高倍率锂电池是什么?高倍率锂电池优缺点分析

来源:高倍率锂电池   2019-12-09  阅读数:

  平常我们说起电池、蓄电池、锂电池,电动汽车,大家多少还能知道,但是说起高倍率锂电池,除开知道它是一块锂电池之外,很多人却答不上来了。今天咱们就开始我们的主题,了解高倍率锂电池知识,高倍率锂电池是什么?高倍率锂电池优缺点分析。

高倍率锂电池

高倍率锂电池是什么

  高倍率锂电池一般指的是锂电池的一种,因为其放电倍率高,所以被称之为高倍率锂电池。和锂电池相同,它主要依赖锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中, Li+在两个电极之间来回嵌入和脱嵌:充电池时,Li+从正极脱嵌,经由电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。一般采用含有锂元素的材料作为电极的电池。是现代高机能电池的代表。高倍率锂电池主要应用于航模无人机、模型赛车、汽车启动电源等各类放电倍率高的产品之中。

高倍率锂电池充电

  充电过程分为两个阶段:恒流快充阶段和恒压电流递减阶段。恒流快充阶段,电池电压逐步升高到电池的尺度电压,随后在控制芯片下转入恒压阶段,电压不再升高以确保不会过充,电流则跟着电池电量的上升逐步减弱到设定的值,而终极完成充电。电量统计芯片通过记实放电曲线可以抽样计算出电池的电量。高倍率锂电池在多次使用后,放电曲线会发生改变,固然不存在记忆效应,但是充、放电不当还是会影响电池机能。

高倍率锂电池放电

  第一次充放电,假如时间能较长(一般3-4小时足够),那么可以使电极尽可能多的达到最高氧化态(充足电),放电 (或使用)时则强制放到划定的电压、或直至自动关机,如此能激活电池使用容量。但在锂离子电池的寻常使用中,不需要这样操作,可以随时根据需要充电,充电时既不必要一定布满电为止,也不需要先放电。象首次充放电那样的操纵,只需要每隔3-4个月进行连续的1-2次即可。

充放电注意事项

  高倍率锂电池过度充放电会对正负极造成永久性损坏。过度放电导致负极碳片层结构泛起塌陷,而塌陷会造成充电过程中锂离子无法插入;过度充电使过多的锂离子嵌入负极碳结构,而造成其中部分锂离子再也无法开释出来。充电量即是充电电流乘以充电时间,在充电控制电压一定的情况下,充电电流越大(充电速度越快),充电电量越小。电池充电速渡过快和终止电压控制点不当,同样会造成电池容量不足,实际是电池的部门电极活性物质没有得到充分反应就体止充电,这种充电不足的现象跟着轮回次数的增加而加剧。

  对于电动汽车和混合动力车来说,其核心技术在于电池,与其他类型的电池比较,动力锂离子电池虽然具有价格高、安全性能差的缺点,但其具有比能量大、循环寿命长等重要优点,因此具有更广阔的发展前景。动力锂离子电池的技术发展也日新月异,从容量及结构上都有所改进,有关专家表示,无论电池厂商采用哪种技术路线,都应满足使用安全性高、环境温差范围广、充放电功能性强、倍率放电使用性好等条件。

动力锂离子电池

  电池容量大小涉及技术和成本锂离子电池按体积大小可分为小电池和大电池两种,小电池通常应用于3C电子产品,相关技术及产业已经发展得十分成熟,总体利润呈降低趋势。目前的锂离子电池产品,85%以上是小电池。

  大电池又俗称动力电池,同样有小型动力电池和大型动力电池两种,前者主要用于电动工具电动自行车等,后者用于电动汽车和储能领域。目前,纯电动(EV)、可插电式混合动力( PHEV)、混合动力( HEV ) 3种类型的动力汽车正处在快速发展时期,备受行业关注。作为未来汽车产业的核心,动力锂离子电池产业的发展受到了空前关注,已被各主要国家上升到了战略高度。

  小电池无论是在产品利润还是发展规模上都无法与大电池相比。据行业权威机构的测算,近几年,动力锂离子电池市场将超过全球手机锂离子电池市场的规模,这种改变将引发相关制造设备和厂房新-轮的投资热。同时,新进入动力锂离子电池产业的各大厂商将使相关领域的技术竞争更趋激烈。

  目前,究竟采用单体大容量电池技术方案还是采用小容量电池并联技术方案,一直是业内争论的问题,而到底采用哪种技术路线,关键看电池组的结果,要看是否在体积、重量、产品质量、性能、价格、安装的方便性等方面具有竞争力。

高倍率锂电池涂碳铝箔

高倍率锂电池涂碳铝箔

一、材质说明

  涂碳铝箔是由导电碳为主的复合型浆料与高纯度的电子铝箔,以转移式涂覆工艺制成。

二、应用范围

  1.细颗粒活性物质的功率型锂电池;

  2.正极为磷酸亚铁锂;

  3.正极为细颗粒的三元/锰酸锂;

  4.用于超级电容器、锂一次电池(锂亚、锂锰、锂铁、扣式等)替代蚀刻铝箔。

三、对电池/电容的性能作用

  1.抑制电池极化,减少热效应,提高倍率性能;

  2.降低电池内阻,并明显降低了循环过程的动态内阻增幅;

  3.提高一致性,增加电池的循环寿命;

  4.提高活性物质与集流体的粘附力,降低极片制造成本;

  5.保护集流体不被电解液腐蚀;

  6.提高磷酸铁锂电池的高、低温性能,改善磷酸铁锂、钛酸锂材料的加工性能。

四、建议参数

  对应涂覆的活性物质D50最好不大于4~5um,压实密度不大于2.25g/cm,比表面积在13~18m2/g范围内。

五、使用中的注意事项

  1.存储要求:在温度为25+5°C、湿度为不超过50%的环境中,运输时须避免空气和水蒸气对铝箔的侵蚀;

  2.本产品分为A、B两款,各自的关键特性为: A款外观为黑色,常规涂层厚度为双面4~8μm,导电性能较更为突出;B款外观为淡灰色,常规涂层厚度为双面2~3μm,涂层区可做较少层的焊接,并可以涂布机识别跳间隙;

  3.B款(灰色)涂碳铝箔可以在涂层区直接做超声焊,只适台卷绕式电池焊接极耳(极片最多2-3层),但超声的功率、时间需做一些微调;

  4.碳层的散热性要比铝箔差些,故做涂布时需对带速与烘烤温度适当微调;

  5.本产品对锂电池与电容的综合性能有较可观的提升,但不可作为改变电池某方面性能的主要因素,如电池能量密度、高低温性能、高电压等等。

高倍率锂电池优缺点分析:

优点如下

  1.单体电池的工作电压高达3.6-3.8V。

  2.比能量大,目前能达到的实际比能量为100-115Wh/kg和240-253Wh/L(2倍于Nl-Cd,1.5倍于Ni-MH),未来随着技术发展,比能量可高达150Wh/kg和400Wh/L。

  3.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%。

高倍率锂电池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.由于有机电解质体系等原因,电池内阻相对其他类电池大。

  3.需要保护线路控制。

  ①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4.1V-4.2V的恒压下充电;

  ②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。

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