亚洲A∨无码澳门在线_亚洲色偷偷色噜噜狠狠99_国产普通话刺激_女生免费黄视频

教你如何選購鋰電池

鉅大鋰電  |  點(diǎn)擊量:0  |  2018年05月04日  

  鋰電池分為鋰離子電池和聚合物鋰電池。鋰離子電池的電解質(zhì)是流動的,聚合物鋰電池的電解質(zhì)是固態(tài)的,因此,鋰離子電池比聚合物鋰電池更不穩(wěn)定,碰到外力摔打,或者使用不符合標(biāo)準(zhǔn)的充電器,都可能引起電池爆炸。很多手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)等便攜式電子產(chǎn)品所使用的電池都是鋰電池。購買到質(zhì)量不好的鋰電池,就像在自己身邊放了一個“定時炸彈”。因此,消費(fèi)者在選購鋰電池時一定要注意以下幾點(diǎn):

  步驟/方法

  1.是否明確標(biāo)示容量。無明確標(biāo)示容量(如2200mAh或4400mAh)的鋰電池,很可能就是使用劣質(zhì)電池芯或回收電池芯重新組裝的垃圾電池。市面上充斥著許多廉價的鋰電池,就是使用回收電池芯或拆機(jī)電池芯做的,價格雖然便宜,但是壽命短、品質(zhì)不穩(wěn)定,使用不慎可能會損壞手機(jī),甚至發(fā)生爆炸。

  2.是否保證待機(jī)時間。待機(jī)時間即鋰電池裝入手機(jī)后到下一次充電的連續(xù)使用時間。一般市場上銷售的鋰電池都無法對顧客保證待機(jī)時間,這是因?yàn)殡姵仄焚|(zhì)不穩(wěn)定的關(guān)系,許多廉價的電池因?yàn)槭鞘褂闷焚|(zhì)不良的電池芯,所以待機(jī)時間很短。

  3.是否帶安全保護(hù)電路。鋰電池的特性決定了鋰電池一定要外加保護(hù)板,以防止鋰電池過充、過放及短路等情況的發(fā)生,不加保護(hù)板的鋰電池會有變形、漏液、爆炸的危險。在激烈的價格競爭下,各電池封裝廠尋求更低價位的保護(hù)電路,或者根本省略了這個裝置,使得市面上充斥著有爆炸危險的鋰電池。消費(fèi)者無法從外觀分辨出來是否有保護(hù)電路板,因此最好選擇有信譽(yù)的商家購買。

  鋰電池(Lithiumbattery)是指電化學(xué)體系中含有鋰(包括金屬鋰、鋰合金和鋰離子、鋰聚合物)的電池。鋰電池大致可分為兩類:鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰金屬電池通常是不可充電的,且內(nèi)含金屬態(tài)的鋰。鋰離子電池不含有金屬態(tài)的鋰,并且是可以充電的。

  折疊電池化學(xué)反應(yīng)原理

  鋰金屬電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。最早出現(xiàn)的鋰電池使用以下反應(yīng):Li+MnO2=LiMnO2,該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng),放電。

  最早得以應(yīng)用于心臟起搏器中。鋰電池的自放電率極低,放電電壓平緩。使得起植入人體的搏器能夠長期運(yùn)作而不用重新充電。鋰電池一般有高于3.0伏的標(biāo)稱電壓,更適合作集成電路電源。二氧化錳電池,就廣泛用于計算器,數(shù)位相機(jī)、手表中。

  為了開發(fā)出性能更優(yōu)異的品種,人們對各種材料進(jìn)行了研究。從而制造出前所未有的產(chǎn)品。比如,鋰二氧化硫電池和鋰亞硫酰氯電池就非常有特點(diǎn)。它們的正極活性物質(zhì)同時也是電解液的溶劑。這種結(jié)構(gòu)只有在非水溶液的電化學(xué)體系才會出現(xiàn)。所以,鋰電池的研究,也促進(jìn)了非水體系電化學(xué)理論的發(fā)展。除了使用各種非水溶劑外,人們還進(jìn)行了聚合物薄膜電池的研究。

  1992年Sony成功開發(fā)鋰離子電池。它的實(shí)用化,使人們的行動電話、筆記本、計算器等攜帶型電子設(shè)備重量和體積大大減小。使用時間大大延長。由于鋰離子電池中不含有重金屬鎘,與鎳鎘電池相比,大大減少了對環(huán)境的污染。

  鋰電池通常分兩大類:

  鋰金屬電池:鋰金屬電池一般是使用二氧化錳為正極材料、金屬鋰或其合金金屬為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。

  鋰離子電池:鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)的電池。

  雖然鋰金屬電池的能量密度高,理論上能達(dá)到3860瓦/公斤。但是由于其性質(zhì)不夠穩(wěn)定而且不能充電,所以無法作為反復(fù)使用的動力電池。而鋰離子電池由于具有反復(fù)充電的能力,被作為主要的動力電池發(fā)展。但因?yàn)槠渑浜喜煌脑?,組成的正極材料在各方面性能差異很大,導(dǎo)致業(yè)內(nèi)對正極材料路線的紛爭加大。

  通常我們說得最多的動力電池主要有磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池、鈷酸鋰電池以及三元鋰電池(三元鎳鈷錳)。

  鋰電池負(fù)極材料大體分為以下幾種:

  第一種是碳負(fù)極材料:

  目前已經(jīng)實(shí)際用于鋰離子電池的負(fù)極材料基本上都是碳素材料,如人工石墨、天然石墨、中間相碳微球、石油焦、碳纖維、熱解樹脂碳等。

  第二種是錫基負(fù)極材料:

  錫基負(fù)極材料可分為錫的氧化物和錫基復(fù)合氧化物兩種。氧化物是指各種價態(tài)金屬錫的氧化物。目前沒有商業(yè)化產(chǎn)品。

  第三種是含鋰過渡金屬氮化物負(fù)極材料,目前也沒有商業(yè)化產(chǎn)品。

  第四種是合金類負(fù)極材料:

  包括錫基合金、硅基合金、鍺基合金、鋁基合金、銻基合金、鎂基合金和其它合金,目前也沒有商業(yè)化產(chǎn)品。

  第五種是納米級負(fù)極材料:納米碳管、納米合金材料。

  第六種納米材料是納米氧化物材料:目前合肥翔正化學(xué)科技有限公司根據(jù)2009年鋰電池新能源行業(yè)的市場發(fā)展最新動向,諸多公司已經(jīng)開始使用納米氧化鈦和納米氧化硅添加在以前傳統(tǒng)的石墨,錫氧化物,納米碳管里面,極大的提高鋰電池的沖放電量和充放電次數(shù)。

  技術(shù)工藝,是衡量一個企業(yè)是否具有先進(jìn)性,是否具備市場競爭力,是否能不斷領(lǐng)先于競爭者的重要指標(biāo)依據(jù)。隨著我國鋰電池材料市場的迅猛發(fā)展,與之相關(guān)的核心生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用與研發(fā)必將成為業(yè)內(nèi)企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。了解鋰電池材料生產(chǎn)核心技術(shù)的研發(fā)動向、工藝設(shè)備、技術(shù)應(yīng)用及趨勢對于企業(yè)提升產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格,提高市場競爭力十分關(guān)鍵。

  導(dǎo)電涂層也稱為預(yù)涂層,在鋰電池行業(yè)內(nèi)通常指涂覆于正極集流體——鋁箔表面的一層導(dǎo)電涂層,涂覆導(dǎo)電涂層的鋁箔稱為預(yù)涂層鋁箔或簡稱涂層鋁箔,其最早在電池中的實(shí)驗(yàn)可以追溯到70年代,而近幾年隨著新能源行業(yè),特別是磷酸鐵鋰電池的發(fā)展而風(fēng)生水起,成為業(yè)內(nèi)大受歡迎的新技術(shù)或新材料。

  性能

  導(dǎo)電涂層在鋰電池中能夠有效提高極片附著力,減少粘結(jié)劑的使用量,同時對于電池的電性能也有顯著提升。

  1.接觸電阻下降40%

  2.膠黏劑用量降低50%

  3.同倍率下,電池電壓平臺提升20%

  4.材料與集流體附著力提高30%,經(jīng)過長期循環(huán)不會有脫層現(xiàn)象

  鋰電池涂碳鋁箔使用說明

  一、材質(zhì)說明

  涂碳鋁箔是由導(dǎo)電碳為主的復(fù)合型漿料與高純度的電子鋁箔,以轉(zhuǎn)移式涂覆工藝制成。

  二、應(yīng)用范圍

  1.細(xì)顆?;钚晕镔|(zhì)的功率型鋰電池

  2.正極為磷酸亞鐵鋰

  3.正極為細(xì)顆粒的三元/錳酸鋰

  4.用于超級電容器、鋰一次電池(鋰亞、鋰錳、鋰鐵、扣式等)替代蝕刻鋁箔

  三、對電池/電容的性能作用

  1.抑制電池極化,減少熱效應(yīng),提高倍率性能;

  2.降低電池內(nèi)阻,并明顯降低了循環(huán)過程的動態(tài)內(nèi)阻增幅;

  3.提高一致性,增加電池的循環(huán)壽命;

  4.提高活性物質(zhì)與集流體的粘附力,降低極片制造成本;

  5.保護(hù)集流體不被電解液腐蝕;

  6.提高磷酸鐵鋰電池的高、低溫性能,改善磷酸鐵鋰、鈦酸鋰材料的加工性能。

  四、建議參數(shù)

  對應(yīng)涂覆的活性物質(zhì)D50最好不大于4~5μm,壓實(shí)密度不大于2.25g/cm,比表面積在13~18㎡/g范圍內(nèi)。

  五、使用中的注意事項(xiàng)

  1.存儲要求:在溫度為25±5℃、濕度為不超過50%的環(huán)境中,運(yùn)輸時須避免空氣和水蒸氣對鋁箔的侵蝕;

  2.本產(chǎn)品分為A、B兩款,各自的關(guān)鍵特性為:A款外觀為黑色,常規(guī)涂層厚度為雙面4~8μm,導(dǎo)電性能較更為突出;B款外觀為淡灰色,常規(guī)涂層厚度為雙面2~3μm,涂層區(qū)可做較少層的焊接,并可以涂布機(jī)識別跳間隙;

  3.B款(灰色)涂碳鋁箔可以在涂層區(qū)直接做超聲焊,只適合卷繞式電池焊接極耳(極片最多2-3層),但超聲的功率、時間需做一些微調(diào);

  4.碳層的散熱性要比鋁箔差些,故做涂布時需對帶速與烘烤溫度適當(dāng)微調(diào);

  5.本產(chǎn)品對鋰電池與電容的綜合性能有較可觀的提升,但不可作為改變電池某方面性能的主要因素,如電池能量密度、高低溫性能、高電壓等等。

  折疊鋰電池鼓殼

  一、鋰電池外殼特性

  鋰,原子序數(shù)3,原子量6.941,是最輕的堿金屬元素。為了提升安全性及電壓,科學(xué)家們發(fā)明了用石墨及鈷酸鋰等材料來儲存鋰原子。這些材料的分子結(jié)構(gòu),形成了納米等級的細(xì)小儲存格子,可用來儲存鋰原子。這樣一來,即使是電池外殼破裂,氧氣進(jìn)入,也會因氧分子太大,進(jìn)不了這些細(xì)小的儲存格,使得鋰原子不會與氧氣接觸而避免爆炸。

  鋰離子電池的這種原理,使得人們在獲得它高容量密度的同時,也達(dá)到安全的目的。鋰離子電池充電時,正極的鋰原子會喪失電子,氧化為鋰離子。鋰離子經(jīng)由電解液游到負(fù)極去,進(jìn)入負(fù)極的儲存格,并獲得一個電子,還原為鋰原子。放電時,整個程序倒過來。為了防止電池的正負(fù)極直接碰觸而短路,電池內(nèi)會再加上一種擁有眾多細(xì)孔的隔膜紙,來防止短路。好的隔膜紙還可以在電池溫度過高時,自動關(guān)閉細(xì)孔,讓鋰離子無法穿越,以自廢武功,防止危險發(fā)生。

  保護(hù)措施

  鋰電池芯過充到電壓高于4.2V后,會開始產(chǎn)生副作用。過充電壓愈高,危險性也跟著愈高。鋰電芯電壓高于4.2V后,正極材料內(nèi)剩下的鋰原子數(shù)量不到一半,此時儲存格常會垮掉,讓電池容量產(chǎn)生永久性的下降。如果繼續(xù)充電,由于負(fù)極的儲存格已經(jīng)裝滿了鋰原子,后續(xù)的鋰金屬會堆積于負(fù)極材料表面。這些鋰原子會由負(fù)極表面往鋰離子來的方向長出樹枝狀結(jié)晶。這些鋰金屬結(jié)晶會穿過隔膜紙,使正負(fù)極短路。有時在短路發(fā)生前電池就先爆炸,這是因?yàn)樵谶^充過程,電解液等材料會裂解產(chǎn)生氣體,使得電池外殼或壓力閥鼓漲破裂,讓氧氣進(jìn)去與堆積在負(fù)極表面的鋰原子反應(yīng),進(jìn)而爆炸。因此,鋰電池充電時,一定要設(shè)定電壓上限,才可以同時兼顧到電池的壽命、容量、和安全性。最理想的充電電壓上限為4.2V。鋰電芯放電時也要有電壓下限。當(dāng)電芯電壓低于2.4V時,部分材料會開始被破壞。又由于電池會自放電,放愈久電壓會愈低,因此,放電時最好不要放到2.4V才停止。鋰電池從3.0V放電到2.4V這段期間,所釋放的能量只占電池容量的3%左右。因此,3.0V是一個理想的放電截止電壓。充放電時,除了電壓的限制,電流的限制也有其必要。電流過大時,鋰離子來不及進(jìn)入儲存格,會聚集于材料表面。這些鋰離子獲得電子后,會在材料表面產(chǎn)生鋰原子結(jié)晶,這與過充一樣,會造成危險性。萬一電池外殼破裂,就會爆炸。因此,對鋰離子電池的保護(hù),至少要包含:充電電壓上限、放電電壓下限、及電流上限三項(xiàng)。一般鋰電池組內(nèi),除了鋰電池芯外,都會有一片保護(hù)板,這片保護(hù)板主要就是提供這三項(xiàng)保護(hù)。但是,保護(hù)板的這三項(xiàng)保護(hù)顯然是不夠的,全球鋰電池爆炸事件還是頻傳。要確保電池系統(tǒng)的安全性,必須對電池爆炸的原因,進(jìn)行更仔細(xì)的分析。

  二、爆炸的原因分析

  1、內(nèi)部極化較大

  2、極片吸水,與電解液發(fā)生反應(yīng)氣鼓

  3、電解液本身的質(zhì)量,性能問題

  4、注液時候注液量達(dá)不到工藝要求

  5、裝配制程中激光焊焊接密封性能差,漏氣,測漏氣時漏測

  6、粉塵,極片粉塵首先易導(dǎo)致微短路

  7、正負(fù)極片較工藝范圍偏厚,入殼難

  8、注液封口問題,鋼珠密封性能不好導(dǎo)致氣鼓

  9、殼體來料存在殼壁偏厚,殼體變形影響厚度.

  三、爆炸類型分析

  爆炸類型分析電池芯爆炸的類形可歸納為外部短路、內(nèi)部短路、及過充三種。此處的外部系指電芯的外部,包含了電池組內(nèi)部絕緣設(shè)計不良等所引起的短路。當(dāng)電芯外部發(fā)生短路,電子組件又未能切斷回路時,電芯內(nèi)部會產(chǎn)生高熱,造成部分電解液汽化,將電池外殼撐大。當(dāng)電池內(nèi)部溫度高到135攝氏度時,質(zhì)量好的隔膜紙,會將細(xì)孔關(guān)閉,電化學(xué)反應(yīng)終止或近乎終止,電流驟降,溫度也慢慢下降,進(jìn)而避免了爆炸發(fā)生。但是,細(xì)孔關(guān)閉率太差,或是細(xì)孔根本不會關(guān)閉的隔膜紙,會讓電池溫度繼續(xù)升高,更多的電解液汽化,最后將電池外殼撐破,甚至將電池溫度提高到使材料燃燒并爆炸。

  內(nèi)部短路主要是因?yàn)殂~箔與鋁箔的毛刺穿破隔膜,或是鋰原子的樹枝狀結(jié)晶穿破膈膜所造成。這些細(xì)小的針狀金屬,會造成微短路。由于,針很細(xì)有一定的電阻值,因此,電流不見得會很大。銅鋁箔毛刺系在生產(chǎn)過程造成,可觀察到的現(xiàn)象是電池漏電太快,多數(shù)可被電芯廠或是組裝廠篩檢出來。而且,由于毛刺細(xì)小,有時會被燒斷,使得電池又恢復(fù)正常。因此,因毛刺微短路引發(fā)爆炸的機(jī)率不高。這樣的說法,可以從各電芯廠內(nèi)部都常有充電后不久,電壓就偏低的不良電池,但是卻鮮少發(fā)生爆炸事件,得到統(tǒng)計上的支持。因此,內(nèi)部短路引發(fā)的爆炸,主要還是因?yàn)檫^充造成的。

  因?yàn)椋^充后極片上到處都是針狀鋰金屬結(jié)晶,刺穿點(diǎn)到處都是,到處都在發(fā)生微短路。因此,電池溫度會逐漸升高,最后高溫將電解液氣體。這種情形,不論是溫度過高使材料燃燒爆炸,還是外殼先被撐破,使空氣進(jìn)去與鋰金屬發(fā)生激烈氧化,都是爆炸收場。但是過充引發(fā)內(nèi)部短路造成的這種爆炸,并不一定發(fā)生在充電的當(dāng)時。有可能電池溫度還未高到讓材料燃燒、產(chǎn)生的氣體也未足以撐破電池外殼時,消費(fèi)者就終止充電,帶手機(jī)出門。這時眾多的微短路所產(chǎn)生的熱,慢慢的將電池溫度提高,經(jīng)過一段時間后,才發(fā)生爆炸。消費(fèi)者共同的描述都是拿起手機(jī)時發(fā)現(xiàn)手機(jī)很燙,扔掉后就爆炸。綜合以上爆炸的類型,我們可以將防爆重點(diǎn)放在過充的防止、外部短路的防止、及提升電芯安全性三方防爆重點(diǎn)放在面。其中過充防止及外部短路防止屬于電子防護(hù),與電池系統(tǒng)設(shè)計及電池組裝有較大關(guān)系。電芯安全性提升之重點(diǎn)為化學(xué)與機(jī)械防護(hù),與電池芯制造廠有較大關(guān)系。

  四、設(shè)計規(guī)范

  由于全球手機(jī)有數(shù)億只,要達(dá)到安全,安全防護(hù)的失敗率必須低于一億分之一。由于,電路板的故障率一般都遠(yuǎn)高于一億分之一。因此,電池系統(tǒng)設(shè)計時,必須有兩道以上的安全防線。常見的錯誤設(shè)計是用充電器(adaptor)直接去充電池組。這樣將過充的防護(hù)重任,完全交給電池組上的保護(hù)板。雖然保護(hù)板的故障率不高,但是,即使故障率低到百萬分之一,機(jī)率上全球還是天天都會有爆炸事故發(fā)生。電池系統(tǒng)如能對過充、過放、過電流都分別提供兩道安全防護(hù),每道防護(hù)的失敗率如果是萬分之一,兩道防護(hù)就可以將失敗率降到一億分之一。常見的電池充電系統(tǒng)方塊圖如下,包含充電器及電池組兩大部分。

 ?、俪潆娖饔职m配器(Adaptor)及充電控制器兩部分。適配器將交流電轉(zhuǎn)為直流電,充電控制器則限制直流電的最大電流及最高電壓。

 ?、陔姵亟M包含保護(hù)板及電池芯兩大部分,以及一個PTC來限定最大電流。下面圖中適配器交流變直流文字方塊作用:電控制器限流限壓。充電器文字方塊作用:保護(hù)板過充、過放、過流等防護(hù)。電池組文字方塊作用:限流片。電池芯以手機(jī)電池系統(tǒng)為例,過充防護(hù)系統(tǒng)利用充電器輸出電壓設(shè)定在4.2V左右,來達(dá)到第一層防護(hù),這樣就算電池組上的保護(hù)板失效,電池也不會被過充而發(fā)生危險。第二道防護(hù)是保護(hù)板上的過充防護(hù)功能,一般設(shè)定為4.3V。這樣,保護(hù)板平常不必負(fù)責(zé)切斷充電電流,只有當(dāng)充電器電壓異常偏高時,才需要動作。過電流防護(hù)則是由保護(hù)板及限流片來負(fù)責(zé),這也是兩道防護(hù),防止過電流及外部短路。由于過放電只會發(fā)生在電子產(chǎn)品被使用的過程。因此,一般設(shè)計是由該電子產(chǎn)品的線路板來提供第一道防護(hù),電池組上的保護(hù)板則提供第二道防護(hù)。當(dāng)電子產(chǎn)品偵測到供電電壓低于3.0V時,應(yīng)該自動關(guān)機(jī)。如果該產(chǎn)品設(shè)計時未設(shè)計這項(xiàng)功能,則保護(hù)板會在電壓低到2.4V時,關(guān)閉放電回路。

  總論:電池系統(tǒng)設(shè)計時,必須對過充、過放、與過電流分別提供兩道電子防護(hù)。把保護(hù)板拿掉后充電,如果電池會爆炸就代表設(shè)計不良。把保護(hù)板拿掉后充電,如果電池會爆炸就代表設(shè)計不良。上述方法雖然提供了兩道防護(hù),但是由于消費(fèi)者在充電器壞掉后,常會買非原廠充電器來充電,而充電器業(yè)者,基于成本考慮,常將充電控制器拿掉,來降低成本。結(jié)果,劣幣驅(qū)逐良幣,市面上出現(xiàn)了許多劣質(zhì)充電器。這使得過充防護(hù)失去了第一道也是最重要的一道防線。而過充又是造成電池爆炸的最重要因素,因此,劣質(zhì)充電器可以稱得上是電池爆炸事件的元兇。當(dāng)然,并非所有的電池系統(tǒng)都采用如上圖的方案。在有些情況下,電池組內(nèi)也會有充電控制器的設(shè)計。

  例如:許多筆記型計算機(jī)的外加電池棒,就有充電控制器。這是因?yàn)楣P記型計算機(jī)一般都將充電控制器做在計算機(jī)內(nèi),只給消費(fèi)者一個適配器。因此,筆記型計算機(jī)的外加電池組,就必須有一個充電控制器,才能確保外加電池組在使用適配器充電時的安全。另外,使用汽車點(diǎn)煙器充電的產(chǎn)品,有時也會將充電控制器做在電池組內(nèi)。最后的防線:如果電子的防護(hù)措施都失敗了,最后的一道防線,就要由電芯來提供了。電芯的安全層級,可依據(jù)電芯能否通過外部短路和過充來大略區(qū)分等級。由于,電池爆炸前,如果內(nèi)部有鋰原子堆積在材料表面,爆炸威力會更大。而且,過充的防護(hù)常因消費(fèi)者使用劣質(zhì)充電器而只剩一道防線,因此,電芯抗過充能力比抗外部短路的能力更重要。鋁殼電芯與鋼殼電芯安全性比較鋁殼相對于鋼殼具有很高的安全優(yōu)勢。

  鋰電池正、負(fù)極碳管?鋰離子電池正、負(fù)極活性材內(nèi)為何要加VGCF碳管?

  1.不管正或負(fù)極活性材都會有膨脹收縮的問題,一般負(fù)極碳材有20%(理論值:10.5%)膨脹收縮率,而像LFP正極材料有6%(理論值:2%左右)膨脹收收率。當(dāng)多次充放電中,其正、負(fù)活性材顆粒與顆粒之間接觸少、間隙加大,甚至有些脫離集電極,導(dǎo)致電子與離子傳輸路徑斷續(xù)不連續(xù)相,成為死的活性材,不再參與電極反應(yīng)。因此循環(huán)使用壽命下降。VGCF碳管有很大的長徑比,即使正、負(fù)活性材膨脹收縮后,其活性材顆粒間之間隙,可藉由VGCF碳管架橋連接,電子與離子傳輸不會間斷。

  折疊鋰原電池

  鋰--二氧化錳電池(CR)

  以金屬鋰為負(fù)極,以經(jīng)過熱處理的二氧化錳為正極,隔離膜采用PP或PE膜,圓柱型電池與鋰離子電池隔膜一樣,電解液為高氯酸鋰的有機(jī)溶液,圓柱式或扣式。電池需要在濕度≤1%的干燥環(huán)境下生產(chǎn)。

  特點(diǎn):低自放電率,年自放電可≤1%,全密封(金屬焊接,lazerseal)電池可滿足10年壽命,半密封電池一般是5年,如果工作控制不好的話,還達(dá)不到這個壽命。在圓柱型鋰錳電池開發(fā)方面做得比較好的億緯,目前已實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn),電池可以做到短路、過放電等測試不爆炸。

  一般在臺式電腦的主板上,有一個扣式的鋰電池,提供微弱的電流,可以正常使用3年左右,一些賓館的門禁卡、儀器儀表等也使用鋰--二氧化錳電池,近年來使用量逐年下降。

  鋰--亞硫酰氯電池

  以金屬鋰為負(fù)極,正極和電解液為亞硫酰氯(氯化亞砜),圓柱式電池,裝配完成即有電,電壓3.6V,是工作電壓最平穩(wěn)的電池種類之一,也是目前單位體積(質(zhì)量)容量最高的電池。適合在不能經(jīng)常維護(hù)的電子儀器設(shè)備上使用,提供細(xì)微的電流。

  其他鋰電池還有鋰--硫化亞鐵電池、鋰--二氧化硫電池等。

  折疊鋰離子電池

  鋰離子電池目前由液態(tài)鋰離子電池(LIB)和聚合物鋰離子電池(PLB)兩類。其中,液態(tài)鋰離子電池是指Li+嵌入化合物為正、負(fù)極的二次電池。正極采用鋰化合物L(fēng)iCoO?或LiMn?O?,負(fù)極采用鋰-碳層間化合物。鋰離子電池由于工作電壓高、體積小、質(zhì)量輕、能量高、無記憶效應(yīng)、無污染、自放電小、循環(huán)壽命長,是21世紀(jì)發(fā)展的理想能源。

  隨著二十世紀(jì)微電子技術(shù)的發(fā)展,小型化的設(shè)備日益增多,對電源提出了很高的要求。鋰電池隨之進(jìn)入了大規(guī)模的實(shí)用階段。

  最早得以應(yīng)用的是鋰亞原電池,用于心臟起搏器中。由于鋰亞電池的自放電率極低,放電電壓十分平緩。使得起搏器植入人體長期使用成為可能。

  鋰錳電池一般有高于3.0伏的標(biāo)稱電壓,更適合作集成電路電源,廣泛用于計算機(jī)、計算器、手表中。

  現(xiàn)在,鋰離子電池大量應(yīng)用在手機(jī)、筆記本電腦、電動工具、電動車、路燈備用電源、航燈、家用小電器上,可以說是最大的應(yīng)用群體。

  折疊研究與發(fā)展前景

  為了開發(fā)出性能更優(yōu)異的品種,人們對各種材料進(jìn)行了研究。從而制造出前所未有的產(chǎn)品。比如,鋰二氧化硫電池和鋰亞硫酰氯電池就非常有特點(diǎn)。它們的正極活性物質(zhì)同時也是電解液的溶劑。這種結(jié)構(gòu)只有在非水溶液的電化學(xué)體系才會出現(xiàn)。所以,鋰電池的研究,也促進(jìn)了非水體系電化學(xué)理論的發(fā)展。除了使用各種非水溶劑外,人們還進(jìn)行了聚合物薄膜電池的研究。

  鋰電池廣泛應(yīng)用于水力、火力、風(fēng)力和太陽能電站等儲能電源系統(tǒng),郵電通訊的不間斷電源,以及電動工具、電動自行車、電動摩托車、電動汽車、特種裝備、特種航天等多個領(lǐng)域。

  鋰離子電池以其特有的性能優(yōu)勢已在便攜式電器如手提電腦、攝像機(jī)、移動通訊中得到普遍應(yīng)用。目前開發(fā)的大容量鋰離子電池已在電動汽車中開始試用,預(yù)計將成為21世紀(jì)電動汽車的主要動力電源之一,并將在人造衛(wèi)星、特種航天和儲能方面得到應(yīng)用。隨著能源的緊缺和世界的環(huán)保方面的壓力。鋰電現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于電動車行業(yè),特別是磷酸鐵鋰材料電池的出現(xiàn),更推動了鋰電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用。

  為了避免因使用不當(dāng)造成電池過放電或者過充電,在單體鋰離子電池內(nèi)設(shè)有三重保護(hù)機(jī)構(gòu)。一是采用開關(guān)元件,當(dāng)電池內(nèi)的溫度上升時,它的阻值隨之上升,當(dāng)溫度過高時,會自動停止供電;二是選擇適當(dāng)?shù)母舭宀牧希?dāng)溫度上升到一定數(shù)值時,隔板上的微米級微孔會自動溶解掉,從而使鋰離子不能通過,電池內(nèi)部反應(yīng)停止;三是設(shè)置安全閥(就是電池頂部的放氣孔),電池內(nèi)部壓力上升到一定數(shù)值時,安全閥自動打開,保證電池的使用安全性。

  有時,電池本身雖然有安全控制措施,但是因?yàn)槟承┰蛟斐煽刂剖ъ`,缺少安全閥或者氣體來不及通過安全閥釋放,電池內(nèi)壓便會急劇上升而引起爆炸。

  一般情況下,鋰離子電池儲存的總能量和其安全性是成反比的,隨著電池容量的增加,電池體積也在增加,其散熱性能變差,出事故的可能性將大幅增加。對于手機(jī)用鋰離子電池,基本要求是發(fā)生安全事故的概率要小于百萬分之一,這也是社會公眾所能接受的最低標(biāo)準(zhǔn)。而對于大容量鋰離子電池,特別是汽車等用大容量鋰離子電池,采用強(qiáng)制散熱尤為重要。

  選擇更安全的電極材料,選擇錳酸鋰材料,在分子結(jié)構(gòu)方面保證了在滿電狀態(tài),正極的鋰離子已經(jīng)完全嵌入到負(fù)極炭孔中,從根本上避免了枝晶的產(chǎn)生。同時錳酸鋰穩(wěn)固的結(jié)構(gòu),使其氧化性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鈷酸鋰,分解溫度超過鈷酸鋰100℃,即使由于外力發(fā)生內(nèi)部短路(針刺),外部短路,過充電時,也完全能夠避免了由于析出金屬鋰引發(fā)燃燒、爆炸的危險。

  另外,采用錳酸鋰材料還可以大幅度降低成本。

  提高現(xiàn)有安全控制技術(shù)的性能,首先要提高鋰離子電池芯的安全性能,這對大容量電池尤為重要。選擇熱關(guān)閉性能好的隔膜,隔膜的作用是在隔離電池正負(fù)極的同時,允許鋰離子的通過。當(dāng)溫度升高時,在隔膜熔化前進(jìn)行關(guān)閉,從而使內(nèi)阻上升至2000歐姆,讓內(nèi)部反應(yīng)停止下來。

  當(dāng)內(nèi)部壓力或溫度達(dá)到預(yù)置的標(biāo)準(zhǔn)時,防爆閥將打開,開始進(jìn)行卸壓,以防止內(nèi)部氣體積累過多,發(fā)生形變,最終導(dǎo)致殼體爆裂。

  提高控制靈敏度、選擇更靈敏的控制參數(shù)和采用多個參數(shù)的聯(lián)合控制(這對于大容量電池尤為重要)。對于大容量鋰離子電池組是串/并聯(lián)的多個電芯組成,如筆記本電腦的電壓為10V以上,容量較大,一般采用3~4個單電池串聯(lián)就可以滿足電壓要求,然后再將2~3個串聯(lián)的電池組并聯(lián),以保證較大的容量。

  大容量電池組本身必須設(shè)置較為完善的保護(hù)功能,還應(yīng)考慮兩種電路基板模塊:保護(hù)電路基板(ProtectionBoardPCB)模塊及SmartBatteryGaugeBoard模塊。整套的電池保護(hù)設(shè)計包括:第1級保護(hù)IC(防止電池過充、過放、短路),第2級保護(hù)IC(防止第2次過壓)、保險絲、LED指示、溫度調(diào)節(jié)等部件。

  在多級保護(hù)機(jī)制下,即使是在電源充電器、筆記本電腦出現(xiàn)異常的情況下,筆記本電池也只能轉(zhuǎn)為自動保護(hù)狀態(tài),如果情況不嚴(yán)重,往往在重新插拔后還能正常工作,不會發(fā)生爆炸。

  目前,筆記本電腦和手機(jī)使用的鋰離子電池所采用的底層技術(shù)是不安全的,需要考慮更安全的結(jié)構(gòu)。

  總之,隨著材料技術(shù)的進(jìn)步和人們對鋰離子電池設(shè)計、制造、檢測和使用諸方面要求的認(rèn)識不斷加深,未來的鋰離子電池會變得更安全。


相關(guān)產(chǎn)品