电池基础认识

4 19 2020 电池基础认识 2015 06 12 4 19 2020 认识电池 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时 通过转换其内部的化学能来提供能量 什么叫锂离子电池 锂离子电池是正负极均采用可供锂离子 Li 自由嵌入 脱嵌的活性物质 充电时Li 从正极脱嵌通过电解质到达负极 得到电子后与碳材料结合变为LiC6 放电时 锂离子自负极析出 通过电解质 到达正极 重新回到层状钴酸锂的骨架中 恢复到充电前的状态 4 19 2020 锂电池的结构及工作原理 4 19 2020 锂电池的结构及工作原理 4 19 2020 锂电池的结构及工作原理 4 19 2020 4 19 2020 锂电池分类介绍 根据电池外形分 圆柱形 棱柱型 方型 异形 圆柱形 方型 4 19 2020 锂电池分类介绍 根据电池外壳材质分 4 19 2020 锂电池分类介绍 小结 锂离子电池分类 小结 按外观分类可分为 圆柱型 棱柱型 方型 纽扣电池 异形电池 按电解液材料可分为 液态锂电池胶态锂电池 全固态聚合物锂电离 按外包材料可分为 钢壳电池铝壳电池 软包电池 铝塑膜 4 19 2020 动力电池定义 动力电池学术界至今没有明确定义 但全球电动汽车行业基本约定 为电动汽车提供驱动动力的电池被称为动力电池 包括传统的铅酸电池 镍氢电池以及新兴的锂离子动力电锂电池 分为功率型动力电池 混合动力汽车 以及能量型动力电池 纯电动汽车 手机 笔记本电脑等消费电子产品使用的锂电池一般统称为锂电池 以区别于电动汽车用锂电池 动力锂电池 动力电池是电动汽车发展最关键的技术 传统的铅酸 镍氢电池在安全性能 循环寿命 环保等方面的弱点已不是动力电池的主流 4 19 2020 动力电池发展的必要性 全球石油危机问题 石油储量仅剩人类使用约40年2013年我国进口石油2 89亿吨 占国内石油总消耗的58 1 以上 目前我国汽车持有量为到2013年汽车饱有量也将达到1 37亿辆 耗油量占总量的55 油价仍将持续上升 环境污染问题 全球大气污染42 来源于交通车辆的污染 大城市的交通车辆更使大气污染的比例高达60 同时2013年中国遭遇史上最严重的雾霾 4 19 2020 锂离子动力电池的要求 作为电动汽车用的动力电池 必须满足下列要求 1 贮存能量密度高 使电动汽车的一次充电续驶里程长 2 放电倍率高 瞬时和持续输出功率满足车辆行驶需要 且放电温升低 3 循环次数高 使用寿命长 4 环境适应性强 能在一定湿度下正常工作 抗振动冲击性能好 5 环保性能好 无二次污染 并有可再生利用性 6 维修方便 保养费用低 7 安全性好 能够有效防止因泄露或短路引起的起火或爆炸 8 价格低 经济性好 9 燃料储存 处理和输送方便 能够利用现有的燃油加油系统 4 19 2020 磷酸铁锂电池的七大优势 安全性能的改善磷酸铁锂晶体中的P O键稳固 难以分解 即便在高温或过充时也不会像钴酸锂一样结构崩塌发热或是形成强氧化性物质 因此拥有良好的安全性 有报告指出 实际操作中针刺或短路实验中发现有小部分样品出现燃烧现象 但未出现一例爆炸事件 而过充实验中使用大大超出自身放电电压数倍的高电压充电 发现依然没有爆炸现象 虽然如此 其过充安全性较之普通液态电解液钴酸锂电池 已大有改善 高温性能好磷酸铁锂电热峰值可达350 500 而锰酸锂和钴酸锂只在200 左右 工作温度范围宽广 20C 75C 有耐高温特性 4 19 2020 磷酸铁锂电池的七大优势 大容量具有比普通电池 铅酸等 更大的容量 单体5AH 1000AH都有 无记忆效应可充电池在经常处于充满不放完的条件下工作 容量会迅速低于额定容量值 这种现象叫做记忆效应 像镍氢 镍镉电池存在记忆性 而磷酸铁锂电池无此现象 电池无论处于什么状态 可随充随用 无须先放完再充电 重量轻同等规格容量的磷酸铁锂电池的体积是铅酸电池体积的2 3 重量是铅酸电池的1 3 4 19 2020 磷酸铁锂电池的七大优势 环保该电池一般被认为是不含任何重金属与稀有金属 镍氢电池需稀有金属 无毒 SGS认证通过 无污染 符合欧洲RoHS规定 为绝对的绿色环保电池证 所以锂电池之所以被业界看好 主要是环保考量 因此该电池又列入了 十五 期间的 863 国家高科技发展计划 成为国家重点支持和鼓励发展的项目 随着中国加入WTO 中国电动自行车的出口量将迅速增大 而现在进入欧美的电动自行车已要求配备无污染电池 但有专家表示 铅酸电池造成的环境污染 主要发生在企业不规范的生产过程和回收处理环节 同理 锂电池属于新能源行业不错 但它也不能避免重金属污染的问题 金属材料加工中有铅 砷 镉 汞 铬等都有可能会释放到灰尘和水中 电池本身就是一种化学物质 所以有可能会产生两种污染 一是生产工程中的工艺排泄物污染 二是报废以后的电池污染 方形动力SUS304不锈钢 4 19 2020 磷酸铁锂电池的七大优势 循环寿命长长寿命铅酸电池的循环寿命在300次左右 最高也就500次 而磷酸铁锂动力电池 循环寿命达到2000次以上 标准充电 5小时率 使用 可达到2000次 同质量的铅酸电池是 新半年 旧半年 维护维护又半年 最多也就1 1 5年时间 而磷酸铁锂电池在同样条件下使用 理论寿命将达到7 8年 综合考虑 性能价格比理论上为铅酸电池的4倍以上 大电流放电可大电流2C快速充放电 在专用充电器下 1 5C充电40分钟内即可使电池充满 起动电流可达2C 而铅酸电池现在无此性能 4 19 2020 什么是电池内阻 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 电池基本术语 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 23650内阻标准8m 4 19 2020 电池基本术语 什么是电池的容量 电池的容量有额定容量和实际容量之分 电池的额定量是指设计与制造电池时规定或保证电池在一定的放电条件下 应该放出最低限度的电量 32650 5000 32直径 65高度 0圆柱 5000容量ma h 4 19 2020 电池基本术语 什么是放电平台 放电平台是恒放电到3 65V 然后搁置5分钟 在任何倍率的放电电流下下放电至3 1V时的放电时间 是衡量电池好坏的重要标准 4 19 2020 电池基本术语 充电率 C 是Capacity 容量 才能 性能 生产能力 充其量的 最大限度的 的第一个字母 表示电池充放电时的电流大小数值 例如 充电电池的额定容量为5000mAH时既表示以5000mAH 1C 放电时长为1小时 如以5000mAH 0 2C 放电时常为5小时 充电也可按此对照计算 4 19 2020 电池基本术语 什么是自放电率 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我司工艺标准 45 高温7天电压 3 18V 4 19 2020 电池基本术语 充电恒流比 以1C恒流放电至2 0V 再充满电 恒流充入的容量与充入总容量之比我司工艺标准 恒流比 93 电池基本术语 4 19 2020 车间的湿度对电池质量有什么影响 车间内的湿度大时 极片吸水量大 增加了极片的水份含量 在电池中产生气体量增加 使电池的内