiCoO2加导电剂和粘合剂,涂在铝箔上形成正极板,负极是层状石墨加导电剂及粘合剂涂在铜箔基带上,目前比较先进的负极层状石墨颗粒已采用纳米碳。
根据上述的反应机理,正极采用LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O2,其中LiCoO2本是一种层结构很稳定的晶型,但当从LiCoO2拿走XLi后,其结构可能发生变化,但是否发生变化取决于X的大小。
通过研究发现当X>0.5时Li1-XCoO2的结构表现为极其不稳定,会发生晶型瘫塌,其外部表现为电芯的压倒终结。
所以电芯在使用过程中应通过限制充电电压来控制Li1-XCoO2中的X值,一般充电电压不大于4.2V那么X小于0.5 ,这时Li1-XCoO2的晶型仍是稳定的。
负极C6其本身有自己的特点,当第一次化成后,正极LiCoO2中的Li被充到负极C6中,当放电时Li回到正极LiCoO2中,但化成之后必须有一部分Li留在负极C6中,心以保证下次充放电Li的正常嵌入,否则电芯的压倒很短,为了保证有一部分Li留在负极C6中,一般通过限制放电下限电压来实现。
所以锂电芯的安全充电上限电压≤4 .2V,放电下限电压≥2.5V。
三、锂电芯的安全性电芯的安全性与电芯的设计、材料及生产工艺生产过程的控制等因素密切相关。
在电芯的充放电过程中,正负极材料的电极电位均处于动态变化中,随着充电电压的增高,正极材料(LixCoO2)电位不断上升,嵌锂的负极材料(LixC6)电位首先下降,然后出现一个较长的电位平台,当充电电压过高( >4.2V)或由于负极活性材料面密度相对于正极材料面密度(C/A)比值不足时,负极材料过度嵌锂,负极电位则迅速下降,使金属锂析出(正常情况下则不会有金属锂的的析出),这样会对电芯的性能及安全性构成极大的威胁。
锂电池基础知识科普
外壳 2
2
电池基础知识
储能装置
物理储能
化学储能
飞轮储能
压缩空气 储能etc...
铅酸电池
钠流电池
锂离子电 池etc...
电容器
储能装置分类
电磁储能
超导电磁 储能etc...
所有电池都是可以提供动力的, 只是大与小的关系(较大规模 的储能装置可以超过GWh,而 应用与蓝牙耳机或者手机电池 上的电池仅为0.1-5Wh),因此 只要是可以称之为能量储存的 载体都可以被称为动力电池;
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隔膜
结构 生产方法 优点
缺点 应用范围
不同材质和结构隔膜的特点
PP
单层、双层
干法
机械强度高 耐热性好 透过性好 安全关断性能不如PE (闭孔温度>150℃)
一次电池、二次电池、 大功率电池
PE 单层、双层 干法、湿法 均匀性好 安全性好(闭孔温度约 130℃) 耐高温性能不如PP
二次电池
PP/PE/PP 三层 干法 综合了PP、PE膜优点, 机械强度好,安全性更 高
➢ 按制造方法分 干法、湿法
➢ 按结构分 单层PP、PE 双层PP、PE 三层PP/PE/PP
制造方法 代表厂家
单向拉伸法
日本宇部 深圳星源 台湾高银
干法 吹膜法 美国Celgard
双向拉伸法
新乡格瑞恩 桂林新时
湿法
日本:Asahi,Tonen, Nitto,三井 美国:Entek 韩国:Wide、W-Able、 SK、W-scope 中国:佛山金辉
两种不同的极板在均相或者 异相的介质中,由于存在并 产生的电势差,在外加负载 的驱动下,发生氧化还原反 应,内部电流的移动产生电 流。如果电化学反应可以逆
电芯的基本知识
电芯的根本学问电芯的根本学问一、正负极片在拉浆时,假设极片附料偏重或偏轻会有何影响呢?答:1、在讲解此问题时,大家必需了解电池是如何组成的!! 电池的主要组成部份是由:正极片、负极片、盖帽、壳(铝,钢)、电解液、密封圈及隔膜纸等组成。
2、电池的核心组成部份是由正极片及负极片组成。
所以正负极片的附料直接影响着电池的性能。
了解了电池的具体构造,再反过来了解正极片与负极片的构成、作用。
3、正极片是由:发泡镍(导电体)及正极化学原材料组成。
负极片是由:钢带及负极化学原材料组成。
简洁的说就是将化学原材料通过拉浆将它紧紧的与发泡镍(钢带)连接在一起,就形成了正极片(负极片)。
4、在电池组制作过程中有如下规律:负极片打算电池的稳定性能及过充(放)性能。
正极打算电池的容量。
假设电池在生产过程中,a:正极片偏轻则会导致电池“低容量”;b:正极片偏重则会导致电池在充电过程中漏液、鼓底,假设更严峻则会导致电池爆炸;c:负极片偏轻则会导致电池在充电过程中漏液、鼓底,假设更严峻则会导致爆炸;d:负极片偏重则会影响电池在组装过程中难以入壳,导致正负极片在入壳过程中报废或短路,另因负极片偏重导致电池原材料铺张而降低了电池的物料利用率。
所以正负极片无论是偏轻与偏重都会对电池有较大影响。
二、极片的裁片刀为何要定期打磨?答:在了解裁片刀为何要定期打磨时,首先须了解极片毛剌,毛刺是如何产生的呢!很简洁,是由于极片在裁切过程中,由于刀刃不利或缺口,导致极板骨架与附料分别,而暴露在外面的部份骨架称之为毛刺,假设此毛刺无法有效的处理,则易导致电池在组装过程短路。
所以裁片刀需定期打磨保证刀刃的锐利,从而削减裁过程中产生的毛刺。
三、镍网面密度对电池有何影响?答:发泡镍最主要的作用是起到导电及吸附化学原材料的作用,所以发泡镍的面密度对电池的制作有肯定的影响。
a:发泡镍面密度越高,孔径就越密,所以电池的导电性能就越好。
b:因发泡镍密度较高,而导致化学原材料的填充量削减,使电池的容量无法到达工艺设计要求。
锂离子电池基础知识
电池基础知识培训资料一、锂离子电池工作原理与性能简介:1、电池的定义:电池是一种能量转化与储存的装置,它通过反应将化学能或物理能转化为电能,电池即是一种化学电源,它由两种不同成分的电化学活性电极分别组成正负极,两电极浸泡在能提供媒体传导作用的电解质中,当连接在某一外部载体上时,通过转换其内部的化学能来提供能源.2、锂离子电池的工作原理:即充放电原理.Li-ion的正极材料是氧化钴锂,负极是碳.当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极.而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高.同样,当对电池进行放电时即我们使用电池的过程,嵌在负极碳层中的锂离子脱出,又运动回正极.回正极的锂离子越多,放电容量越高.我们通常所说的电池容量指的就是放电容量.在Li-ion的充放电过程中,锂离子处于从正极→负极→正极的运动状态.Li-ion就象一把摇椅,摇椅的两端为电池的两极,而锂离子就象运动员一样在摇椅两端来回奔跑.所以,Li-ion又叫摇椅式电池.通俗来说电池在放电过程中,负极发生氧化反应,向外提供电子;在正极上进行还原反应,从外电路接收电子,电子从负极流到正极,而电流方向正好与电子流动方向相反,故电流经外电路从正极流向负极.电解质是离子导体,离子在电池内部的正负极之间定向移动而导电,阳离子流向正极,阴离子流向负极.整个电池形成了一个由外电路的电子体系和电解质的离子体系构成的完整放电体系,从而产生电能.正极反应:LiCoO2==== Li1-xCoO2+ xLi+ + xe负极反应:6C + xLi+ + xe- === Lix C6电池总反应:LiCoO2 + 6C ==== Li1-xCoO2 + LixC63、电池的连接:根据电池的电压与容量的需求,可以把电池做串联、并联及混连连接.a、串联:电压升高,容量基本不变;b、并联:电压基本不变,容量升高;c、混联:电压与容量都会升高;4、化学电池的种类:锂离子电池按电池外形来分类,可分为圆柱形、方形、钮扣形和片状形等.电池型号标识方法如下:1、圆柱形电池标识由3个字母加5个数字加1个字母加2或3个数字组成.2、方形电池标识由3个字母加6个数字加1或2个字母加2或3个数字组成组成.3、第一个字母I表示有内置锂离子电池.4、第二个字母表示电池的正极材料基于钴的电极.5、第三个字母表示电池的形状,R表示圆柱形电池,P表示方形电池、S表示软包装电池.6、圆柱形电池5个数字分别表示电池直径与高度,方形电池6个数字分别表示电池的厚、宽、高;单位mm.7、圆柱形电池第四个字母表示电池的级别,有A级、C级;最后2或3个数字表示电池的容量缩写.8、方形电池第四个字母表示电池壳体的材料,A表示铝壳,S表示钢壳,第五个字母R表示壳体边缘的形状.例如:圆柱形电池ICR18650A180例如:方形电池ICP533436AR65二、锂离子电池的主要构成:1、电池的构成:电池一般由电芯、Fuse或PTC、保护板或电路板、五金片、外壳以及一些辅料组成.一般锂离子电芯由正极片、负极片、隔膜纸、电解液、盖板盖帽、绝缘片、壳体铝塑膜、钢壳、铝壳等部件组成.正极片:活性物质为氧化锂钴,锂离子化合物LiCoO2/LiNiO2/LiMn2O4、导电剂Super-P、溶剂NMP、粘接剂PVDF和铝箔组成.负极片:活性物质为碳,碳粉CMP2、粘接剂SBR、添加剂CMC和铜箔组成.隔膜纸:PP、PE、PP/PE/PP;主要作用是绝缘并传导离子,除此之外,在安全上若电池内中短路温度升高时,隔膜纸亦具有Shut Down功能,造成内部电阻升高,避免Thermal Runway.电解液:有机电解液2、保护板:保护板通常包括控制IC、MOS开关及辅助配件NTC、ID存储器等.其中控制IC,在一切正常的情况下控制MOS开关导通,使电芯与外电路沟通,而当电芯电压或回路电流超过规定值时,它立刻控制MOS开关关断,保护电芯的安全.保护板的功能:1、过充保护:当电芯电压升到一定值时以下,保护板会切断充电回路;2、过放保护:当电芯电压低到一定值时以下,保护板会切断放电回路;3、短路保护:当电池正、负极两端短路时,可迅速切断回路,保护电芯;4、过流保护:当电池输出电流超过某一个值时2A左右,保护电路会切断输出回路;5、其它辅助功能:保护板上一般还有NTC、识别电阻以及解码芯片等,主要作用是保护电池能与主机及原装充电器正常充电与使用;三、电池基础术语1、电压概念:即电位差,是产生电流的力开路电压:是指电池在非工作状态下即电路无电流流过时,电池正负极之间的电势差.一般情况下,Li-ion充满电后开路电压为左右,放电后开压为左右,通过电池的开路电压,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过时电池正负极之间电势差.在电池放电工作状态下,当电流流过电池内部时,不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池,充电时则与之相反.Li-ion的放电工作电压在左右.平均电压:电池放电时,从开始到放电终止时的电压平均值.终止电压:规定放电终止时电池的负载电压,其值为n锂离子单体电池的串联只数用“n”表示.2、容量:指电池内的活性物质参加电化学反应所能放出的电能称为电池的容量.单位为mAh或Ah.1Ah=1000mAh容量大小是由正负极中活性物质的数量多少来决定的一是活性物质的重量,二是活性物质的利用率.设计容量:根据电池内所含活性物质的量,从电化学理论计算电池的容量称为设计容量.额定容量:指电池经设计后,经电池制程过程的影响,电池所能达到容量称为额定容量.实际容量: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.3、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,而不能用万用表欧姆档测量.单位为毫欧mΩ静态电阻:即放电时电池内阻动态电阻:即充电时电池内阻4、放电平台:放电平台是恒压充到电压为并且电电流小于时停充电,然后搁置10分钟,在任何们率的放电电流下下放电至时的放电时间.是衡量电池好坏的重要标准.5、充放电倍率时率:是指电池在规定的时间内放出其额定容量时所需要的电流值,它在数据值上等于电池额定容量的倍数,通常以字母C表示.如电池的标称额定容量为600mAh为1C1倍率,300mAh则为,6A600mAh为10C.以此类推.时率又称小时率,时指电池以一定的电流放完其额定容量所需要的小时数.如电池的额定容量为600mAh,以600mAh的电流放完其额定容量需1小时,故称600mAh 的电流为1小时率,以此类推.6、自放电率:又称荷电保持能力,是指电池在开路状态下,电池所储存的电量在一定条件下的保持能力.主要受电池制造工艺、材料、储存条件等因素影响.是衡量电池性能的重要参数.注:电池100%充电开路搁置后,一定程度的自放电正常现象.在GB标准规定LI-ion后在20±2℃条件下开条件下开路搁置28天.可允许电池有容量损失.7、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液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任何形式的过以都会导致电池性能受到严重破坏,甚至爆炸.帮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.8、压降:电池按定性充电至80%以上,测量其电池空载电压.5W/2W电池作为负载连接电池正负极端开关作为电池的断路,通路的装置进行串联.打开开关后5秒电压下降不大于0.4V,为合格主要为测试电池负载性能.9、电池的负载能力: 当电池的正负极两端连接在用电器上时,带动用电器工作时的输出功率,即为电池的负载能力.10、充电效率: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蓄顾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.11、放电效率: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额定容量之比,主要受放电倍率,环境温度,内阻等到因素影响,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.12、一次电池和充电电池有什么区别电池内部的电化学性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知,真正的可充电电池的内部结构之间所发生反应是可逆的.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必须支持这种变化,既然,一次电池仅做一放电,它内结构简单得多且不需要支持这种变化,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,应有尽有选择真正的循环次数在1000次左右的充电电池,这种电池也可称为一次电池或蓄电池.13、一次电池和二次电池还有其他的区别吗另一明显的区别就是它们能量和负载能力,以及自放电率,二次电池能量远比一次电池高,然而他们的负载能力相对要小.14、可充电便携式电池的优缺点是什么充电电池寿命较长,可循环1000次以上,虽然价格比干电池贵,但如果经常使用的话,是比较划算的.充电电池的容量比同规格的碱锰电池或锌碳电池低,比如,他们放电较快.另一缺点是由于他们几近恒定的放电电压,很难预测放电何时结束.当放电结束时,电池电压会突然降低.假如在照相机上使用,突然电池放完了电,就不得不终止.但另一方面可充电电池能提供的容量比太部分一次电池高.但Li-ion电池却可被广泛地用照相器材中,因为它容量高,能量密度大,以及随放电深度的增加而逐渐降低的放电电压.15、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,就二次电子也叫蓄电池而言另一术语也称可充电使携式电池,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,而我司产品li-ion可重复充放电1000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,它的放电电压会随放电的深度逐渐衰退,不象其他充电电池一样,在放电未,电压突然降低.16、Li-ion电池有哪些优点哪些缺点Li-ion具有以下优点:1单体电池的工作电压高达:2比能量大,目前能达到的实际比能量为100-115Wh/kg和240-253Wh/L2倍于Nl-Cd,倍于Ni-MH,未来随着技术发展,比能量可高达150Wh/kg和400 Wh/L3循环寿命长,一般均可达到500次以上,甚至1000次.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的资源较小,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;故必须在的恒压下充电;B、过放保护:过放会导致活性物质的恢复困难,故也需要有保护线路控制.17、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,专家们进行了非常严格、周密的电池安全性能设计,以达到电池安全考核指标.1隔膜135℃自动关断保护采用国际先进的Celgars2300PE-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.2向电解液中加入添加剂在电池过充,电池电压高于的条件下,电解液添加剂与电解液中其他物质聚合,电池内阻大幅度增加,电池内部形成大面积断路,电池不再升温.3电池盖复合结构电池盖采用刻痕防爆球结构,电池升温时,电池内部活化过程中所产生的部分气体膨胀,电池内压加大,压力达到一定程度刻痕破裂、放气.4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焉的性能情况.18、为什么恒压充电电流为逐渐减少因为恒流过程终止时,电池内部的电化学极化然保持再整个恒流中相同的水平,恒压过程,再恒定电场作用下,内部Li+的浓差极化在逐渐消除,离子的迁移数和速度表现为电流逐渐减少.19、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.20、为什么要化成电池制造后,通过一定的充放电方式将其内部正负极物质激活,改善电池的充放电性能及自放电、储存等综合性能的过程称为化成,电池粉有经过化成后才能体现真实性能.21.什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.22、锂离子电池的工作温度范围充电 -10—45℃放电 -30—55℃23、何为电池的倍率放电指放电时,放电电流A与额定容量Ah的倍率关系表示.24、何为电池的小时率放电按一定输出电流放完额定容量所需的小时数数,称为放电时率.25、影响锂离子电池循环性能的两个最重要的因素是什么活性物质的性质和杂质的种类、含量.26、如何在生产过程中控制电池内部的水份1、作好防潮、防湿处理.2、缩短操作时间,减少极片在空气中暴露时间.3、合理正确地进行烘烤作业.4、尽量在干燥环境下进行作业.27、锂离子电池的活性正极材料是什么锂盐;如钴酸锂,锰酸锂,镍酸锂等.28、锂离子电池的活性负极材料是什么石墨粉29、电极材料为何要加入导电剂在电池工作时,电池的活性物质无论充放电都不会溶解在电解液中,为加强活性物质与网栅、集流片的接解导电性,而加放导电剂.30、锂离子电池的电解液的组成是什么常用的为六氟磷酸锂,四氟磷酸锂LiPF6、LiClO4等.31、锂离子电池安全性能的考核指标,一只合格的锂离子电池在安全性能上应该满足以下条件:1短路:不起火,不爆炸2过充电:不起火,不爆炸3热箱试验:不起火,不爆炸150℃恒温10min4针剌:不爆炸用Ф3mm钉穿透电池5平板冲击:不起火,不爆炸10kg重物自1M高处砸向电池6焚烧:不爆炸煤气火焰烧烤电池四、18650型锂电池简介:即指电池的直径为18mm,长度为65mm,圆柱体型的电池.锂是一种金属元素,为什么我们要把他叫锂电池呢因为它的正极是以“钴酸锂”为正极材料的电池,当然现在市场上有很多的电池,有磷酸铁锂,锰酸锂等为正极材料的电池.单节标称电压一般为:充电电压一般为:最小放电终止电压一般为:最大充电终止电压:直径:18±高度:65±容量:根据客户需求五、锂离子电池制造流程:1 配料:用专门的溶液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---入壳---滚槽---点焊---焊盖帽,制成电池极芯,在经烘烤后注入电解液、封口等工艺过程,即完成电池装配过程.制成成品电池.4化成 :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,待出厂.六、:目前锂电池的主要应用在一些工业设备,医疗仪器,军警设备,以及移动电源手持终端上.正极中金属的成本很高.目前,正极材料LiNiO2由于具有制造方便、开路电压髙、比能量髙、寿命长、能快速放电等优点,已在锂离子电池中得到广泛应用.但钻资源少,价格昂贵,因而应用受到限制.锂离子电池是未来电动汽车的能源之一.因为锂离子电池的比能量为铅酸电池的三倍以上.电动汽车起动时,需要短时间几秒的大电流放电.铅酸电池可大电流放电大功率放电,但比能量相当小.近年风靡全球的特斯拉,想必都有所耳闻,它就是锂电池应用于汽车的典范,特斯拉主动力是用电而不是用传统的石油,又是要改变世界的赶脚..它也不愧是新时代的弄潮儿。
电芯的基本知识电芯有哪几种(2)
电芯的基本知识电芯有哪⼏种(2) 电芯的简介 充电电池的组成是这样的:电芯+保护电路板。
充电电池去除保护电路板就是电芯了。
他是充电电池中的蓄电部分。
电芯的质量直接决定了充电电池的质量。
⼿机电板拆掉外壳,再去掉电板⾥的保护电路板就剩下锂电芯了。
充电电池是由电芯+保护电路板+胶壳+绝缘辅料+相关配件组成。
其中电芯起主导作⽤。
电芯的分类 电芯共分为6⼤类:镍氢、镍镉、锂电、聚合物、铅酸、储电 各电芯的单个电压:镍氢、镍镉为1.2V 。
锂电、聚合物为3.7V 铅酸为1.5V 储电芯的电压较多通常有5V 9V 12V…..等。
电芯区别:1. 镍氢、镍镉电芯从外观上没什么区分,其主要区分为重量容量,镍镉电芯较轻。
镍氢、镍镉电芯的型号在电池领域通常⽤AAAA, AAA, AA, A ,SC,C,D,N,F等来说明AA就是我们通常所说的5号电池,尺⼨为:直径14mm,⾼度49mm; AAA就是我们通常所说的7号电池,尺⼨为:直径11mm,⾼度44mm。
以上两类市⾯上有买,其它型号⼤部分则是⽤于制作电⼦产品电池。
镍镉电芯说明:镍镉电芯有两个极板组成,⼀个是⽤镍做的,另⼀个是⽤镉做的,这两种⾦属在电池中发⽣可逆反应,因此电池可以重新充电。
镍镉的优点是“结实” 重量轻、价格便宜。
缺点是镉⾦属对环境有污染,电池容量⼩,寿命短,所以镍镉电池是最低档的电池,有记忆效应,每次充电都必须先放电,否则他的记忆功能将⼤⼤降低⼿机的充电量,只有将电池的余电放净后再进⾏充电才能保持电池的充电量。
镍氢电池:镍氢电芯是有氢离⼦和⾦属镍合成,电量储备⽐镍镉电池多30%,⽐镍镉电池使⽤寿命也更长,并且对环境⽆污染,⽆记忆效应。
镍氢电池的缺点是价格镍镉电池要贵、重量⽐镍镉重,容量⽐锂电池要低,但好处是不会因过充过放导致电芯爆炸。
锂电芯分为两类:⼀类为锂电钢壳电芯,另⼀类是锂电铝壳电芯,同型号的电池铝壳重量⽐较,钢壳重,铝壳的容量较⾼。
锂离子电池的电芯
锂离子电池的电芯聚合物锂离子电池电芯重要有正负极极片,隔膜,极耳,包装膜和电解液组成,每个部分都有自己的功能用途。
1、正极极片:将正极材料涂覆在铝箔上,然后冲压成型。
2、负极极片:将负极材料涂覆在铜箔上,然后冲压成型。
3、极耳:极耳的重要用途是将内部正负极的电能传递到外部电路。
聚合物电池极耳为正极为铝带、负极为镍带,考虑到与铝塑包装膜的密封,故在密封处极耳上带有一层极耳胶。
同时由于正极铝带很容易断裂,故在加工、运输、储存、使用等过程中要特别注意防护。
为保证密封效果,极耳胶材质与包装膜内层材质基本一致,重要是PE类物质。
4、隔膜:放在正极极片与负极极片之间,隔膜的用途是将电池正负极隔开,防止两极直接短路。
隔膜本身不导电,但电解质离子可以通过。
5、电解液:电解液在电池中作为能量传递的载体。
锂离子电池电压高达3-4.2V,因此,电解质只能用有机溶剂,而不能用水溶液电解质(水的分解电压为1.23V)。
锂离子电池常用的锂盐有LiPF6、LiBF4、LiCl04,有机溶剂有PC(碳酸丙烯酯)、EC(碳酸乙烯酯)、BC(碳酸丁烯酯)、DMC(二甲基碳酸酯)、DEC(二乙基碳酸酯)、MEC(甲基乙烯碳酸酯)等。
用于锂离子电池的电解液要有以下特点:电导率高、化学及电化学稳定性高、可使用温度范围宽、安全性好、廉价等。
6、包装膜:聚合物电池采用铝塑复合膜包装,其至少分三层:中间层为铝层,起隔绝水分用途;外层为胶层,起保护铝不被外部环境氧化的用途;内层为胶层,起密封并防止电解液腐蚀铝层的用途。
该铝塑膜采取冲压成型,制成要的外壳形状。
铝塑膜包装耐压能力较金属壳电池要差得多,电池内部短路等很容易造成气胀现象,严重者封口处会开裂。
也正因为此,采取铝塑膜包装的电池安全性能要优于金属壳类电池。
手机锂离子电池与电芯的基本知识
手机锂离子电池与电芯的基本知识第一节锂离子电池的差不多知识一样而言,锂离子电池有三部分构成:1.锂离子电芯2.爱护电路(PCM)3.外壳即胶壳电池的分类从锂离子电池与手机配合情形来看,一样分为外置电池和内置电池,这种叫法专门容易明白得,外置电池确实是直截了当装在手上背面,如: MOTOROLA191,SAMSUNG 系列等;而内置电池确实是装入手机后,还另有一个外壳把其扣在手机电池内,如:MOTOROLA 998,8088,NOKIA的大部分机型1.外置电池外置电池的封装形式有超声波焊接和卡扣两种:1.1超声波焊接外壳这种封装形式的电池外壳均有底面壳之分,材料一样为ABS+PC料,面壳一样喷油处理,代表型号有 :MOTOROLA 191,SAMSUNG 系列,原装电池的外壳经喷油处理后长期使用一样可不能磨花,而一些品牌电池或水货电池用上几天外壳喷油就开始脱落了.其缘故为:手机电池的外壳较廉价,而喷油处理的成本一样为外壳的几倍(好一点的),如此处理一样有三道工序:喷光油(打底),喷油(形成颜色),再喷亮油(顺序应该是如此的,假如我没记错的话),而一些厂商为了降低成本就省去了第一和第三道工序,如此成本就专门低了.超声波焊塑机其作用为:行业内比较好的国产超声波焊塑机应该是深圳科威信机电公司生产的.焊接有了好的超声波焊塑机不够的,是否能够焊接OK,还与外壳的材料和焊塑机参数设置有专门大关系,外壳方面要紧与生产厂家的水口料掺杂情形有关,而参数设置那么需自己摸索,由于涉及到公司一些技术资料,在那个地点不便多讲.1.2卡扣式卡扣式电池的原理为底面壳设计时形成卡扣式,其一样为一次性,假如卡好后用户强行折开的话,就无法复原,只是这关于生产厂家来讲不是专门大的难度(卡好后再折开),其代表型号有:爱立信788,MOTOROLA V66.2.内置电池内置电池的封形式也有两种,超声波焊接和包标(使用商标将电池全部包起)超声波焊接的电池要紧有:NOKIA 8210,8250,8310,7210等.包标的电池就专门多了,如前两年专门浒的MOTO998 ,8088了.第二节锂离子电芯的差不多知识锂离子电芯是一种新型的电池能源,它不含金属锂,在充放电过程中,只有锂离子在正负极间往来运动,电极和电解质不参与反应。
电芯和电池
电芯和电池的区别一、电芯指单个含有正、负极的电化学电芯,一般不直接使用。
区别于电池含有保护电路和外壳,可以直接使用。
锂离子二次充电电池的组成是这样的:电芯+保护电路板。
充电电池去除保护电路板就是电芯了。
他是充电电池中的蓄电部分。
电芯的质量直接决定了充电电池的质量。
1. 电芯位置手机电板拆掉外壳,再去掉电板里的保护电路板就剩下锂电芯了。
2. 电芯简介电芯分为铝壳电芯、软包电芯(又称“聚合物电芯”)、圆柱电芯三种。
通常手机电池采用的为铝壳电芯,蓝牙等数码产品多采用软包电芯,笔记本电脑的电池采用圆柱电芯的串并联组合。
3. 电芯主要特点粒径小,比表面积大,颜色白,纯度高,电化学性能明显提高。
可以用到钛酸锂电池材料和钴酸锂电池材料中。
1:在-0.05~0.35V(vs SCE)的电位范围内表现出典型的法拉第赝电容行为。
所谓赝电容是继双电层电容器后,发展了得赝电容器。
赝电容也称法拉第准电容,对于法拉第准电容, 其储存电荷的过程不仅包括双电层上的存储, 而且包括电解液中离子在电极活性物质中由于氧化还原反应而将电荷储存于电极中。
电解液中的离子, 一般为H或OH- 在外加电场的作用下由溶液中扩散到电极/溶液界面,而后通过界面的电化学反应而进入到电极表面活性氧化物的体相中;由于电极材料采用的是具有较大比表面积的氧化物,这样就会有相当多的这样的电化学反应发生,大量的电荷就被存储在电极中。
放电时这些进入氧化物中的离子又会重新返回到电解液中,同时所存储的电荷通过外电路而释放出来,这就是法拉第准电容的充放电机理。
说明白点,赝电容就是无数个小的双电层电容。
2:在相同的电流密度(毫安/平方厘米)下,增加比容量(发/克)。
3:降低自放电率,具有量好的循环寿命。
成分:纳米二氧化钛(XZ-TI01)外观:白色粉末状;PH 值:6-8 ;粒径:10 纳米;比表面积:60-70 m2/g ;纯度:99.9%,干燥失重105℃、2h ≤ 0.05(%);灼烧失重≤0.1(%);铁ppm ≤3 合格铅(Pb)ppm ≤10 合格。
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手机锂离子电池与电芯的基本知识(doc 16页)第一节锂离子电池的基本知识一般而言,锂离子电池有三部分构成:1.锂离子电芯2.保护电路(PCM)3.外壳即胶壳电池的分类从锂离子电池与手机配合情况来看,一般分为外置电池和内置电池,这种叫法很容易理解,外置电池就是直接装在手上背面,如: MOTOROLA 191,SAMSUNG 系列等;而内置电池就是装入手机后,还另有一个外壳把其扣在手机电池内,如:MOTOROLA 998,8088,NOKIA的大部分机型1.外置电池外置电池的封装形式有超声波焊接和卡扣两种:包标的电池就很多了,如前两年很浒的MOTO998 ,8088了.第二节锂离子电芯的基本知识锂离子电芯是一种新型的电池能源,它不含金属锂,在充放电过程中,只有锂离子在正负极间往来运动,电极和电解质不参与反应。
锂离子电芯的能量容量密度可以达到300Wh/L,重量容量密度可以达到125Wh/L。
一、电芯原理锂离子电芯的反应机理是随着充放电的进行,锂离子在正负极之间嵌入脱出,往返穿梭电芯内部而没有金属锂的存在,因此锂离子电芯更加安全稳定。
其反应示意图及基本反应式如下所示:二、电芯的构造电芯的正极是LiCoO2加导电剂和粘合剂,涂在铝箔上形成正极板,负极是层状石墨加导电剂及粘合剂涂在铜箔基带上,目前比较先进的负极层状石墨颗粒已采用纳米碳。
根据上述的反应机理,正极采用LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O2,其中LiCoO2本是一种层结构很稳定的晶型,但当从LiCoO2拿走XLi后,其结构可能发生变化,但是否发生变化取决于X的大小。
通过研究发现当X>0.5时Li1-XCoO2的结构表现为极其不稳定,会发生晶型瘫塌,其外部表现为电芯的压倒终结。
所以电芯在使用过程中应通过限制充电电压来控制Li1-XCoO2中的X 值,一般充电电压不大于4.2V那么X小于0.5 ,这时Li1-XCoO2的晶型仍是稳定的。
负极C6其本身有自己的特点,当第一次化成后,正极LiCoO2中的Li被充到负极C6中,当放电时Li回到正极LiCoO2中,但化成之后必须有一部分Li 留在负极C6中,心以保证下次充放电Li的正常嵌入,否则电芯的压倒很短,为了保证有一部分Li留在负极C6中,一般通过限制放电下限电压来实现。
所以锂电芯的安全充电上限电压≤4 .2V,放电下限电压≥2.5V。
三、电芯的安全性电芯的安全性与电芯的设计、材料及生产工艺生产过程的控制等因素密切相关。
在电芯的充放电过程中,正负极材料的电极电位均处于动态变化中,随着充电电压的增高,正极材料(LixCoO2)电位不断上升,嵌锂的负极材料(LixC6)电位首先下降,然后出现一个较长的电位平台,当充电电压过高( >4.2V)或由于负极活性材料面密度相对于正极材料面密度(C/A)比值不足时,负极材料过度嵌锂,负极电位则迅速下降,使金属锂析出(正常情况下则不会有金属锂的的析出),这样会对电芯的性能及安全性构成极大的威胁。
电位变化见下图:在材料已定的情况下,C/A太大,则会出现上述结果。
相反,C/A太小,容量低,平台低,循环特性差。
这样,在生产加工中如何保证设计好的C/A比成了生产加工中的关键。
所以在生产中应就以下几个方面进行控制:1.负极材料的处理1)将大粒径及超细粉与所要求的粒径进行彻底分离,避免了局部电化学反应过度激烈而产生负反应的情况,提高了电芯的安全性。
2)提高材料表面孔隙率,这样可以提高10%以上的容量,同时在C/A 比不变的情况下,安全性大大提高。
处理的结果使负极材料表面与电解液有了更好的相容性,促进了SEI膜的形成及稳定上。
2.制浆工艺的控制1)制浆过程采用先进的工艺方法及特殊的化学试剂,使正负极浆料各组之间的表面张力降到了最低。
提高了各组之间的相容性,阻止了材料在搅拌过程“团聚”的现象。
2)涂布时基材料与喷头的间隙应控制在0.2mm以下,这样涂出的极板表面光滑无颗粒、凹陷、划痕等缺陷。
3)浆料应储存6小时以上,浆料粘度保持稳定,浆料内部无自聚成团现象。
均匀的浆料保证了正负极在基材上分布的均匀性,从而提高了电芯的一致性、安全性。
3.采用先进的极片制造设备1)可以保证极片质量的稳定和一致性,大大提高电芯极片均一性,降低了不安全电芯的出现机率。
2)涂布机单片极板上面密度误差值应小于±2%,极板长度及间隙尺寸误差应小于2mm。
3)辊压机的辊轴锥度和径向跳动应不大于4μm,这样才能保证极板厚度的一致性。
设备应配有完善的吸尘系统,避免因浮尘颗粒而导致的电芯内部微短路,从而保证了电芯的自放电性能。
4)分切机应采用切刀为辊刀型的连续分切设备,这样切出的极片不存在荷叶边,毛刺等缺陷。
同样设备应配有完善的吸尘系统,从而保证了电芯的自放电性能。
4.先进的封口技术目前国内外方形锂离子电芯的封口均采用激光(LASER)熔接封口技术,它是利用YAG棒(钇铝石榴石)激光谐振腔中受强光源(一般为氮灯)的激励下发出一束单一频率的光(λ=1.06mm)经过谐振折射聚焦成一束,再把聚焦的焦点对准电芯的筒体和盖板之间,使其熔化后亲合为一体,以达到盖板与筒体的密封熔合的目的。
为了达到密封焊,必须掌握以下几个要素:1)必须有能量大、频率高、聚焦性能好、跟踪精度高的激光焊机。
2)必须有配合精度高的适用于激光焊的电芯外壳及盖板。
3)必须有高统一纯度的氮气保护,特别是铝壳电芯要求氮气纯度高,否则铝壳表面就会产生难以熔化的Al2O3(其熔点为2400℃)。
四、电芯膨胀原因及控制锂离子电芯在制造和使用过程中往往会有肿胀现象,经过分析与研究,发现主要有以下两方面原因:1锂离子嵌入带来的厚度变化电芯充电时锂离子从正极脱出嵌入负极,引起负极层间距增大,而出现膨胀,一般而言,电芯越厚,其膨胀量越大。
2.工艺控制不力引起的膨胀在制造过程中,如浆料分散、C/A比离散性、温度控制都会直接影响电芯电芯的膨胀程度。
特别是水,因为充电形成的高活性锂碳化合物对水非常敏感,从而发生激烈的化学反应。
反应产生的气体造成电芯内压升高,增加了电芯的膨胀行为。
所以在生产中,除了应对极板严格除湿外,在注液过程中更应采用除湿设备,保证空气的干燥度为HR2%,露点(大气中的湿空气由于温度下降,使所含的水蒸气达到饱和状态而开始凝结时的温度)小于-40℃。
在非常干燥的条件下,并采取真空注液,极大地降低了极板和电解液的吸水机率。
五、铝壳电芯与钢壳电芯安全性比较铝壳相对于钢壳具有很高的安全优势,以下是不同的压力实验:注:压力是电芯压力为电芯内部之压力(单位:Kg),表内数据为电芯之厚度(单位:mm)由此可见钢壳对内压反映十分迟钝,而铝壳对内压反应却十分敏锐。
因此从厚度上就基本能判断出电芯的内压,而钢壳电芯往往隐含着内压带来的不安全隐患。
其中钢壳电芯型号为063448。
第三节锂离子电池保护线路(PCM)由第二节锂离子电芯的知识我们可以看出,锂离子电池至少需要三重保护-----过充电保护,过放电保护,短路保护,那么就应而产生了其保护线路,那么这个保护线路针对以上三个保护要求而言:过充电保护: 过充电保护 IC 的原理为:当外部充电器对锂电池充电时,为防止因温度上升所导致的内压上升,需终止充电状态。
此时,保护 IC 需检测电池电压,当到达 4.25V 时(假设电池过充点为 4.25V)即启动过度充电保护,将功率 MOS 由开转为切断,进而截止充电。
过放电保护: 过放电保护 IC 原理:为了防止锂电池的过放电,假设锂电池接上负载,当锂电池电压低于其过放电电压检测点(假定为 2.5V)时将启动过放电保护,使功率 MOSFET 由开转变为切断而截止放电,以避免电池过放电现象产生,并将电池保持在低静态电流的待机模式,此时的电流仅 0.1uA。
当锂电池接上充电器,且此时锂电池电压高于过度放电电压时,过度放电保护功能方可解除。
另外,考虑到脉冲放电的情况,过放电检测电路设有延迟时间以避免产生误动作。
过放电保护及过充电保护IC主要生产厂家有:美上美(MITSUMI),精工,台湾富晶(DW01,FS301,302),理光,MOTOROLA等封装形式主要为SOT26,SOT6过电流及短路电流因为不明原因(放电时或正负极遭金属物误触)造成过电流或短路,为确保安全,必须使其立即停止放电。
过电流保护 IC 原理为,当放电电流过大或短路情况产生时,保护 IC 将启动过(短路)电流保护,此时过电流的检测是将功率 MOSFET 的 Rds(on) 当成感应阻抗用以监测其电压的下降情形,如果比所定的过电流检测电压还高则停止放电,运算公式为:V- = I × Rds(on) × 2(V- 为过电流检测电压,I 为放电电流)。
假设 V- = 0.2V,Rds(on) = 25mΩ,则保护电流的大小为 I = 4A。
同样地,过电流检测也必须设有延迟时间以防有突发电流流入时产生误动作。
通常在过电流产生后,若能去除过电流因素(例如马上与负载脱离),将会恢复其正常状态,可以再进行正常的充放电动作。
一、激光焊接的主要特性。
激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一。
20世纪70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接,焊接过程属热传导型,即激光辐射加热工件表面,表面热量通过热传导向内部扩散,通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数,使工件熔化,形成特定的熔池。
由于其独特的优点,已成功应用于微、小型零件的精密焊接中。
高功率CO2及高功率YAG激光器的出现,开辟了激光焊接的新领域。
获得了以小孔效应为理论基础的深熔焊接,在机械、汽车、钢铁等工业领域获得了日益广泛的应用。
与其它焊接技术相比,激光焊接的主要优点是:1、速度快、深度大、变形小。
2、能在室温或特殊条件下进行焊接,焊接设备装置简单。
例如,激光通过电磁场,光束不会偏移;激光在真空、空气及某种气体环境中均能施焊,并能通过玻璃或对光束透明的材料进行焊接。
3、可焊接难熔材料如钛、石英等,并能对异性材料施焊,效果良好。
4、激光聚焦后,功率密度高,在高功率器件焊接时,深宽比可达5:1,最高可达10:1。
5、可进行微型焊接。
激光束经聚焦后可获得很小的光斑,且能精确定位,可应用于大批量自动化生产的微、小型工件的组焊中。
6、可焊接难以接近的部位,施行非接触远距离焊接,具有很大的灵活性。
尤其是近几年来,在YAG激光加工技术中采用了光纤传输技术,使激光焊接技术获得了更为广泛的推广和应用。
7、激光束易实现光束按时间与空间分光,能进行多光束同时加工及多工位加工,为更精密的焊接提供了条件。
但是,激光焊接也存在着一定的局限性:1、要求焊件装配精度高,且要求光束在工件上的位置不能有显著偏移。
这是因为激光聚焦后光斑尺雨寸小,焊缝窄,为加填充金属材料。