充電電池簡介 電池的主要性能指標(biāo)

1、充電電池簡介 電池的主要性能指標(biāo)1.安全性能 影響最大的是爆炸和漏液，主要與電池的內(nèi)壓、結(jié)構(gòu)和工藝設(shè)計(jì)有關(guān)（比如安全閥失效、鋰離子電池沒有保護(hù)電路等）。 2.容量 按照IEC標(biāo)準(zhǔn)和國標(biāo)規(guī)定，鎳氫和鎳鎘電池是指在25±5的條件下，以0.1C充電16小時(shí)，以0.2C放電至1.0V時(shí)放出的容量。 鋰離子電池是指在常溫的條件下，以恒流(1C)、恒壓（4.2V）充電3小時(shí)，以0.2C放電至2.75V時(shí)放出的容量。 容量單位：安時(shí)（Ah）或毫安時(shí)（mAh）3.內(nèi)阻 是指電流流過電池內(nèi)部所受到的阻力。充電電池的內(nèi)阻很小，一般要用專門儀器測

2、試。充電態(tài)內(nèi)阻和放電態(tài)內(nèi)阻有差異，放電態(tài)內(nèi)阻稍大，而且不太穩(wěn)定。內(nèi)阻越大，消耗的能量越大，充電發(fā)熱越大。隨著電池使用次數(shù)的增多，電解液消耗及活性物質(zhì)減少，內(nèi)阻會(huì)增大，質(zhì)量越差，內(nèi)阻增大越快。4.循環(huán)壽命 電池可重復(fù)充放電的次數(shù)。壽命與容量成反比，與充放電條件密切相關(guān)，一般充電電流越大，壽命越短。 5.荷電保持能力 指自放電率。與電池材料、生產(chǎn)工藝和儲(chǔ)存條件有關(guān)，一般溫度越高，自放電率越高。 6.大電流放電能力 主要與電池材料、生產(chǎn)工藝有關(guān)，一般用于動(dòng)力電池。充電電池的典型結(jié)構(gòu) 1.正極板 2.負(fù)極板 3.隔膜

3、60;4.電解液 5.鋼殼/塑膠外殼 充電電池的可靠性測試項(xiàng)目 1.循環(huán)壽命 2.不同倍率放電特性 3.不同溫度放電特性 4.充電特性 5.自放電特性 6.不同溫度自放電特性 7.儲(chǔ)存特性 8.過放電特性 9.不同溫度內(nèi)阻特性 10. 高溫測試 11. 溫度循環(huán)測試 12. 跌落測試 13. 振動(dòng)測試 14. 容量分布測試 15. 內(nèi)阻分布測試 16. 靜態(tài)放電測試ESD 電池常用標(biāo)準(zhǔn) 鎳鎘電池:

4、 IEC60285-1999,GB/T11013-1996,GB/T18289-2000 鎳氫電池: IEC61436-1998.1/GB/T15100-1994/GB/T18288-2000 鋰離子電池: GB/T10077-1998/GB/T18287-2000或者SANYO或松下標(biāo)準(zhǔn) 鎳氫電池 優(yōu)點(diǎn) 1.比能量密度高：是鎳鎘電池的1.5-2倍多。           2.環(huán)保    

5、;       3.無記憶效應(yīng)           4.循環(huán)壽命長：在正確使用條件下可循環(huán)使用500次以上。 缺點(diǎn)           1.自放電率高：滿電常溫下存儲(chǔ)自放電率3035           2.高溫性能差 

6、         3.在過充和過放時(shí)會(huì)排出氣體 鎳氫電池工作原理 鎳氫電池的正極主要成分為氫氧化鎳Ni(OH)2，負(fù)極主要為無污染物質(zhì)貯氫合金粉（M），電解液是氫氧化鉀的水溶液。 鎳氫電池設(shè)計(jì)時(shí)，容量實(shí)際上是由正極限制的，負(fù)極容量設(shè)計(jì)過剩，以保證過充電時(shí)候，正極產(chǎn)生的氧氣可以到負(fù)極反應(yīng)，電池的內(nèi)壓不會(huì)有明顯升高。 鎳氫電池的充電方式      充電是將充電電池恢復(fù)其原始容量的過程，為使電池達(dá)到長期使用的目的，必須通過適當(dāng)?shù)某潆?/p>

7、方法充電，目前較好的方式是-V值控制充電，此外還可以采用其它的控制方法。 1. 應(yīng)在環(huán)境溫度1030下充電，此時(shí)充電效率最佳。環(huán)境溫度低于0時(shí)，電池內(nèi)氣體吸收反應(yīng)不充分，造成電池內(nèi)壓升高，激活安全閥，使電池泄漏，性能惡化。而環(huán)境溫度高于40時(shí)，充電效率會(huì)下降。這會(huì)使電池性能惡化，發(fā)生泄漏。 2. -V值：5-10mV/只，充電過程中，如果電壓從其峰值下落5到10mV則終止充電，充電轉(zhuǎn)為涓流。 3. dT/dt值：0.81/min，用熱敏電阻或溫度傳感器探測電池溫度，單位時(shí)間內(nèi)電池溫度上升達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，終止充電并轉(zhuǎn)為涓流。 4. TCO：電池充電最高溫度，

8、D型、F型、2/3M型及M型電池為48，其他電池為50，如果充電過程中電池過熱會(huì)對(duì)電池壽命及其他性能造成影響，為此，當(dāng)電池溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值，終止充電并轉(zhuǎn)為涓流充電。-V檢測線路在開始充電后一定時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)，但在此時(shí)間內(nèi)dT/dt 可以啟動(dòng)。 5. 初始延時(shí)：10分鐘，防止-V檢測線路在開始充電后一定時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)。因?yàn)?，鎳氫電池在放置較長時(shí)間或過放后充電電壓會(huì)有波動(dòng)（假-V），此時(shí)延時(shí)的設(shè)定是為防止此假-V誤觸發(fā)使充電終止。 6. 涓流充電電流：1/301/20C，如果涓流充電電流過大，電池溫升會(huì)增加，造成電池性能降低。 7. 充電總時(shí)間：1020小時(shí)（視充電電流的大小）

9、，即使是涓流充電，長時(shí)間過充也會(huì)造成電池性能惡化，為防止涓流或其他充電下過充，建議設(shè)立一個(gè)保護(hù)性的總充電時(shí)間控制。 8. 要堅(jiān)決避免反極充電。反極充電會(huì)造成電池內(nèi)壓升高，激活安全閥，使電池泄漏，性能惡化，甚至電池會(huì)破裂。 9. 不要將電池反極充電或大電流過充，否則會(huì)造成氣體快速產(chǎn)生，使電池內(nèi)壓增加，電池鼓脹或破裂。 鎳氫電池的放電注意事項(xiàng) 1.鎳氫電池的放電終止電壓非常關(guān)鍵，必須在1.01.1V之間，超過了這個(gè)終止電壓可能有過放的危險(xiǎn)，過放會(huì)造成排氣，對(duì)電池?fù)p害很大。 2.放電時(shí)環(huán)境溫度應(yīng)在-1045度，超過此范圍，放電容量會(huì)嚴(yán)重下降，長期在高

10、低溫環(huán)境下工作，容量會(huì)衰減很快。 3.放電電流影響放電效率。在放電電流為0.1 C2 C之間放電效率最佳。 4.過放電會(huì)損害電池特性，放電時(shí)要有過放保護(hù)。 儲(chǔ)存 1.將電池儲(chǔ)存在干燥、無腐蝕性氣體、溫度在-2035之間的地方。 2.長期儲(chǔ)存會(huì)加速電池自放電和活性物質(zhì)鈍化，電池電壓和容量會(huì)下降重復(fù)幾次充放電循環(huán)后，電池可恢復(fù)原有性能，所以要定期充電。 電池壽命 電池使用后期，電池內(nèi)阻增加，還有可能發(fā)生內(nèi)部短路。充電器和充電電路應(yīng)考慮電池使用末期電池失效發(fā)熱的安全問題。 焊接 不要將任何東西直接焊接在電池上。

11、這可能會(huì)損壞電池內(nèi)部的安全閥，破壞電池的安全性。 設(shè)備上安裝（密閉的電池盒） 應(yīng)避免設(shè)計(jì)使用密閉的電池盒，在一些情況下，電池有氣體放出，如有點(diǎn)火源出現(xiàn)，可能有電池破裂的危險(xiǎn)。 組合電池的注意事項(xiàng) 1. 組合數(shù)量不要超過6個(gè)，只能串聯(lián)使用。 2. 要嚴(yán)格控制放電電壓，一般終止電壓在1.1V（指單體電池電壓）。 3. 要嚴(yán)格控制充電，不能過充，要用-V控制。鋰離子電池 簡介         鋰離子電池的正極活性材料是鈷酸鋰（LiCoO2-氧化鈷鋰），負(fù)極活性材

12、料是碳材。電池通過正極的鋰離子在負(fù)極的鍵入與遷出實(shí)現(xiàn)電池的充放電過程。鋰離子電池有各種形狀（圓柱形、長方形等）以適合不同產(chǎn)品的需要，其容量一般有幾百毫安時(shí)到幾安時(shí)。另外，可以將幾個(gè)鋰離子電池串聯(lián)在一起，并與電池保護(hù)器封裝在一起組成電池組。 優(yōu)點(diǎn) 1. 單體電壓高：3.63.8V，充滿電時(shí)的電壓（終止充電電壓）一般為4.2V，終止放電電壓不低于2.5V。 2. 比能量大：100135Wh/kg，是鎳氫的1.5倍，鎳鎘2倍。 3. 循環(huán)壽命長：一般500次，甚至1000次。 4. 安全，無公害，無記憶，無污染。 5. 自放電低：室溫下滿電

13、存儲(chǔ)1個(gè)月的自放電率約10左右（鎳鎘2530，鎳氫3035）。 6. 溫度范圍廣：20+60 缺點(diǎn) 1. 成本高：LiCoO2價(jià)格高（幾十萬元/噸）。 2. 不能大電流放電，內(nèi)阻相對(duì)較大，一般在0.5C以下放電。例如，一種容量為3Ah的鋰離子電池，在0.75A（0.25C）電流放電時(shí)，工作時(shí)間為4小時(shí)；若以2A（0.67C）電流放電時(shí)，工作時(shí)間為1.25小時(shí)（相當(dāng)于2.5Ah了）；若以3A（1C）電流放電，工作時(shí)間僅為為0.6小時(shí)（相當(dāng)于1.8Ah了）。 3. 需要保護(hù)電路控制。如果鋰離子電池在使用過程中電壓已降到2.5V后還繼續(xù)使用，則稱為過

14、放電（或過放），對(duì)電池有損害。放電曲線充電         鋰離子電池充電的需求有：（1）過充保護(hù)終止充電電壓精度在額定值的1%之內(nèi)（過壓充電可能對(duì)鋰離子電池造成永久性損壞）。（2）鋰離子電池的充電率（充電電流）應(yīng)根據(jù)電池生產(chǎn)廠的建議選用。雖然某些電池充電率可達(dá)2C（C為電池的容量），但常用的充電率為（0.51.0）C。（3）如果充電電流過大會(huì)產(chǎn)生溫度過高，不僅會(huì)損壞電池并可能引起爆炸。因此在大電流充電時(shí)，需要對(duì)電池進(jìn)行溫度檢測，并且在超過設(shè)定充電溫度時(shí)能停止充電以保證安全。（4）充電器電路中有設(shè)定的限流電阻，保證

15、充電電流不超過設(shè)定的限制電流。 完善的充電器可對(duì)過放的電池進(jìn)行挽救修復(fù)，即在充電前進(jìn)行預(yù)處理。充電前檢測電池的電壓：若電池電壓大于2.5V，則按正常方式充電；若電池電壓低于2.5V，則用小電流（約1/10C的電流）充電，充到2.5V后再按正常方式充電。這種預(yù)充電的方式稱為預(yù)處理。 目前的充電器常采用三段充電法，即預(yù)處理、恒流充電（快充）、恒壓充電（充滿）。開始以設(shè)定的恒流充電，電池電壓以較高的斜率增長，在充電過程中斜率逐步降低，充到接近4.2V時(shí)，恒流充電階段結(jié)束。接著以4.2V恒壓充電，在恒壓階段充電時(shí)，電壓幾乎不變（或稍有增加），充電電流不斷下降。當(dāng)充電電流下降到1/1

16、0C時(shí)，表示電池已充滿，終止充電。有的充電器在充電電流降到某一值時(shí)，啟動(dòng)定時(shí)器，經(jīng)一段定時(shí)后，結(jié)束充電。 聚合物鋰離子電池         聚合物鋰離子電池是新一代鋰離子電池，不僅具有液態(tài)鋰離子電芯的高電壓、長循環(huán)壽命、放電電壓平穩(wěn)以及清潔無污染等特點(diǎn)，而且消除了液態(tài)鋰離子電池存在的爆炸的安全隱患。同時(shí)外形更靈活、方便，重量更輕巧。產(chǎn)品性能均達(dá)到或超過液態(tài)鋰離子電池的技術(shù)指標(biāo)，更具安全性。 TCL聚合物鋰電與液態(tài)電池對(duì)比： 1.安全性能好：外包裝為鋁塑包裝，有別于液態(tài)鋰電的金屬外殼，由

17、于采用軟包裝技術(shù)，內(nèi)部質(zhì)量隱患可立即通過外包裝變形而顯示出來，一旦發(fā)生安全隱患，不會(huì)爆炸，只會(huì)鼓脹。 2.超薄設(shè)計(jì)：適合各種超薄電器，而液態(tài)鋰離子電池在厚度做到3.6mm以下時(shí)存在技術(shù)瓶頸。 3.重量輕：聚合物鋰電比同等規(guī)格的鋼殼液鋰輕40。 4.容量大：聚合物比同等規(guī)格的鋼殼液鋰容量高1015。 5.內(nèi)阻?。耗軌蜃鞯?5m以下，使電池容量能夠更大發(fā)揮。 6.形狀可定制：可根據(jù)客戶的要求靈活定制電池的厚度、形狀，并可做出弧形等特殊形狀； 放電特性佳：聚合物鋰電采用膠態(tài)電解質(zhì)，具有更平穩(wěn)的放電特性和更高的放電平臺(tái)據(jù)新華網(wǎng)報(bào)道：世界上第一

18、輛聚合物鋰離子電池電動(dòng)轎車日在哈爾濱國際會(huì)展體育中心亮相。專家考核后認(rèn)為，這種電動(dòng)車用聚合物鋰離子電池處于國際領(lǐng)先地位，具有廣闊的應(yīng)用前景。 記者在現(xiàn)場看到，這臺(tái)電動(dòng)紅旗轎車的外觀與普通的紅旗轎車沒有什么差別，但打開轎車的前后蓋，可以看到由塊聚合物鋰離子電池取代了原來的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。據(jù)該車司機(jī)楊喜海介紹，這臺(tái)電動(dòng)轎車在行駛中運(yùn)行平穩(wěn)，最高時(shí)速可達(dá)公里，一次充電可供汽車行駛公里。據(jù)悉，這種電動(dòng)轎車的充電時(shí)間需要個(gè)小時(shí)，使用普通的電源即可，在旅行中可以很方便地在賓館、飯店等場所進(jìn)行充電。 據(jù)了解，由黑龍江省中強(qiáng)能源科技有限公司研制的這種電動(dòng)車用聚合物鋰離子電池，有效地解決了一次充電行駛里程和初始價(jià)格這兩個(gè)影響電動(dòng)汽車