锂电池基础知识

(一)锂电池的构成
锂电池主要由两大块构成,电芯和保护板PCM(动力电池一般称为电池管理系统BMS),电芯相当于锂电池的心脏,管理系统相当于锂电池的大脑。
电芯主要由正极材料、负极材料、电解液、隔膜和外壳构成,而保护板主要由保护芯片(或管理芯片)、MOS管、电阻、电容和PCB板等构成。
锂电池的产业链结构如下图:
电芯的构成如下面两图所示:
锂电池的PACK的构成如下图所示:
(二)锂电池优缺点
锂电池的优点很多,电压平台高,能量密度大(重量轻、体积小),使用寿命长,环保。芯片破解
锂电池的缺点就是,价格相对高,温度范围相对窄,有一定的安全隐患(需加保护系统)。
(三)锂电池分类
锂电池可以分成两个大类:一次性不可充电电池和二次充电电池(又称为蓄电池)。
不可充电电池如锂二氧化锰电池、锂-亚硫酰胺电池。
二次充电电池又可以分为下面根据不同的情况分类。
1.按外型分:方形锂电池(如普通手机电池)和圆柱形锂电池(如电动工具的18650);2.按外包材料分:铝壳锂电池,钢壳锂电池,软包电池;
3.按正极材料分:钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2O4)、三元锂(LiNi x Co y Mn z O2)、磷酸铁锂(LiFePO4);
4.按电解液状态分:锂离子电池(LIB)和聚合物电池(PLB);
5.按用途分:普通电池和动力电池。
6.按性能特性分:高容量电池、高倍率电池、高温电池、低温电池等。
(四)常用术语解释
CCSVC
1. 容量(Capacity)
水泥电阻器指一定的放电条件下可以从电池锂获得的电量。
我们在高中学物理是知道,电量的公式为Q=I*t,单位为库伦,电池的容量单位规定为Ah (安时)或mAh(毫安时)。意思是1AH的电池在充满电的情况下用1A的电流放电可以放1个小时。
以前的NOKIA的老手机的电池(像BL-5C)一般是500mAh,现在的智能手机电池800~1900mAh,电动自行车一般都是10~20Ah,电动汽车一般都是20~200Ah等。
镀镍钢带
2. 充放电倍率(Charge-Rate/Discharge-Rate)
表示以多大的电流充电、放电,一般以电池的标称容量的倍数为计算,一般称为几C。
像容量1500mAh的电池,规定1C=1500mAh,如果以2C放电也就是以3000mA的电流放电,0.1C充放电就是以150mA的电流充放电。
3. 电压(OCV: Open Circuit Voltage)
电池的电压一般指锂电池的标称电压(也叫额定电压)。普通锂电池的标称电压一般为3.7V,我们也称其电压平台为3.7V。我们说的电压一般指的是电池的开路电压。
张力控制
当电池20~80%的容量时,电压集中在3.7V左右(3.6~3.9V左右),容量太高或太低,电压变化较大。
4. 能量(Energy)/功率(Power)
瞬时速度中心电池以一定的标准放电,电池所能放出的能量(E),单位为Wh(瓦时)或KWh(千瓦时),另外1KWh=1度电。
物理书上有基本概念,E=U*I*t,也等于电池电压乘以电池的容量。
而功率的公式为,P=U*I=E/t,表示单位时间能够释放的能量。单位为W(瓦)或KW(千瓦)。
像容量为1500mAh的电池,标称的电压一般为3.7V,故对应的能量为5.55Wh。
5. 内阻(Resistance)
由于充放电时不能等效为一个理想的电源,有一定的内阻。内阻是要消耗能量的,当然内阻越小越好。
电池内阻单位用毫欧(mΩ)。
一般电池的内阻由欧姆内阻和极化内阻组成,内阻的大小受电池的材料、制造工艺,还有电池的结构的影响。
6. 循环寿命(Cycle Life)
电池充电和放电一次就称为一个循环,循环使用寿命是衡量电池寿命性能的一个重要指标。
IEC标准规定手机锂电池,0.2C放电至3.0V,1C充电至4.2 V,反复循环500次后电池容量应保持为初始容量的60%以上。也就是说锂电池的循环寿命为500次。
国标规定,循环寿命300次后,容量应保持初始容量的70%。
电池容量低于初始容量的60%一般要考虑报废处理了。
7. 放电深度(DOD: Depth of Discharger)
定义为电池放出的容量占额定容量的百分比。
锂电池一般放电深度越深,电池寿命越短。
8. 终止电压(Cut-Off Voltage)
终止电压分为充电终止电压和放电终止电压,也就是说电池不能继续充电或放电的电压,在终止电压下再继续充电或放电对电池的寿命影响很大。

本文发布于:2024-09-24 12:20:43,感谢您对本站的认可!

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