本文目录一览:
- 1、锂电池的相关知识
- 2、电池材料培训有哪些课程
- 3、锂电池的基本原理和特性?
- 4、锂电池的工作原理?
锂电池的相关知识
锂离子电池只能充放电500次?
相信绝大部分消费者都听说过,锂电池的寿命是“500次”,500次充放电,超过这个次数,电池就“寿终正寝”了,许多朋友为了能够延长电池的寿命,每次都在电池电量完全耗尽时才进行充电,这样对电池的寿命真的有延长作用吗?答案是否定的。 锂电池的寿命是“500次”,指的不是充电的次数,而是一个充放电的周期。
一个充电周期意味着电池的所有电量由满用到空,再由空充到满的过程,这并不等同于充一次电。比如说,一块锂电在第一天只用了一半的电量,然后又为它充满电。如果第二天还如此,即用一半就充,总共两次充电下来,这只能算作一个充电周期,而不是两个。因此,通常可能要经过好几次充电才完成一个周期。每完成一个充电周期,电池容量就会减少一点。不过,这个电量减少幅度非常小,高品质的电池充过多次周期后,仍然会保留原始容量的 80%,很多锂电供电产品在经过两三年后仍然照常使用。当然,锂电寿命到了最终后仍是需要更换的。
而所谓500次,是指厂商在恒定的放电深度(如80%)实现了625次左右的可充次数,达到了500个充电周期。
(80%*625=500)(忽略锂电池容量减少等因素)
而由于实际生活的各种影响,特别是充电时的放电深度不是恒定的, 所以500个充电周期只能作为参考电池寿命。 锂电池一般能够充放300-500次。最好对锂电池进行部分放电,而不是完全放电,并且要尽量避免经常的完全放电。一旦电池下了生产线,时钟就开始走动。不管你是否使用,锂电池的使用寿命都只在最初的几年。电池容量的下降是由于氧化引起的内部电阻增加(这是导致电池容量下降的主要原因)。最后,电解槽电阻会达到某个点,尽管这时电池充满电,但电池不能释放已储存的电量。
锂电池的老化速度是由温度和充电状态而决定的。下表说明了两种参数下电池容量的降低。
温度 充电 40% 充电100%
0°C 一年后容量98% 一年后容量94%
25°C 一年后容量96% 一年后容量80%
40°C 一年后容量85% 一年后容量65%
60°C 一年后容量75% 三个月后容量60%
由图可见,高充电状态和增加的温度加快了电池容量的下降。
如果可能的话,尽量将电池充到40%放置于阴凉地方。这样可以在长时间的保存期内使电池自身的保护电路运作。如果充满电后将电池置于高温下,这样会对电池造成极大的损害。(因此当我们使用固定电源的时候,此时电池处于满充状态,温度一般是在25-30°C之间,这样就会损害电池,引起其容量下降)。
影响因素1:放电深度与可充电次数
由实验得出的左图数据可以知道,可充电次数和放电深度有关,电池放电深度越深,可充电次数就越少。
可充电次数*放电深度=总充电周期完成次数,总充电周期完成次数越高,代表电池的寿命越高,即可充电次数*放电深度 = 实际电池寿命(忽略其他因素)
影响因素2:过充、过放、以及大的充电和放电电流
避免对电池产生过充,锂离子电池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。
避免低于2V或2.5V的深度放电,因为这会迅速永久性损坏锂离子电池。可能发生内部金属镀敷,这会引起短路,使电池不可用或不安全。
大多数锂离子电池在电池组内部都有电子电路,如果充电或放电时电池电压低于2.5V、超过4.3V或如果电池电流超过预定门限值,该电子电路就会断开电池连接。
避免大的充电和放电电流,因为大电流给电池施加了过大的压力。
影响因素3:过热或过冷环境
温度对锂电池寿命也有较大的影响。冰点以下环境有可能使锂电池在电子产品打开的瞬间烧毁,而过热的环境则会缩减电池的容量。因此,如果笔记本长期使用外接电源也不将电池取下来,电池就长期处于笔记本排出的高热当中,很快就会报废。
影响因素4:长时间满电、无电状态
过高和过低的电量状态对锂电池的寿命有不利影响。大多数售卖电器或电池上标识的可反复充电次数,都是以放电80%为基准测试得出的。实验表明,对于一些笔记本电脑的锂电池,经常让电池电压超过标准电压0.1伏特,即从4.1伏上升到4.2伏,那么电池的寿命会减半,再提高0.1伏,则寿命减为原来的1/3;给电池充电充得越满,电池的损耗也会越大。长期低电量或者无电量的状态则会使电池内部对电子移动的阻力越来越大,于是导致电池容量变小。锂电池最好是处于电量的中间状态,那样的话电池寿命最长。
由上可以总结出以下几点可延长锂电池容量和寿命的注意事项。 如果长期用外接电源为笔记本电脑供电,或者电池电量已经超过80%,马上取下电池。平时充电不需将电池充满,充至80%左右即可。调整操作系统的电源选项,将电量警报调至20%以上,平时电池电量最低不要低于20%。 手机等小型电子设备,充好电就应立刻断开电源线 (包括充电功能的USB接口),一直连接会损害电池。要经常充电,但不必非得把电池充满。 无论是对笔记本还是手机等,都一定不要让电池耗尽(自动关机)。 如果要外出旅行,可把电池充满,但在条件允许的情况下随时为电器充电。 使用更为智能省电的操作系统。 第一,保持锂离子电池适度充电、放电可延长电池寿命。锂离子电池电量维持在10%~90%有利于保护电池。这意味着,给手机、笔记本电脑等数码产品的电池充电时,无需达到最大值。
配有锂离子电池的数码产品暴露在日照下或者存放在炎热的汽车内,最好将这些产品处于关闭状态,原因是如果运行温度超过60摄氏度,锂离子电池会加速老化。
锂电池充电温度范围:0~45摄氏度,锂电池放电温度范围0~60摄氏度。
第二,如果手机电池每天都需充电,原因可能是这块电池存在缺陷,或者是它该“退休”了。
对笔记本所有者而言,如果长时间插上插头,最好取下电池(电脑在使用过程中产生的高热量对笔记本电池不利)。
第三,通常情况下,50%电量最利于锂离子电池保存。 1. 锂原电池
也称一次锂电池。可以连续放电,也可以间歇放电。一旦电能耗尽便不能再用,在照相机等耗电量较低的电子产品中广泛使用。 锂原电池自放电很低,可保存3年之久,在冷藏的条件下保存,效果会更好。将锂原电池存放在低温的地方,不失是一个好方法。 注意事项:锂原电池与锂离子电池不同,锂原电池不能充电,充电十分危险!
2. 锂离子电池
也称二次锂电池。在20℃下可储存半年以上,这是由于它的自放电率很低,而且大部分容量可以恢复。
锂电池存在的自放电现象,如果电池电压在3.6V以下长时间保存,会导致电池过放电而破坏电池内部结构,减少电池寿命。因此长期保存的锂电池应当每3~6个月补电一次,即充电到电压为3.8~3.9V(锂电池最佳储存电压为3.85V左右)、保持在40%-60%放电深度为宜,不宜充满。电池应保存在4℃~35℃的干燥环境中或者防潮包装。 要远离热源,也不要置于阳光直射的地方。
锂电池的应用温度范围很广,在北方的冬天室外,仍然可以使用,但容量会降低很多,如果回到室温的条件下,容量又可以恢复。 对于圆柱形锂离子电池,其型号一般为5位数字。如下表所示。前两位数字为电池的直径,中间两位数字为电池的高度。单位为毫米。例如18650锂电池,它的直径为18毫米,高度为65毫米。 型号 直径(mm) 高度(mm) abcde ab cd 常规型圆柱锂离子电池型号表 型号 额定容量(mAh) 标称电压(V) 放电终止电压(V) 额定充电电压(V) 内阻(mΩ) 直径(mm) 高度(mm) 参考质量(g) ICR18650 1800~2600 3.6-3.7 3.0 4.2 ≤70 18 65 45 ICR18490 1400 3.6-3.7 3.0 4.2 ≤70 18 49 34 ICR14650 1100 3.6-3.7 3.0 4.2 ≤80 14 65 27 ICR14500 800 3.6-3.7 3.0 4.2 ≤80 14 50 21 ICR14430 700 3.6-3.7 3.0 4.2 ≤80 14 43 18 js145007003.0V(配合锂电池调压器使用)3.04.2≤80145021动力型圆柱锂离子电池型号表 型号 额定容量(mAh) 标称电压(V) 放电终止电压(V) 额定充电电压(V) 内阻(mΩ) 直径(mm) 高度(mm) 参考质量(g) INR18650 1200~1500 3.6 3.0 4.2 ≤60 18 65 45 INR18490 1100 3.6 3.0 4.2 ≤60 18 49 34 磷酸铁锂型圆柱锂离子电池型号表 型号 额定容量(mAh) 标称电压(V) 放电终止电压(V) 额定充电电压(V) 内阻(mΩ) 直径(mm) 高度(mm) 参考质量(g) IFR26650 3000 3.2 2.0 3.6 ≤80 26 65 94 IFR22650 1800 3.2 2.0 3.6 ≤80 22 65 67 IFR18650 1100~1400 3.2 2.0 3.6 ≤80 18 65 45 IFR18490 1000 3.2 2.0 3.6 ≤80 18 49 34 注:内阻≤多少mΩ 意为 在充满电的情况下,以最大放电电流进行恒流放电,当内阻达到多少mΩ时,电池接近报废
锂离子电池由于正极材料较多,与不同的负极搭配,具有不同的工作电压,如3.6V或3.7V。
方型锂离子
方型锂离子电池是生活中最常见的锂电池,它的型号非常多,MP3、MP4、手机、航模等产品上广泛使用。
方形锂离子电池分为金属壳封装(银白色硬壳)和铝塑壳封装(灰白色软壳,用指甲可划痕)两种.金属壳封装的是锂离子电池或液态锂电池,铝塑壳封装的是锂离子聚合物(高分子)电池(Lithium ion polymer battery).这两种电池使用的化学材料和电化学特性可说是大同小异,主要的差异只是锂离子聚合物电池使用一些胶态物质帮助电池极版的贴合或吸收电解液,减少了液态电解液的使用量,从而电池的封装可由金属壳改成铝塑壳了。
金属壳锂电池的外壳是负极,正极在电池一侧的突起物上;铝塑壳锂电池的正负极分别是电池一侧的两片极板,外壳为绝缘体.
对于方型锂离子电池,其型号一般为6位数字。如下表所示。前两位数字为电池的厚度,带1位小数;中间两位数字为电池的宽度;最后两位数字为电池的长度。单位为毫米。例如606168锂电池,它的厚度为6.0毫米,宽度为61毫米,长度为68毫米。(注意:由于各电池厂商采用的封装方法不同,同型号的方形锂离子电池的容量存在300mAh以内的差别)
方形锂离子电池的标称电压一般为3.6~3.7V,充电终止电压一般为4.2V。 方形锂离子电池型号 长度(mm) 宽度(mm) 厚度(mm) 标称电压(V) 额定充电电压(V) abcdef ef cd a.b 3.6~3.7 4.2
电池材料培训有哪些课程
电池、电池产品基础知识
电池正极材料知识培训
光电化学(化学类太阳能电池)
热电化学(热转电材料)
电催化(电解水产氢、氧,还原二氧化碳、转氨等等)
电池(包括锂离子电池、锂金属电池、钠离子/金属电池等)
电容器(化学类的超级电容器)
腐蚀(主要研究防腐材料)
电去离子(去除污水中金属离子)
实际上,电化学大类中,各导师的研究方向远不止以上这些。还有许多导师研究理论方向,比如研究表面活性剂界面上双电层电容具有的特性、电化学体系与谱学联用以及电化学交流阻抗谱理论公式推导与分析等等。
锂电池的基本原理和特性?
一、发展及分类
“锂电池”,是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池。
锂电池最早期应用在心脏起搏器中。锂电池的自放电率极低,放电电压平缓等优点,使得植入人体的起搏器能够长期运作而不用重新充电。锂电池一般有高于3.0伏的标称电压,更适合作集成电路电源。二氧化锰电池,就广泛用于计算器,数码相机、手表中。
为了开发出性能更优异的品种,人们对各种材料进行了研究,从而制造出前所未有的产品。
1912年锂金属电池最早由Gilbert N. Lewis提出并研究。
20世纪70年代时,M. S. Whittingham提出并开始研究锂离子电池。
1992年Sony成功开发锂离子电池。它的实用化,使人们的移动电话、笔记本、计算器等携带型电子设备的重量和体积大大减小。
由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高。随着科学技术的发展,锂电池已经成为了主流。
锂电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。
锂离子电池不含有金属态的锂,并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生,其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制,只有少数几个国家的公司在生产这种锂金属电池。
二、工作原理
1. 锂金属电池
一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。
放电反应:Li+MnO2=LiMnO2
2.锂离子电池:
锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。
充电正极上发生的反应为
LiCoO2=Li(1-x)CoO2+xLi++xe-(电子)
充电负极上发生的反应为
6C+xLi++xe- = LixC6
充电电池总反应:LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6
三、特征
高能量密度锂离子电池的重量是相同容量的镍镉或镍氢电池的一半,体积是镍镉的20-30%,镍氢的35-50%。
高电压一个锂离子电池单体的工作电压为3.7V(平均值),相当于三个串联的镍镉或镍氢电池。
无污染锂离子电池不含有诸如镉、铅、汞之类的有害金属物质。
不含金属锂锂离子电池不含金属锂,因而不受飞机运输关于禁止在客机携带锂电池等规定的限制。
循环寿命高在正常条件下,锂离子电池的充放电周期可超过500次,磷酸亚铁锂则可以达到2000次。
无记忆效应记忆效应是指镍镉电池在充放电循环过程中,电池的容量减少的现象。锂离子电池不存在这种效应。
快速充电使用额定电压为4.2V的恒流恒压充电器,可以使锂离子电池在1.5-2.5个小时内就充满电;而新开发的磷铁锂电池,已经可以在35分钟内充满电。
三、优缺点分析
1.优点
(1)能量比较高。具有高储存能量密度,已达到460-600Wh/kg,是铅酸电池的约6-7倍;
(2)使用寿命长,使用寿命可达到6年以上,磷酸亚铁锂为正极的电池1C(100%DOD)充放电,有可以使用10,000次的记录;
(3)额定电压高(单体工作电压为3.7V或3.2V),约等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压,便于组成电池电源组;锂电池可以通过一种新型的锂电池调压器的技术,将电压调至3.0V,以适合小电器的使用。
(4)具备高功率承受力,其中电动汽车用的磷酸亚铁锂锂离子电池可以达到15-30C充放电的能力,便于高强度的启动加速;
(5)自放电率很低,这是该电池最突出的优越性之一,一般可做到1%/月以下,不到镍氢电池的1/20;
(6)重量轻,相同体积下重量约为铅酸产品的1/6-1/5;
(7)高低温适应性强,可以在-20℃--60℃的环境下使用,经过工艺上的处理,可以在-45℃环境下使用;
(8)绿色环保,不论生产、使用和报废,都不含有、也不产生任何铅、汞、镉等有毒有害重金属元素和物质。
(9)生产基本不消耗水,对缺水的我国来说,十分有利。
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)。
2.缺点
1.锂原电池均存在安全性差,有发生爆炸的危险。
2.钴酸锂的锂离子电池不能大电流放电,价格昂贵,安全性较差。
3.锂离子电池均需保护线路,防止电池被过充过放电。
4.生产要求条件高,成本高。
5.使用条件有限制,高低温使用危险大。
锂电池的工作原理?
以下是锂电池原理及结构:
锂离子电池以碳材料为负极,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”。