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聚合物鋰離子電池充放電的問題 |
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| 發(fā)布時(shí)間：2011-12-14 23:53:39 資訊來源：鉅大電子聚合物事業(yè)部 點(diǎn)擊次數(shù)： |
聚合物鋰離子電池是眼前使用最為寬泛的可再次充氣式電池，它依據(jù)沒有同的電子貨物的請求能夠做出扁平長方形、圓柱形、長方形及扣式，能夠單節(jié)電池運(yùn)用于低功率使用，也能夠?qū)⒍喙?jié)電池停止串串聯(lián)結(jié)合失去更高電壓與定量，用來電開工具與筆記型電腦。聚合物鋰離子電池中的電解液能夠是凝膠體、聚合物(鋰離子/鋰聚合物電池)、或者凝膠體與聚合物的混合物。由于眼前尚未發(fā)覺可以正在室溫環(huán)境下無效運(yùn)送鋰離子的聚合物，因?yàn)榇笊贁?shù)的鋰離子/ 鋰聚合物電池實(shí)踐上是聯(lián)合凝膠體和聚合物的混合型電池。聚合物鋰離子電池有別于正常的化學(xué)電池，其充尖端放電任務(wù)進(jìn)程是經(jīng)過電池正陰極中鋰離子的嵌入和脫嵌來完成的，當(dāng)對于電池停止充氣時(shí)，電池的陽極上有鋰離子生成，生成的鋰離子通過電解液挪動(dòng)到陰極。而作為陰極的碳呈層狀構(gòu)造，它有很多微孔，到達(dá)陰極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子電池越多，充氣定量越高。異樣，當(dāng)對于電池停止尖端放電時(shí)，嵌正在陰極碳層中的鋰離子脫出，又挪動(dòng)回陽極�；仃枠O的鋰離子越多，尖端放電定量越高。咱們一般所說的電池定量指的就是尖端放電定量。正在充尖端放電進(jìn)程中，鋰離子在于從陽極到陰極到陽極的重復(fù)活動(dòng)形態(tài)。
因?yàn)榫酆衔镤囯x子電池中運(yùn)用的是離子形態(tài)的鋰而非非金屬鋰，風(fēng)險(xiǎn)性低，保險(xiǎn)性高。電池特點(diǎn)電池的功能參數(shù)次要有自動(dòng)勢、定量、比能量和電阻。自動(dòng)勢等于部門準(zhǔn)時(shí)電荷由陰極經(jīng)過電池外部移到陽極時(shí)，電池非靜風(fēng)力(化學(xué)力)所做的功。自動(dòng)勢起源于柵極資料的化學(xué)本質(zhì)，與電池的大小有關(guān)。電池所能輸入的總點(diǎn)電荷量為電池的定量，一般用安培時(shí)辰作部門。正在電池反響中，每公斤反響精神所發(fā)生的動(dòng)能稱為電池的實(shí)踐比能量。叫做比能量指的是部門分量或者部門容積中所貯存的能量，以Wh/kg或者Wh/L來示意。Wh是能量的部門，W是瓦、h是時(shí)辰；kg是千克(分量部門)，L是升(容積部門)。電池的實(shí)踐比能量要比實(shí)踐比能量小。由于電池中的反響物并沒有全按電池反響停止，同聲電池電抗也會(huì)惹起電壓降。另一范圍，直流電流過電池的截面積越大，其電抗越小。聚合物鋰離子電池的最大特性是比能量高，現(xiàn)今的聚合物鋰離子電池技能可到達(dá)比能量為80~120 wh/kg，而保守鉛酸電池的比能量僅為30~40 wh/kg，因而聚合物鋰離子電池能夠以較小容積貯存更高能量，無助于于講求輕浮貧乏的言論電子安裝與請求高牽引力的自動(dòng)車使用。以次亦列出聚合物鋰離子電池的多少項(xiàng)特性：高定量：聚合物鋰離子電池的分量是相反定量的鎳鎘或者鎳氫電池的一半，容積是鎳鎘的20-30%，鎳氫的35-50%。高電壓 ：一度聚合物鋰離子電池單體的任務(wù)電壓為3.7V(標(biāo)稱值)，相等于三個(gè)并聯(lián)的鎳鎘或者鎳氫電池。高穩(wěn)固：因?yàn)闆]有含非金屬鋰，風(fēng)險(xiǎn)性低，因此沒有受鐵鳥運(yùn)載對于于制止正在客機(jī)照顧規(guī)則的制約。短命命：可充氣聚合物鋰離子電池充氣全滿時(shí)、電壓約為4.2伏特，尖端放電時(shí)電壓會(huì)降落、但沒有宜低于約2.5伏特，銷毀電壓或者出界電壓約為3.6至3.7 伏特。運(yùn)用壽數(shù)次要要害為充氣位數(shù)，優(yōu)質(zhì)的可充氣聚合物鋰離子電池約有500次之上的壽數(shù)(由2.5伏特充氣至4.2伏特算一次)，且集合物鋰離子電池沒有具有回憶效應(yīng)�？旖莩錃猓哼\(yùn)用額外電壓為4.2V的定電壓/定直流電充氣料，能夠使聚合物鋰離子電池正在1~2.5個(gè)時(shí)辰內(nèi)就充溢電。但須留意假如充氣電壓超越4.3伏特之上，有作響的風(fēng)險(xiǎn)。電池電抬高于2.0伏特，則聚合物鋰離子電池?fù)p毀，無奈再運(yùn)用或者充氣。電池充氣形式由之上能夠曉得，聚合物鋰離子電池固然存正在高定量與短命命的劣勢，然而正在充尖端放電范圍則需尤其留意，因而一切可充氣聚合物鋰離子電池都需求配置其“充尖端放電治理 IC”，用以制約充氣及尖端放電電壓，以確保沒有超越保險(xiǎn)電壓致電池作響，當(dāng)電池電抬高于2.5V切斷輸入，防止電池壽數(shù)延長。除多數(shù)規(guī)范品之外，少數(shù)聚合物鋰離子電池容積外型各異，以實(shí)踐使用為主，定量規(guī)格也沒有盡相反，因而充氣直流電由各打造廠商自行設(shè)想標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)直流電大小而有叫做快充或者慢充形式；然大直流電的充氣形式一般有損運(yùn)用壽數(shù)。固然電池組中已蘊(yùn)含有充氣治理IC，但此僅作為電池作響或者預(yù)防熄滅的最低掩護(hù)措施，而非畸形的運(yùn)用形式，為充足到達(dá)電池的壽數(shù)與頻率，充氣料的設(shè)想仍需離此一上上限甚遠(yuǎn)。除非過尖端放電之外，聚合物鋰離子電池也沒有適宜用作大電放逐電，大電放逐電時(shí)會(huì)升高尖端放電工夫(外部會(huì)發(fā)生較高的量度而消耗能量)。因而電池打造牌子準(zhǔn)該貨物最大尖端放電直流電，正在運(yùn)用中應(yīng)小于最大尖端放電直流電。聚合物鋰離子電池對于充氣質(zhì)量的請求很高，需求精細(xì)的充氣通路以保障充氣的保險(xiǎn)，特別請求停止充氣電壓精密度正在額外值的 1%之內(nèi)(相似:充4.2V的聚合物鋰離子電池，其允差為±0.042V)過壓充動(dòng)能夠?qū)τ诰酆衔镤囯x子電池形成永遠(yuǎn)性保護(hù)，重大者招致電池作響；聚合物鋰離子電池的充氣直流電應(yīng)依據(jù)電池打造廠的標(biāo)準(zhǔn)選用。固然某些電池充氣直流電標(biāo)稱可達(dá)2C(C是電池的定量，標(biāo)示如1000mAh，1C充氣率即充氣直流電為1A)，但高充氣直流電會(huì)升高電池壽數(shù)，因而正常罕用的充氣率為0.25C～1C。因充氣進(jìn)程的電化學(xué)反響會(huì)發(fā)生熱，有定然的能量喪失；此外聚合物鋰離子電池充氣并非全副采納定直流電充氣，再有定電壓形式充氣，因?yàn)閷?shí)踐充氣工夫約為2.5時(shí)辰內(nèi)外；聚合物鋰離子電池充氣的量度正在0℃~ 60℃范疇。假如充氣直流電過常會(huì)發(fā)生溫渡過高，沒有只會(huì)保護(hù)電池并能夠惹起作響。因而正在大直流電充氣時(shí)，需求對于電池停止量度檢測，況且正在超越設(shè)定充氣量度時(shí)能中止充氣以保障保險(xiǎn)。此外，充氣料通路中有設(shè)定的限流電阻，保障充氣直流電沒有超越設(shè)定的制約直流電。
眼前聚合物鋰離子電池的充氣料常采納三段充氣法，即預(yù)充氣形式(Pre-Charging Mode)、定直流電充氣(Fast Charging Mode)、定電壓充氣形式(Constant Voltage Mode)。聚合物鋰離子電池停止尖端放電電壓為2.5V。設(shè)想完美的充氣料可對于過放的電池停止援救修補(bǔ)，即正在正式充氣行進(jìn)行預(yù)解決。于充氣前先檢測電池的電壓：若電池電壓大于 3V，則按畸形形式充氣；若電池電抬高于3V，則以小直流電(約為10%的定直流電形式充氣直流電)充氣稱之為預(yù)充氣形式，讓在于深淺尖端放電形態(tài)下而溶化的鈍化膜停止復(fù)原。于是，當(dāng)電池適度尖端放電時(shí)，還能夠釋出全體銅非金屬正在正極形成短路，這時(shí)若以高直流電停止脅迫充氣就會(huì)招致電池過熱，而預(yù)充氣階段則能防止這種景象發(fā)作。等充到3V后再按畸形定直流電形式充氣。當(dāng)電池電壓大于3V，則按畸形形式充氣的充氣特點(diǎn)如圖1所示(以4.2V聚合物鋰離子電池為例)。開端以設(shè)定的定直流電形式充氣，這時(shí)電池電壓以較快的斜率下降，隨著電池風(fēng)力貯存的增多，電池電壓下降斜率會(huì)逐漸升高，下降到瀕臨 4.2V 時(shí)，定直流電充氣階段終了。充氣料改以 4.2V定電壓充氣，正在定電壓階段充氣時(shí)，電壓簡直沒有變，但充氣直流電延續(xù)降落。當(dāng)充氣直流電降到某一值時(shí)，激活定計(jì)器，經(jīng)一段計(jì)數(shù)定計(jì)截止后，終了充氣，實(shí)現(xiàn)充氣順序。 |
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