锂离子电池原理图

所谓锂离子电池是指分别用二个能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的
化合物作为正负极构成的二次电池。人们将这种靠锂离子在正负极之
间的转移来完成电池充放电工作的独特机理的锂离子电池形象地称
为“摇椅式电池”,俗称“锂电”。
锂离子电池的内部结构如下图所示:
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srte电池由正极锂化合物、中间的电解质膜及负极碳组成。
◎当电池充电时,锂离子从正极中脱嵌,在负极中嵌入,放电时反之。一般采用嵌锂过渡金属氧化物做正极,如LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4。
◎做为负极的材料则选择电位尽可能接近锂电位的可嵌入锂化合物,如各种碳材料包括天然石墨、合成石墨、碳纤维、中间相小球碳素等和金属氧化物,包括SnO、SnO2、锡复合氧化物SnBxPyOz等。
◎电解质采用LiPF6的乙烯碳酸脂(EC)、丙烯碳酸脂(PC)和低粘度二乙基碳酸脂(DEC)等烷基碳酸脂搭配的高分子材料。
◎隔膜采用聚烯微多孔膜如PE、PP或它们复合膜,采用PP/PE/PP三层隔膜优点是熔点较低,具有较高的抗穿刺强度,起到了过热保险作用。
◎外壳采用钢或铝材料,具有防爆的功能。
锂离子电池的额定电压为3.6V。电池充满时的电压(称为终止充电电压)一般为4.2V;锂离子电池终止放电电压为2.75V。如果锂离子电池在使用过程中电压已降到2.75V后还继续使用,则称为过放电,对电池有损害。
锂电池充电原理:
锂离子电池充电原理图:
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其中:Iconst:恒流充电电流;
Ipre:预充电电流;
Ifull:充满判断电流;
Vconst:恒压充电电压;=微生物添加剂
瓶花木Vmin:预充结束电压及短路判断电压
锂离子电池比较骄贵。如果不满足其充电及使用要求,很容易出现爆炸,寿命下降等现象。因为锂离子电池对温度、过压、过流及过放电很敏感,所以所有的电池内部均集成了热敏电阻(监控充电温度)及防过压、过流、过放电保护电路。
图一为标准锂离子电池充电原理曲线,锂离子电池的充电过程分三个阶段:预充电阶段;恒流充电阶段;恒压充电阶段。
预充电阶段是在电池电压低于3V时,电池不能承受大电流的充电。这时有必要以小电流对电池进行浮充;当电池电压达到3V时,电池可以承受大电流的充电了。这时应以恒定的大电流充电。以使锂离子快速均匀转移,这个电流值越大,对电池的充满及寿命越有利;当电池电压达到4.2V时,达到了电池承受电压的极限。这时应以4.2V的电压恒压充电。这时充电电流逐渐降低。当充电电流小于30mA时,电池即充满了。这时要停止充电。否则,电池因过充而降低寿命。恒压充电阶段要求电压控制精度为1%。依国家标准,锂离子电池要能在1C
的充电电流下,可以循环充放电500次以上。依一般的电池使用三天一充。这样电池的寿命应在4年。
但用户在使用电池的时候往往发现,原装电池在使用1年,甚到半年左右的时间就报废了,这是因为简单的充电方式惹得祸。下面将以最简单的充电原理分析一下为什么会对锂电池有损害:
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图二为恒压式充电原理图。由图看出:
当没电的电池插在这种充电器上时,充电器即以最大的电流为电池充电。如果在锂离子电池最虚弱的低压时(低于2.5V)就以大电流冲击,将会严重损害电池的寿命。
另外,这类的充电器均为直接市电220V接入,转换为5V的低压直流。因为转换效率低下,会产生大量的热。热量直接叠加在了电池上,使电池温度过高,这对电池有很大损害
第一节 锂离子电池的基本知识
一般而言,锂离子电池有三部分构成:
1.锂离子电芯
2.保护电路(PCM)
3.外壳即胶壳
电池的分类声音定位系统
从锂离子电池与手机配合情况来看,一般分为外置电池和内置电池,这种叫法很容易理解,外置电池就是直接装在手上背面,如: MOTOROLA 191,SAMSUNG 系列等;而内置电池就是装入手机后,还另有一个外壳把其扣在手机电池内,如:MOTOROLA998,8088,NOKIA的大部分机型
1.外置电池
外置电池的封装形式有超声波焊接和卡扣两种:
pstang1.1超声波焊接
外壳
这种封装形式的电池外壳均有底面壳之分,材料一般为ABS+PC料,面壳一般喷油处理,代表型号有 :MOTOROLA 191,SAMSUNG 系列,原装电池的外壳经喷油处理后长期使用一般不会磨花,而一些品牌电池或水货电池用上几天外壳喷油就开始脱落了.其原因为:手机电池的外壳较便宜,而喷油处理的成本一般为外壳的几倍(好一点的),这样处理一般有三道工序:喷光油(打底),喷油(形成颜),再喷亮油(顺序应该是这样的,如果我没记错的话),而一些厂商为了降低成本就省去了第一和第三道工序,这样成本就很低了.
超声波焊塑机
其作用为:
行业内比较好的国产超声波焊塑机应该是深圳科威信机电公司生产的.
焊接
有了好的超声波焊塑机不够的,是否能够焊接OK,还与外壳的材料和焊塑机参数设置有很大关系,外壳方面主要与生产厂家的水口料掺杂情况有关,而参数设置则需自己摸索,由于涉及到公司一些技术资料,在这里不便多讲.
矩阵干扰1.2卡扣式
卡扣式电池的原理为底面壳设计时形成卡扣式,其一般为一次性,如果卡好后用户强行折开的话,就无法复原,不过这对于生产厂家来讲不是很大的难度(卡好后再折开),其代表型号有:爱立信788,MOTOROLA V66.
2.内置电池
内置电池的封形式也有两种,超声波焊接和包标(使用商标将电池全部包起)
超声波焊接的电池主要有:NOKIA 8210,8250,8310,7210等. 包标的电池就很多了,如前两年很浒的MOTO998 ,8088了. 第二节锂离子电芯的基本知识
锂离子电芯是一种新型的电池能源,它不含金属锂,在充放电过程中,只有锂离子在正负极间往来运动,电极和电解质不参与反应。锂离子电芯的能量容量密度可以达到300Wh/L,重量容量密度可以达到125Wh/L。
一、电芯原理
锂离子电芯的反应机理是随着充放电的进行,锂离子在正负极之间嵌入脱出,往返穿梭电芯内部而没有金属锂的存在,因此锂离子电芯更加安全稳定。其反应示意图及基本反应式如下所示:
二、电芯的构造
电芯的正极是LiCoO2加导电剂和粘合剂,涂在铝箔上形成正极板,负极是层状石墨加导电剂及粘合剂涂在铜箔基带上,目前比较先进的负极层状石墨颗粒已采用纳米碳。
根据上述的反应机理,正极采用LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O2,其中LiCoO2本是一种层结构很稳定的晶型,但当从LiCoO2拿走XLi后,其结构可能发生变化,但是否发生变化取决于X的大小。通过研究发现当X>0.5时Li1-XCoO2的结构表现为极其不稳定,会发生晶型瘫塌,其外部表现为电芯的压倒终结。所以电芯在使用过程中应通过限制充电电压来控制

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