鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:728次 | 2023年06月28日
18650鋰離子電池分類以及18650鋰離子電池的充放電詳解
18650鋰離子電池生產(chǎn)均要有保護(hù)線路,防止電池被過(guò)充過(guò)放電。當(dāng)然這個(gè)關(guān)于鋰離子電池來(lái)說(shuō)都是必須的,這也是鋰離子電池的一個(gè)通弊,因?yàn)殇囯x子電池采用的材料基本都是鈷酸鋰材料,而鈷酸鋰材料的鋰離子電池不能大電流放電,安全性較差,從分類上來(lái)看,18650鋰離子電池的分類可以通過(guò)下面的方式來(lái)進(jìn)行分類。
1、按電池實(shí)用性能分類
功率型電池和能量型電池。能量型電池以高能量密度為特點(diǎn),重要用于高能量輸出;功率型電池以高功率密度為特點(diǎn),重要用于瞬間高功率輸出、輸出的電池。而功率能量型鋰離子電池是伴隨著插電式混合動(dòng)力車的出現(xiàn)而出現(xiàn)的。它要求電池儲(chǔ)存的能量較高,可以支持一段距離的純電行駛,也要具備較好的功率特性,在低電量的時(shí)候進(jìn)入混合動(dòng)力模式。
簡(jiǎn)單理解,能量型類似于馬拉松選手,要有耐力,就是要求高容量,對(duì)大電流放電性能要求不高;那么功率型就是短跑選手,拼的是暴發(fā)力,但耐力也要有,不然容量太小就跑不遠(yuǎn)。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
2、按電解質(zhì)材料分
鋰離子電池分為液態(tài)鋰離子電池(LIB)和聚合物鋰離子電池(PLB)。
液態(tài)鋰離子電池使用液體電解質(zhì)(目前動(dòng)力用電池多為此種)。聚合物鋰離子電池則以固體聚合物電解質(zhì)來(lái)代替,這種聚合物可以是干態(tài)的,也可以是膠態(tài)的,目前大部分采用聚合物凝膠電解質(zhì)。有關(guān)固態(tài)電池,嚴(yán)格意義上的是指電極和電解質(zhì)均為固態(tài)的。
3、按產(chǎn)品外觀分類
分為:圓柱、軟包、方形。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
圓柱和方形外包裝多為鋼殼或者鋁殼。軟包外包裝為鋁塑膜,其實(shí)軟包也是一種方形,市場(chǎng)上習(xí)慣將鋁塑膜包裝的稱為軟包,也有人將軟包電池稱為聚合物電池。
關(guān)于圓柱形鋰離子電池,其型號(hào)一般為5位數(shù)字。前兩位數(shù)字為電池的直徑,中間兩位數(shù)字為電池的高度。單位為毫米。例如18650鋰離子電池,它的直徑為18毫米,高度為65毫米。
4、按極片材料分類
正極材料:磷酸鐵鋰離子電池(LFP)、鈷酸鋰離子電池(LCO)、錳酸鋰離子電池(LMO)、(二元電池:鎳錳酸鋰/鎳鈷酸鋰)、(三元:鎳鈷錳酸鋰離子電池(NCM)、鎳鈷鋁酸鋰離子電池(NCA))。
負(fù)極材料:鈦酸鋰離子電池(LTO)、石墨烯電池、納米碳纖維電池。
有關(guān)市場(chǎng)上的石墨烯概念,重要是指石墨烯基電池,即在極片中加入石墨烯漿料,或在隔膜上加入石墨烯涂層。鎳酸鋰、鎂基電池市場(chǎng)上基本不存在。
18650鋰離子電池的充放電
按工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō),關(guān)于鋰離子電池,一般標(biāo)稱的容量是最小容量,這個(gè)容量是一批電池中,在25度室溫條件下,先以cc/cv0.5c充滿,并靜置一段時(shí)間后(一般是12小時(shí))。以0.2c電流恒流放電放電至3.0v(也有標(biāo)準(zhǔn)是2.75V,不過(guò)影響不大,3v到2.75v下降的很快沒(méi)多少容量的),所放出的容量值,由于一批電池肯定有個(gè)體差異,實(shí)際放出容量最低的那個(gè)電池的容量值。也就是是說(shuō),這一批任何一個(gè)電池實(shí)際容量都應(yīng)該大于或等于標(biāo)稱容量。
1、18650鋰離子電池的充電過(guò)程
有些充電器使用廉價(jià)的方法實(shí)現(xiàn)的,在控制精度上不夠好,容易造成電池充電異常,甚至損壞電池。選購(gòu)充電器的時(shí)候盡量選擇大品牌的18650鋰離子電池充電器,質(zhì)量和售后有保證,延長(zhǎng)電池的使用壽命。品牌保障的18650鋰離子電池充電器擁有四重保護(hù):短路保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、電池反接保護(hù)功能等。過(guò)充電保護(hù):當(dāng)充電器對(duì)鋰離子電池過(guò)充電時(shí),為防止因溫度上升所導(dǎo)致的內(nèi)壓上升,需終止充電狀態(tài)。
為此,保護(hù)器件需監(jiān)測(cè)電池電壓,當(dāng)其到達(dá)電池過(guò)充電壓時(shí),即激活過(guò)充電保護(hù)功能,中止充電。過(guò)放電保護(hù):為了防止鋰離子電池的過(guò)放電狀態(tài),當(dāng)鋰離子電池電壓低于其過(guò)放電電壓檢測(cè)點(diǎn)時(shí),即激活過(guò)放電保護(hù),中止放電,并將電池保持在低靜態(tài)電流的待機(jī)模式。過(guò)電流及短路保護(hù):當(dāng)鋰離子電池的放電電流過(guò)大或短路情況出現(xiàn)時(shí),保護(hù)器件將激活過(guò)電流保護(hù)功能。
鋰離子電池充電控制是分為兩個(gè)階段的,第一階段是恒流充電,在電池電壓低于4.2V時(shí),充電器會(huì)以恒定電流充電。第二階段是恒壓充電階段,當(dāng)電池電壓達(dá)到4.2V時(shí),由于鋰離子電池特性,假如電壓再高,就會(huì)損壞,充電器會(huì)將電壓固定在4.2V,充電電流會(huì)逐步減小,當(dāng)電流減小到一定值時(shí)(一般是1/10設(shè)置電流時(shí)),切斷充電電路,充電完成指示燈亮,充電完成。
鋰離子電池過(guò)度充放電會(huì)對(duì)正負(fù)極造成永久性損壞。過(guò)度放電導(dǎo)致負(fù)極碳片層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷,而塌陷會(huì)造成充電過(guò)程中鋰離子無(wú)法插入;過(guò)度充電使過(guò)多的鋰離子嵌入負(fù)極碳結(jié)構(gòu),而造成其中部分鋰離子再也無(wú)法釋放出來(lái)。
2、18650鋰離子電池的充電原理
鋰離子電池的工作原理就是指其充放電原理。當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí),電池的正極上有鋰離子生成,生成的鋰離子經(jīng)過(guò)電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極。而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu),它有很多微孔,到達(dá)負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中,嵌入的鋰離子越多,充電容量越高。
同樣道理,當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行放電時(shí)(即我們使用電池的過(guò)程),嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出,又運(yùn)動(dòng)回到正極?;氐秸龢O的鋰離子越多,放電容量越高。我們通常所說(shuō)的電池容量指的就是放電容量。
不難看出,在鋰離子電池的充放電過(guò)程中,鋰離子處于從正極→負(fù)極→正極的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。假如我們把鋰離子電池形象地比喻為一把搖椅,搖椅的兩端為電池的兩極,而鋰離子就象優(yōu)秀的運(yùn)動(dòng)健將,在搖椅的兩端來(lái)回奔跑。所以,專家們又給了鋰離子電池一個(gè)可愛(ài)的名字搖椅式電池。