鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1174次 | 2020年06月09日
充電寶為啥總爆炸?鋰離子電池技術(shù)全解析!
鋰離子電池在生活中的應(yīng)用突然擴(kuò)大了,重要源于智能手機(jī)、穿戴設(shè)備、電動(dòng)自行車(chē)和新能源汽車(chē)的廣泛使用,這些年來(lái)有關(guān)如何使用電池的小貼士,鋰離子電池爆炸等新聞不斷,但其中經(jīng)常包含很多誤導(dǎo)性信息。這篇文章中我們從鋰離子電池的簡(jiǎn)單應(yīng)用到復(fù)雜應(yīng)用一一說(shuō)起。
衡量電池性能好壞,有以下幾個(gè)重要指標(biāo):
一、充放電倍率:越高越好
C是形容電池充放電電流大小的專(zhuān)用符號(hào)。1C放電就代表1小時(shí)內(nèi)把電池從滿(mǎn)電放到空的電流大小。iphone6電池容量為1810mAH,那么這顆電池的1C放電電流就是1.81安培;比亞迪e6電動(dòng)汽車(chē)中使用的每顆電池容量是200AH,則這個(gè)電池1C放電電流就是200安培。一個(gè)電池假如用高倍率放電,通常放出的能量比低倍率少。
不同放電倍率下放出的電量
從上圖測(cè)試結(jié)果可知這顆動(dòng)力鋰電池使用10C放電放出的能量是1C放電下的85%,使用20C放電放出的能量只有1C放電下的70%。
二、充放電循環(huán)次數(shù):越多越好
500次是鋰離子電池的常見(jiàn)值,根據(jù)不同材料制作的鋰離子電池充放電次數(shù)從300-3000次不等。這個(gè)值的具體含義每個(gè)廠可能略有不同,大致可以理解為:按廠商規(guī)定的充放電倍率(比如1C放電,0.3C充電;每次從0%充放到100%,照此循環(huán))下,500次循環(huán)后,電池容量還剩最初的80%。充放電次數(shù)和使用習(xí)慣的關(guān)系太大了,我們舉幾個(gè)例子。
1、充放電強(qiáng)度對(duì)循環(huán)次數(shù)的影響
廠標(biāo)注:每次從0%充放到100%,1C放,0.3C充,500次后容量衰減到80%,這是最嚴(yán)苛的測(cè)試循環(huán),也可以不這么嚴(yán)格,看下面
假如每次電量的循環(huán)都在25%-75%,1C放,0.3C充,2000次后容量衰減到80%
假如每次電量的循環(huán)都在50%-100%,1C放,0.3充,1800次后容量衰減到80%
2、淺充淺放對(duì)壽命的影響
廠標(biāo)注:每次從0%充放到100%,1C放,0.3C充,500次后容量衰減到80%,是最嚴(yán)苛的測(cè)試循環(huán),也可以不這么嚴(yán)格,看下面
每次電量的循環(huán)都在25%-75%,1C放,0.3C充,2000次后容量衰減到80%
每次電量的循環(huán)都在50%-100%,1C放,0.3充,1800次后容量衰減到80%
以上兩個(gè)例子可看出充放電的倍率越小、越有利于壽命提升;淺充淺放也有利于壽命提升。
三、內(nèi)阻:越小越好
這個(gè)參數(shù)隨負(fù)載輕重、溫度等因素隨時(shí)變化,隨著電池壽命減少,內(nèi)阻也在逐漸增大。內(nèi)阻越小的電池越可以高倍率充放電,18650的普通電池內(nèi)阻在50mΩ左右,動(dòng)力型的18650電池在15mΩ左右。想了解內(nèi)阻多大要用專(zhuān)用的設(shè)備測(cè)量,普通萬(wàn)用表不行。
測(cè)量電池內(nèi)阻的工具
四、電池一致性
采用相同材料、相同工藝生產(chǎn)的電池在容量、內(nèi)阻、充放電曲線(xiàn)上的一致性越高越好。電池能否大規(guī)模組成電池組這一點(diǎn)非常關(guān)鍵,電池組規(guī)模越大對(duì)一致性要求越高。
下面幾頁(yè)我們將按應(yīng)用的難易程度:
1、手機(jī)、平板、穿戴設(shè)備中的鋰離子電池
2、筆記本電腦和移動(dòng)電源中的鋰離子電池
3、電動(dòng)自行車(chē)中的鋰離子電池
4、電動(dòng)汽車(chē)中的鋰離子電池
分別介紹一些知識(shí),這樣分頁(yè)是按電池規(guī)模從小到大排序的。
I.手機(jī)、平板、穿戴設(shè)備中的鋰離子電池
為何說(shuō)這個(gè)領(lǐng)域是最簡(jiǎn)單的呢?因?yàn)檫@些設(shè)備里只有一塊鋰離子電池,而且基本都是三元鋰離子電池。三元的意思是三種元素:鎳、鈷、錳、這種鋰離子電池的正極材料Li(NiCoMn)O2,不是完全相同的,會(huì)根據(jù)使用要求對(duì)三種元素的配比做調(diào)整。
一、充放電倍率
在數(shù)碼設(shè)備中使用的電池通常對(duì)此項(xiàng)要求很低。你很難一個(gè)小時(shí)內(nèi)把滿(mǎn)電的手機(jī)用到自動(dòng)關(guān)機(jī)吧?也沒(méi)人會(huì)設(shè)計(jì)一個(gè)續(xù)航只有1小時(shí)的數(shù)碼設(shè)備。至少都可以續(xù)航3小時(shí),所以電池的放電倍率達(dá)到0.3C左右就能滿(mǎn)足需求,充電要求往往也很低,通常3-4小時(shí)充滿(mǎn)的數(shù)碼設(shè)備大家都能接受,所以充電上對(duì)電池提出的要求也是0.3C左右。