电池
电池主要是一次电池和二次电池
一次电池的市场种类繁多,最常见到的是锌锰干电池。碱性锌锰电池,锌银电池,锂电池等等。 相比起普通锌锰电池,碱性锌锰电池的性能更胜一筹。因为它的能量储存量和能量储存时间比起传统锌锰电池都要更加优秀。碱性锌锰电池十分适合大电流连续放电,是民用电池的升级方向之一 ,碱性锌锰电池,虽然单价低,消费者买得起,但其寿命短,长期使用让普通消费者也难以承担费用
二次电池又叫作充电电池或蓄电池
铅蓄电池的优点十分明显,它的电压稳定,使用方便,安全可靠,价格低廉。但它的缺点也十分明显,能量低,笨重,废弃后会污染环境,不符合环保理念
需要分清楚 锂电池 锂离子电池和锂离子聚合物电池三者的区别
手机电池一般为锂离子电池 ,手机电池不要充得太满也不要用到没电,电池没用完电就充电,不会对电池造成伤害,充电以2-3小时以内为宜,不一定非要充满。但应该每隔3--4个月左右,对锂电池进行1--2次完全的充满电和放完电(正常充电时间)
锂离子电池在20℃下可储存半年以上,这是由于它的自放电率很低,循环充放电3-5次后,大部分容量可以恢复
锂离子电池价格比较高,但它具有重量轻,容量大、能量密度大,形状可定制等优点,与镍氢电池相比,锂离子电池比较轻便,而能量比却高出60%。锂离子电池的生产和销售正逐渐超过镍氢电池,成为现在数码相机主要使用的电池之一。此外,锂离子电池几乎没有“记忆效应”以及不含有毒物质等优点也是它广泛应用的重要原因
锂电池芯过充到电压高于 4.25V 后,会开始产生副作用。过充电压愈高,危险性也跟着愈高。最理想的充电电压上限为 4.25V
锂电芯放电时也要有电压下限。当电芯电压低于 2.4V 时, 部分材料会开始被破坏。又由于电池会自放电, 过放时间愈久,电压会愈低,因此,放电时最好不要放到 2.4V 才停止,一旦放电电压低于2.7V,将可能导致电池报废
锂电池从 3.0V 放电到 2.4V 这段期间,所释放的能量只占电池容量的 3%左右。因此,3.0V 是一个理想的放电截止电压
锂离子电池的保护
至少要包含:充电电压上限、放电电压下限、及电流上限三项
电池芯爆炸的类形可归纳为外部短路、内部短路、及过充三种
防爆的方式有:过充的防止、外部短路的防止、及提升电芯安全性三方面
手机爆炸频繁的原因解释:手机厂商为提升电池的能量密度,使用了较薄的隔膜,以便在有限的体积中储存更多电能。厚度的降低增大了隔膜的生产难度,易造成质量缺陷,使隔膜不能有效隔离正负极,进而引发电池的短路与爆炸
二次锂电池的优点:
1. 单体电池的工作电压高达3.6v~3.8v 远高于镍氢和镍镉电池的1.2V电压
2. 容量密度大,其容量密度是镍氢电池或镍镉电池的1.5~2.5 倍,或者更高
3. 自放电小,在放置很长时间后其容量损失也很小
4. 寿命长,正常使用其循环寿命可达到500 次以上
5. 没有记忆效应,在充电前不必将剩余电量放空,使用方便
6.安全性能好 聚合物锂电池在结构上采用铝塑软包装,有别于液态电芯的金属外壳,一旦发生安全隐患,液态电芯容易爆炸,而聚合物电芯最多只会气鼓
7.厚度小,能做得更薄 超薄,电池能够组装进信用卡中。普通液态锂电采用先定制外壳,后塞正负极材料的方法,厚度做到3.6mm以下存在技术瓶颈,聚合物电芯则不存在这一问题,厚度可做到1mm以下,符合时下手机需求方向
8.重量轻 采用聚合物电解质的电池无需金属壳来作为保护外包装。聚合物电池重量较同等容量规格的钢壳锂电轻40%,较铝壳电池轻20%
9.容量大 聚合物电池较同等尺寸规格的钢壳电池容量高10~15%,较铝壳电池高5~10%,成为彩屏手机及彩信手机的首选,现在市面上新出的彩屏和彩信手机也大多采用聚合物电芯
10.内阻小 聚合物电芯的内阻较一般液态电芯小,目前国产聚合物电芯的内阻甚至可以做到35mΩ以下,极大的减低了电池的自耗电,延长手机的待机时间,完全可以达到与国际接轨的水平。这种支持大放电电流的聚合物锂电更是遥控模型的理想选择,成为最有希望替代镍氢电池的产品
11.形状可定制 制造商不用局限于标准外形,能够经济地做成合适的大小。聚合物电池可根据客户的需求增加或减少电芯厚度,开发新的电芯型号,价格便宜,开模周期短,有的甚至可以根据手机形状量身定做,以充分利用电池外壳空间,提升电池容量
12.放电特性佳 聚合物电池采用胶体电解质,相比液态电解质,胶体电解质具有平稳的放电特性和更高的放电平台
13.保护板设计简单 由于采用聚合物材料,电芯不起火、不爆炸,电芯本身具有足够的安全性,因此聚合物电池的保护线路设计可考虑省略PTC和保险丝,从而节约电池成本
二次锂电池的缺点
1. 电池成本高,电解质体系提纯困难
2. 需要保护线路控制,过充或者过放都会使电池内部化学物质的可逆性遭到破坏,从而严重影响电池的寿命
锂离子电池放电
放电终止电压:锂离子电池的额定电压为3.6V(有的产品为3.7V),终止放电电压为2.5-2.75V(电池厂给出工作电压范围或给出终止放电电压,各参数略有不同)。电池的放电终止电压不应小于2.5(n是串联的电池数),低于终止放电电压继续放电称为过放,过放会使电池寿命缩短,严重时会导致电池失效。电池不用时,应将电池充电到保有20%的电容量,再进行防潮包装保存,3~6个月检测电压1次,并进行充电,保证电池电压在安全电压值(3V以上)范围内。
放电电流:锂离子电池不适合用作大电流放电,过大电流放电时内部会产生较高的温度而损耗能量,减少放电时间,若电池中无保护元件还会产生过热而损坏电池。因此电池生产工厂给出最大放电电流,在使用中不能超过产品特性表中给出的最大放电电流。
放电温度:不同温度下的放电曲线是不同的。在不同温度下,锂离子电池的放电电压及放电时间也不同,电池应在-20℃到+60℃温度范围内进行放电(工作)。
锂离子电池充电
在使用锂电池中应注意的是,电池放置一段时间后则进入休眠状态,此时容量低于正常值,使用时间亦随之缩短。但锂电池很容易激活,只要经过3—5次正常的充放电循环就可激活电池,恢复正常容量。由于锂电池本身的特性,决定了它几乎没有记忆效应。因此用户手机中的新锂电池在激活过程中,是不需要特别的方法和设备的。
对锂离子电池充电,应使用专用的锂离子电池充电器。锂离子电池充电采用 “恒流/恒压”方式,先恒流充电,到接近终止电压时改为恒压充电。如一种800mA.h容量的电池,其终止充电电压为4.2V。电池以800mA(充电率为1C)恒流充电,开始时电池电压以较大的斜率上升,当电池电压接近4.2V时,改成4.2V恒压充电,锂电池电流渐降,电压变化不大,到充电电流降为1/10C(约80mA)时,认为接近充满,可以终止充电(有的充电器到10C后启动定时器,过一定时间后结束充电)。不能用充镍镉电池的充电器(充三节镍镉电池的)来充锂离子电池(虽然额定电压一样,都是3.6V),由于充电方式不同,容易造成过充。
充电电压:充满电时的终止充电电压与电池负极材料有关,焦炭为4.1V,而石墨为4.2V,一般称为4.1V锂离子电池及4.2V锂离子电池。在充电时应注意4.1V的电池不能用4.2V的充电器充电,否则会有过充危险(4.1V与4.2V的充电器所用的充电器IC不同)。锂离子电池对充电的要求是很高的,它要求精密的充电电路以保证充电的安全。终止充电电压精度允差为额定值的±1%(例如,充4.2V的锂离子电池,其允差为±0.042V),过压充电会造成锂离子电池永久性损坏
充电电流:锂离子电池充电电流应根据电池生产厂的建议,并要求有限流电路以免发生过流(过热)。一般常用的充电率为0.25~1C,推荐的充电电流为0.5C(C是电池的容量,如标称容量1500mA.h的电池,充电电流0.5*1500=750mA)。在大电流充电时往往要检测电池温度,以防止因过热而损坏电池或产生爆炸
充电温度:对电池充电时,其环境温度不能超过产品特性表中所列的温度范围。电池应在0~45℃温度范围内进行充电,远离高温(高于60℃)和低温(-20℃)环境
锂离子电池在充电或放电过程中若发生过充、过放或过流时,会造成电池的损坏或降低使用寿命。为此开发出各种保护元件及由保护IC组成的保护电路,它安装在电池或电池组中,使电池获得完善的保护。但是在使用中应尽可能防止过充电及过放电。例如,手机电池在充电过程中,快充满时应及时与充电器进行分离。放电深度浅时,循环寿命会明显提高。因此在使用时,不要等到手机上出现电池不足的信号时才去充电,更不要在出现此信号时继续使用,尽管出现此信号时还有一部分残余容量可供使用
电池的国内主要生产厂商有 欣旺达、德赛 比亚迪 宁德时代 东风沃特玛 力神 中航 国轩 比克 光宇 飞毛腿 亿伟
国外的生产厂商主要有索尼、LG、ATL、三星SDI