设为首页收藏本站

科技网

科技网 门户 新能源 燃料电池 查看内容

电池基本常识100问答

2018-4-21 21:36| 发布者: dymodel| 查看: 124| 评论: 0|原作者: dymodel

摘要: 培训资料:电池基本常识100问答  1、 一次电池与充电(二次)电池有何区别?  电池内部的电化学性,决定该类型的电池是否可重複充电。  既然一次电池仅做一次性放电,其内部结构简单得多且不需要支援重複充电这种 ...
培训资料:电池基本常识100问答
  1、 一次电池与充电(二次)电池有何区别?
  电池内部的电化学性,决定该类型的电池是否可重複充电。
  既然一次电池仅做一次性放电,其内部结构简单得多且不需要支援重複充电这种变化。这种电池也可称为一次电池或蓄电池。
  因此,不可将一次电池拿来充电,这种做法很危险也很不经济。
  如果需要反复使用,应有尽有选择真正的迴圈次数在1000次左右的充电电池。
  根据其电化学成分及电极的结构可知,真正的可充电电池的内部结构间所发生反应是可逆的。
  理论上,此种可逆性是不会受迴圈次数的影响,既然充放电会在电极体积和结构上引起可逆的变化,那麽可充电电池的内部设计必须支持这种变化。
  2、 一次电池与二次电池还有其他区别吗?
  另一明显的区别就是其能量和负载能力,以及自放电率。
  二次电池能量远比一次电池高,然而他们的负载能力相对要小。
  3、 可充电携带型电池的优缺点是什麽?
  充电电池寿命较长,部分充电电池迴圈(循环)寿命可达1000次以上。
  虽然充电电池价格比乾电池贵,但如经常使用,仍是比较划算的。
  充电电池的容量比同规格的硷锰电池或锌碳电池低,例如,他们放电较快。
  另一缺点是由于他们 几近恆定的放电电压,很难预测放电何时结束。
  当放电结束时,电池电压会突然降低。假如在照相机上使用,突然电池放完了电,就不得不终止。
  但另一方面而言,可充电电池能提供的容量比大部分一次电池高。
  但Li-ion(锂离子)电池却可被广泛地用照相器材中,因为它容量高,能量密度大,以及随放电深度的增加而逐渐降低的放电电压。
  补充说明 : 锂铁电池因其持续大电流放电的特性,更适合运用在照相器材中。
  4、 充电电池如何实现其能量转换?
  每种电池都具有电化学转换的能力,也就是将储存的化学能直接转换成电能。
  就二次电子(也叫蓄电池)而言(也可称做可充电便携式电池),在放电过程中,是将化学能转换成电能;而在充电过程中,又将电能重新转换成化学能。这样的过程根据电化学系统不同,一般可充放电500次以上。
  Li-ion是一种新型的可充电携带型电池。其额定电压为3.6V,它的放电电压会随放电的深度逐渐衰退,不象其他充电电池一样,在放电末,电压突然降低。
  补充说明 : 锂铁电池其额定电压为3.3V,一般可充放电1000次以上。
  5、 什麽是Li-ion电池?
  Li-ion是锂电池发展而来。所以在介绍Li-ion之前,先介绍锂电池。
  例如 : 以前照相机里用的扣式电池就属于锂电池。
  锂电池的正极材料是锂金属,负极是碳。
  当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极。
  而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中。嵌入的锂离子越多,充电容量越高。
  依此类推,当对电池进行放电时(就是我们使用电池的过程),嵌在负极碳层中的锂离子脱出, 又运动回正极。回正极的锂离子越多,放电容量越高。
  我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。
  在Li-ion的充放电过程中,锂离子处于从正极→负极→正极的运动状态。
  Li-ion就像一把摇椅,摇椅的两端为电池的两极,而锂离子就象运动员一样在摇椅来回奔跑。所以Li-ion又叫摇椅式电池。
  6、Li-ion电池有哪几部分组成?
  1)电池上下盖      。
  2)正极——活性物质为氧化锂钴等。
  3)隔膜——一种特殊的複合膜。
  4)负极——活性物质为碳。
  5)有机电解液。
  6)电池壳(分为钢壳和铝壳两种)。
  7、Li-ion电池有哪些优点?哪些缺点?
  Li-ion具有以下优点:
  1)单体电池的工作电压高达3.6-3.8V:
  2) 比能量大。目前能达到的实际比能量为100-115Wh/kg和240-253Wh/L(2倍于Nl-Cd,1.5倍于Ni-MH),未来随着技术发展,比能量可高达150Wh/kg和400 Wh/L。
  3)迴圈寿命长,一般均可达到500次以上。
  4)安全性能好,无公害,无记忆效应。
  A 作为Li-ion前身的锂电池,因金属锂易形成枝晶发生短路,缩减了其应用领域。
  B  Li-ion中不含镉、铅、汞等对环境有污染的元素。
  C 部分工艺(如烧结式)的Ni-Cd电池存在的一大弊病为“记忆效应”,限制了电池的使用。但Li-ion根本不存在这方面的问题。
  5)自放电小。
  室温下充满电的Li-ion储存1个月后的自放电率为10%左右,大大低于Ni-Cd的25-30%,Ni、MH的30-35%。Li-ion也存在着一定的缺点,如:
  A 电池成本较高。主要表现在LiCoO2的价格高(Co的资源较小),电解质体系提纯困难。
  B 不能大电流放电。由于有机电解质体系等原因,电池内阻相对其他类电池大。故要求较小的放电电流密度,一般放电电流在0.5C以下,只适合于中小电流的电器使用。
  C 需要保护线路控制 :
  a)、 过充保护:电池过充将破坏正极结构而影响性能和寿命;同时过充电使电解液分解,内部压力过高而导致漏液等问题;故必须在4.1V-4.2V的恒压下充电。
  b)、 过放保护:过放会导致活性物质的恢复困难,故也需要有保护线路控制。
  补充说明 : 锂铁电池成本将更具有有优势,甚至将来可与铅酸电池相抗衡。其持续大电流放电的特性甚至可达20C以上。并且保护机制相对更为简单。
  8、什麽是锂离子製造过程?
  1) 配料 : 使用专门的溶液和粘接剂分别与粉末状的正负极活性物质溷合,经高速搅拌均匀后,製成浆状的正负极物质。
  2) 涂膜 : 将製成的浆料均匀地涂覆在金属箔的表面,烘乾,分别製成正、负极极片。
  3) 装配 : 按正极片——隔膜——负极片——隔膜自上而下的 顺序放好,经捲绕製成电池极芯,在经注入电解液、封口等工艺过程,即完成电池装配过程,製成成品电池。
  4) 化成  : 使用专用的电池充放电设备对成品电池进行充放电测试,对每一隻电池都进行检测。筛选出合格的成品电池,待出厂。
  9、锂离子安全特性是如何实现的?
  为了确保Li-ion安全可靠的使用,专家们进行了非常严格、周密的电池安全性能设计,以达到电池安全考核指标。
  1) 隔膜135℃自动关断保护 :
  採用国际先进的三层複合膜 ( 如Celgars2300PE-PP-PE )。在电池升温达到120℃的情况下,PE複合膜两侧的膜孔闭合,电池内阻增大,电池内部升温减缓,电池升温达到135℃时,PP膜孔闭合,电池内部断路,电池不再升温,确保电池安全可靠。
  2) 在电解液中加入添加剂 :
  在电池过充,电池电压高于4.2V的条件下,电解液添加剂与电解液中其他物质聚合,电池内阻大幅度增加,电池内部形成大面积断路,电池不再升温。
  3) 电池盖複合结构 :
  电池盖採用刻痕防爆球结构,电池升温时,电池内部活化过程中所产生的部分气体膨胀,电池内压加大,压力达到一定程度刻痕破裂、放气。
  4) 各种环境滥用测试 :
  进行各项滥用实验,如外部短路、过充、针刺、冲击、焚烧等,考察电池安全性能。同时对电池进行温度冲击实验和振动、跌落、冲击等力学性能实验,考察电池在实际使用环境的性能情况。
  补充说明 : 由于锂铁电池本身化学性质稳定,是最安全的电池。
  10、什麽充电限制电压?额定容量?额定电压?终止电压?
  A、充电限制电压 : 按生产厂家规定,电池由恆流充电转入恆压充电时的电压值。
  B、额定容量 : 生产厂家标明的电池容量,指电池在环境温度为20℃±5℃条件下,以5h率放电至终止电压时所应提供的电量,用C5表示,单位为Ah(安培小时)或mAh(毫安培小时)。
  C、标称电压 : 用以表示电池电压的近似值。
  D、终止电压 : 规定放电终止时电池的负载电压,其值为n*2.75V(锂离子单体电池的串联只数用“n”表示)。



鲜花

握手

雷人

路过

鸡蛋

辽公网安备 21100402204006号|科技网 ( 辽ICP备07501385号-1   

GMT+8, 2019-7-19 22:56

Powered by tech-domain X3.4 Licensed

© 2001-2017 Comsenz Inc.

返回顶部