鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2020年11月11日
鋰離子電池的由來及開展
1970年代??松腗.S.Whittingham選用硫化鈦作為正極材料,金屬鋰作為負(fù)極材料,制成首個鋰離子電池。
1980年,J.Goodenough發(fā)現(xiàn)鈷酸鋰可以作為鋰離子電池正極材料。
982年伊利諾伊理工大學(xué)(theIllinoisInsTItuteofTechnology)的R.R.Agarwal和J.R.Selman發(fā)現(xiàn)鋰離子具有嵌入石墨的特性,此進程是快速的,并且可逆。與此一起,選用金屬鋰制成的鋰離子電池,其安全隱患備受重視,因此人們檢驗運用鋰離子嵌入石墨的特性制作充電電池。首個可用的鋰離子石墨電極由貝爾實驗室試制成功。
1983年M.Thackeray、J.Goodenough等人發(fā)現(xiàn)錳尖晶石是優(yōu)異的正極材料,具有賤價、安穩(wěn)和優(yōu)異的導(dǎo)電、導(dǎo)鋰功用。其分化溫度高,且氧化性遠(yuǎn)低于鈷酸鋰,即便出現(xiàn)短路、過充電,也可以防止了焚燒、爆炸的風(fēng)險。
1989年,A.Manthiram和J.Goodenough發(fā)現(xiàn)選用聚合陰離子的正極將發(fā)生更高的電壓。
1991年索尼公司公布首個商用鋰離子電池。隨后,鋰離子電池革新了消費電子產(chǎn)品的容顏。
1996年P(guān)adhi和Goodenough發(fā)現(xiàn)具有橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鹽,如磷酸鋰鐵(LiFePO4),比傳統(tǒng)的正極材料更具優(yōu)越性,因此已成為其時干流的正極材料。
你真的了解嗎深度解讀
充放電機理
鋰離子電池的充電進程分為兩個階段:恒流充電階段和恒壓電流遞減充電階段。
鋰離子電池過度充放電會對正負(fù)極構(gòu)成永久性損壞。過度放電導(dǎo)致負(fù)極碳片層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)凹陷,而凹陷會構(gòu)成充電進程中鋰離子無法刺進;過度充電使過多的鋰離子嵌入負(fù)極碳結(jié)構(gòu),而構(gòu)成其間部分鋰離子再也無法釋放出來。
鋰離子電池堅持功用最佳的充放電方法為淺充淺放。一般60%DOD是100%DOD條件下循環(huán)壽數(shù)的2~4倍。
鋰離子電池首要功用目標(biāo)
電池的容量
電池的容量有額定容量和實踐容量之分。電池的額定容量是指電池在環(huán)境溫度為20℃±5℃條件下,以5h率放電至間斷電壓時所應(yīng)供應(yīng)的電量,用C5表明。電池的實踐容量是指電池在必定的放電條件下所放出的實踐電量,首要受放電倍率和溫度的影響(故嚴(yán)格來講,電池容量應(yīng)指明充放電條件)。
容量單位:mAh、Ah(1Ah=1000mAh)。
電池內(nèi)阻
電池內(nèi)阻是指電池在作業(yè)時,電流流過電池內(nèi)部所受到的阻力。有歐姆內(nèi)阻與極化內(nèi)阻兩部分組成。電池內(nèi)阻值大,會導(dǎo)致電池放電作業(yè)電壓下降,放電時間縮短。內(nèi)阻巨細(xì)首要受電池的材料、制作工藝、電池結(jié)構(gòu)等要素的影響。電池內(nèi)阻是衡量電池功用的一個重要參數(shù)。
電壓
開路電壓是指電池在非作業(yè)情況下即電路中無電流流過期,電池正負(fù)極之間的電勢差。一般情況下,鋰離子電池布滿電后開路電壓為4.14.2V左右,放電后開路電壓為3.0V左右。經(jīng)過對電池的開路電壓的檢測,可以判別電池的荷電情況。
作業(yè)電壓又稱端電壓,是指電池在作業(yè)情況下即電路中有電流流過期電池正負(fù)極之間的電勢差。在電池放電作業(yè)情況下,當(dāng)電流流過電池內(nèi)部時,不需打敗電池的內(nèi)阻所構(gòu)成阻力,故作業(yè)電壓總是低于開路電壓,充電時則與之相反。鋰離子電池的放電作業(yè)電壓在3.6V左右。
放電途徑時間
放電途徑時間是指在電池滿電情況下放電至某電壓的放電時間。例對某三元電池測量其3.6V的放電途徑時間,以恒壓充到電壓為4.2V,并且充電電流小于0.02C時間斷充電即布滿電后,然后放置10分鐘,在任何倍率的放電電流下放電至3.6V時的放電時間即為該電流下的放電途徑時間。
因某些運用鋰離子電池的用電器的作業(yè)電壓都有電壓要求,假如低于要求值,則會出現(xiàn)無法作業(yè)的情況。所以放電途徑是衡量電池功用好壞的重要規(guī)范之一。
充放電倍率
充放電倍率是指電池在規(guī)矩的時間內(nèi)放出其額定容量時所需求的電流值,1C在數(shù)值上等于電池額定容量,通常以字母C表明。如電池的標(biāo)稱額定容量為10Ah,則10A為1C(1倍率),5A則為0.5C,100A為10C,以此類推。
自放電率
自放電率又稱荷電堅持才能,是指電池在開路情況下,電池所貯存的電量在必定條件下的堅持才能。首要受電池的制作工藝、材料、貯存條件等要素的影響。是衡量電池功用的重要參數(shù)。
功率
充電功率是指電池在充電進程中所消耗的電能轉(zhuǎn)化成電池所能貯存的化學(xué)能程度的測量。首要受電池工藝,配方及電池的作業(yè)環(huán)境溫度影響,一般環(huán)境溫度越高,則充電功率要低。
放電功率是指在必定的放電條件下放電至終點電壓所放出的實踐電量與電池的額定容量之比,首要受放電倍率,環(huán)境溫度,內(nèi)阻等要素影響,一般情況下,放電倍率越高,則放電功率越低。溫度越低,放電功率越低。
循環(huán)壽數(shù)
電池循環(huán)壽數(shù)是指電池容量下降到某一規(guī)矩的值時,電池在某一充放電原則下所閱歷的充放電次數(shù)。鋰離子電池GB規(guī)矩,1C條件下電池循環(huán)500次后容量堅持率在60%以上。
鋰離子電池的首要分類
(一)、根據(jù)鋰離子電池所用電解質(zhì)材料不同,鋰離子電池可以分為液態(tài)鋰離子電池(lithiumionbattery,簡稱為LIB)和聚合物鋰離子電池(polymerlithiumionbattery,簡稱為LIP)兩大類。
(二)、按充電方法可分為:不可充電的及可充電的兩類。
(三)、鋰離子電池外型分:有方型鋰電(如常用的手機電池)和柱形(如18650、18500);
(四)、鋰離子電池外包材料分:鋁殼鋰離子電池,鋼殼鋰離子電池,軟包電池;
(五)、鋰離子電池從正負(fù)極材料(添加劑)分:鈷酸鋰(LiCoO2)電池、錳酸鋰(LiMn2O4),磷酸鐵鋰離子電池,一次性二氧化錳鋰離子電池