鉅大LARGE | 點擊量:1062次 | 2019年12月30日
聚合物鋰電池充電方式有哪些?如何解決鋰離子電池的安全問題?
鋰聚合物電池是采用聚合物作電極和電解質(zhì)材料的一種電池,根據(jù)電池正負(fù)極采用材料的不同,它又有許多不同類型的聚合物電池。
鋰聚合物電池?fù)碛懈吣芰棵芏?、可小型和薄型化、輕量化、高安全性及低成本,鋰聚合物電池在其構(gòu)造中至少有一項或一項以上使用聚合物材料作為主電池系統(tǒng)。
在形狀方面,鋰聚合物電池具有可薄形化、可任意面積化和可任意形狀化等多項優(yōu)點:一是負(fù)極材料碳,不僅來源廣泛,還可以使電池得到高速放電效果;二是由于鋰離子嵌入碳中,從而解決鋰離子電池不大安全的問題;三是綜合性能好,充電速度快。
鋰離子聚合物電池外形具高可塑性,且超輕,超薄,高容量,無漏液且高安全性,同時無鉛,無汞,無鎘等有毒元素,是真正的環(huán)保電池,對環(huán)境不會帶來任何污染。
聚合物電池采用膠體電解質(zhì),具有平穩(wěn)的放電特性和更高的放電平臺。并具備高功率的承受力,即使大功率充放,高頻度使用,都可快速完成充電過程,完全無記憶效應(yīng),電池的充放電效率都在99.8%荷電保持能力強(qiáng),月荷電保持率大于95%。具備最優(yōu)良的內(nèi)部一致性,保證每次充放過程的一致性,確保電池最長的整體壽命。
聚合物鋰電池在結(jié)構(gòu)上采用鋁塑軟包裝,,一旦發(fā)生安全隱患,聚合物電芯只會氣鼓。在安全性能上應(yīng)該滿足以下條件:
(1)短路:不起火,不爆炸
(2)過充電:不起火,不爆炸
(3)熱箱試驗:不起火,不爆炸(150℃恒溫10min)
(4)針剌:不爆炸(用Ф3mm釘穿透電池)
(5)平板沖擊:不起火,不爆炸(10kg重物自1M高處砸向電池)
(6)焚燒:不爆炸(煤氣火焰燒烤電池)
聚合物鋰電池充電方式:
目前聚合物鋰電池的充電方式一般采用恒流恒壓充電:電池首先以恒流充電CC,當(dāng)電池電壓升高至一定值(4.2V)時,電壓保持不變CV,電路中電流降至很小,最終趨于0。
聚合物鋰電池電化學(xué)原理:
聚合物鋰離子電池是指Li+嵌入化合物為正、負(fù)極的二次電池。正極采用鋰化合物L(fēng)iCoO2,LiNiO2或LiMn2O4,負(fù)極采用鋰碳層間化合物L(fēng)ixC6,典型的電池體系為:
(-)C|LiPF6EC+DEC|LiCoO2(+)
正極反應(yīng):LiCoO2=Li1-xCoO2+xLi++xe------------(2.1)
負(fù)極反應(yīng):6C+xLi++xe-=LixC6-----------(2.2)
電池總反應(yīng):LiCoO2+6C=Li1-xCoO2+LixC6-----------(2.3)
聚合物鋰電池過充電之后果
聚合物鋰電池不能進(jìn)行過充電,如發(fā)生過充電對電池的性能影響很大,負(fù)極會發(fā)生金屬鋰沉積,從而可能引起電池爆炸或起火,同時電解液中的溶劑發(fā)生分解,導(dǎo)致電池性能嚴(yán)重破壞。
聚合物鋰電池充電電壓值選擇:
目前,商品化的鋰電池所采用的正極材料、負(fù)極材料及電解液的電化學(xué)窗口基本都在4.5V以上,也就是說,當(dāng)電池充電電壓達(dá)到4.5V時電池還是比較穩(wěn)定的。但如果電池充電電壓過低(如低于4.15V),會嚴(yán)重影響電池的充電量,如電池充電電壓若控制在4.13V,電池充入的電量約為電池容量的60-80%,極大地影響了電池性能的發(fā)揮。
其實電池的充電電壓與電池的體系有關(guān),與電池的放電倍率沒有關(guān)系。
使用注意條例:
一、禁止尖銳部件碰撞電池;
二、禁止電池與金屬物一起運輸或儲存;
三、禁止拋棄、墜落、沖擊、彎曲電池,禁止用錘子敲擊或踩踏電池;
四、禁止用金屬物如電線直接短路連接電池的正、負(fù)極;
五、禁止電池的正極或負(fù)極與電芯的外包裝鋁塑膜材料的鋁層相短路;
六、禁止在任何情況下拆卸電芯;
七、禁止將電池侵入水中或海水中,電芯不能受潮;
八、禁止在熱源旁(如水、加熱器等)使用或放置電池;
九、禁止將電池加熱或丟入水中;
十、禁止直接焊接電池;
十一、禁止在火旁或很熱的地方給電池充電;
十二、禁止將電池放入微波爐或高壓容器內(nèi);
十三、禁止在高溫下(如強(qiáng)陽光或很熱的汽車?yán)铮╅L期使用或許放置電池,否則會引起電池過熱、起火或者功能衰退、壽命減少;
十四、如有電解液泄漏而接觸到皮膚或者其它的部位,應(yīng)立即用清水沖洗,電解液接觸到眼睛立即用清水沖洗后就近就醫(yī);
十五、禁止使用已經(jīng)損壞的電池,如出現(xiàn)電解液泄漏或散發(fā)電解液氣味的電池應(yīng)遠(yuǎn)離火源以避免電池著火或爆炸。