一、电池家族。
“锂电池”这个名字原本是指锂金属电池,是一种电池,但由于易爆炸,已经不再使用了。锂电池现在通常被称为锂离子电池。
我们通常使用7、5电池,属于干电池;早期砖手机“老大哥”使用镍氢电池;电车通常使用铅酸电池,四组方形包装在一起;我们的手机、笔记本电脑甚至电动汽车使用锂离子电池。
主要电化学电池储能电池的特点比较:
二、电池名词分析。
SOX:全称为Stateofx,电池状态描述,H为英语Health,C为容量,P为功率,E为能量,有点像发动机参数、排量、功率、能量、运行时间等。一般意思是一致的。
SOC:(Stateofcharge)是指电池的电荷。电池的电量就像桶里的水。在某个时刻,电池中的可用电量称为此时电池的SOC。当SOC完全放电时,SOC为0,当SOC完全充满电时,SOC为1。可用容量/实际容量。
DOD:(DepthofDischarge)是指电池的放电深度。当电池充满时,DOD为0,完全放电后DOD为1。因此,在正常情况下,电池的DOD是0和1之间的值。DOD和SOC之间的关系是:DOD+SOC=1。
SOH:(Stateofhealth)是指当前电池的实际容量/电池的初始额定容量。随着电池的老化,SOH将继续下降。一般根据容量和内阻来衡量。
三、锂电池分类。
按实用性能分为功率型(短跑、短时高功率输出)和能量型(长跑、高能量存储)
外观:圆柱形、方形(钢/铝外壳)、软包(铝塑膜)
液态锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(PLB)根据电解质材料。
液体锂离子电池使用液体电解质(目前大多数电池都是这样的)。聚合物锂离子电池被固体聚合物电解质所取代,可以是“干”或“胶”。目前,聚合物凝胶电解质多用于聚合物凝胶电解质。严格来说,固态电池是指电极和电解质都是固态的。
根据正极材料:磷酸铁锂电池(LFP)、钴酸锂电池(LCO)、锰酸锂电池(LMO)、(二元电池:镍锰酸锂/镍钴酸锂)、(三元:镍钴锰酸锂电池(NCM)、镍钴铝酸锂电池(NCA)。
负极材料:钛酸锂电池(LTO)、石墨烯电池、纳米碳纤维电池。
18650电池。
18650是一种锂离子电池型号,类似于干电池7号5号1号等。
18650是锂离子电池的鼻祖——日本SONY公司为节约成本而设定的标准锂离子电池型号,其中直径18mm,长度65mm,圆柱形电池0。常见的18650电池分为锂离子电池和磷酸铁锂电池。锂离子电池电压为标称电压,充电截止电压为,容量一般为1200mah-3350mah,磷酸铁锂电池标称电压为,充电截止电压为,常见容量为2200mah-2600mah。
18650的优点:
标准化:18650电池是最早、最成熟、最稳定的锂离子电池。日本制造商在一致性方面积累了高水平,当单个电池出现问题时很容易更换。
安全:18650电池一般为钢壳,安全性优于可能的碰撞问题;随着18650电池生产工艺水平的不断提高,安全性也在提高。钢壳锂电池容易爆炸,但现在安全阀设计在18650电池上,不仅可以释放过大的内部压力,还可以物理断开电池与外部电路的连接,相当于物理隔断电池,以确保电池组其他电池的安全。
但其他电池也有一定的优点,如聚合物锂电池相对安全,能量密度高,包装膜强度低,不会爆炸,最糟糕的是燃烧。可定制设计,但相应的研发成本增加,通用性降低。
磷酸铁锂电池(LFP)
磷酸锂铁(分子LiFePO4、LithiumironPhosphate,又称磷酸铁锂、锂铁磷,简称LFP),是锂离子电池的正极材料,又称锂铁磷电池,其特点是不含钴等贵重元素,原料价格低廉,磷、锂、铁存在于地球上,资源含量丰富,不存在供给问题。工作电压适中(),电容大(170mah/g),放电功率高,充电快,循环寿命长,在高温高热环境下稳定性高。
四、锂电池电压、容量。
锂离子电池的电压会随着放电电流、环境温度和正负极材料的不同而变化。
本图为松下2550mAh锂离子电池的放电曲线,采用钴酸锂作为正极材料,自上而下三条曲线代表三种不同放电电流时的电压和容量变化。
首先,电压在充放电过程中不断变化。以490ma为例,当电池充满电时,开路电压为。随着放电的进行,电压(纵坐标)缓慢下降,释放的电量(横坐标)逐渐增加,直到电压开始急剧下降。虽然电压在整个放电过程中一直在变化,但为了简单起见,只将曲线平缓放电部分的平均值标记为电池电压。这种电压也被称为标称电压。
在小电流和室温环境下测量电压,随着放电电流的增加和温度的降低而降低。
影响电池电压的另一个重要因素是正负极材料。上述松下电池分别使用钴酸锂和石墨作为正负极材料,这也是几年前整个锂电池行业的标准材料。随着新材料在电池中的应用,过去两年出现了一些或锂电池。它们使用不同的正极材料。与钴酸锂电池相比,它们可以提高能量密度,即在单位重量和体积内储存更多的电能。
电池容量分为额定容量和实际容量。
1.实际容量是指电池在一定放电条件下实际释放的电量。实际容量总是低于理论容量。
2.额定容量是指在设计和制造电池时,在一定放电条件下,规定电池应释放的最低电量。
电池容量一般按AH(安培小时,安时)计算,mah(毫安时)一般标注在单个电池上,以方便。如果电池的额定容量为1300mah,即130ma的电流放电到电池,则电池可连续工作10小时(1300mah/130ma=10h)。这是理想状态下的分析,数字设备实际工作时的电流不能一直恒定在某个值上。
锂电池的容量一般在1200mah~3600mah之间。
现在衡量手机电池容量的单位是mah。高中知识告诉我们,这是一个电力单位,能量单位需要乘以最后一个电压。
电池容量计算方法:
电池能量计算方法:
等等,手机明明消耗能量,怎么用电量单位来衡量呢?!这实际上是因为在手机等便携式电子设备中,为了减少电池的体积,锂离子电池的正极使用钴酸锂,这种正极材料具有很高的压实密度。因为手机电池的正极使用相同的材料,所以电池电压相对接近(理论上,这与不同电池制造商的过程有关),加上手机通常只有一个单电池(请忽略最近的手机制造商,有两个2000毫米的电池),只有容量才能衡量电池储存能量的大小。
但是电脑上的电池会同时标注电池的容量(电量)和能量。这是因为计算机中不仅有一个单体电池,还有许多电池串并联形成电池组,无法用电池的容量来衡量。高中知识告诉我们:同一型号的电池,电池并联,电池组电压不变,但会增加电池组容量;电池串联,电池组容量不变,但会增加电池组电压。
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