鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:3025次 | 2018年08月01日
充電電池的工作原理,手機(jī)電池的工作原理有哪些?
所謂鋰離子電池就是使用能夠吸藏·脫離鋰離子的碳材料作為負(fù)極活性物質(zhì)的電池,鋰離子符號(hào)為L(zhǎng)i-ion。大家知道作為電池一般都是由正極,負(fù)極,隔膜,電解液等基本的元素組成,那么鋰離子電池所用的這些材料一般是以下一些物質(zhì):
正極:鈷酸鋰(LiCoO2)、鎳酸鋰(LiNiO2)錳酸鋰(LiMn2O4)等;
負(fù)極:人造石墨系列、天然石墨系列、焦炭系列等等;
隔膜:聚乙烯(PE)、聚丙?。≒P)等組成的單層或者多層的微多孔薄膜;
電解液:碳酸丙稀酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)、二甲基碳酸酯(DMC)、二乙基碳酸酯(DEC)、甲基乙基碳酸酯(MEC)等組成的一元、二元或者三元的混合物
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%
市場(chǎng)上所售的鋰離子電池大多是以鈷酸鋰為正極,石墨系列為負(fù)極的電池。
鋰離子電池的工作機(jī)理是:電池充電時(shí),正極材料中的鋰形成離子溶出,嵌入到負(fù)極改性石墨層中;電池放電時(shí),鋰離子從石墨層中脫嵌,穿過(guò)隔離膜回填到正極鈷氧化鋰的層狀結(jié)構(gòu)中。隨充放電的進(jìn)行鋰離子不斷的從正極和負(fù)極中嵌入和脫出,所以也有人稱其為“搖椅電池”鋰離子電池單體的額定電壓為3.6V,充電限制電壓為4.2V,放電限制電壓為2.5V。
鋰離子電池的充電過(guò)程分為兩個(gè)步驟:先是恒流充電,其電流恒定,電壓不斷升高,當(dāng)電壓充到4.2V的時(shí)候自動(dòng)轉(zhuǎn)換為恒壓充電,在恒壓充電時(shí)電壓恒定,電流是越來(lái)越小的直到充電電流小于預(yù)先設(shè)定值為止,所以有人用直充對(duì)手機(jī)電池進(jìn)行充電的時(shí)候明明電量顯示已經(jīng)滿格了,可是還是顯示正在充電,其實(shí)這個(gè)時(shí)候的電壓已經(jīng)達(dá)到了4.2V所以電量顯示為滿格,那時(shí)就是在進(jìn)行恒壓充電過(guò)程,那么有人也許會(huì)問(wèn),為什么要進(jìn)行恒壓充電呢,直接用恒流充到4.2V不就行了嗎,其實(shí)很容易解釋,因?yàn)槊恳粋€(gè)電池都有一定的內(nèi)阻,當(dāng)用恒流進(jìn)行充電到4.2V的時(shí)候,這個(gè)4.2V其實(shí)并不是電池實(shí)際的電壓,而是電池的電壓加上電池內(nèi)阻上消耗的電壓之和,如果電流很大那么在內(nèi)阻上消耗的電壓也就很大,所以那是實(shí)際電池的電壓可能比4.2V小很多,所以要用恒壓充電過(guò)程,把充電的電流慢慢降下來(lái),這樣電池的實(shí)際電壓就很接近4.2V。
充電電池,是充電次數(shù)有限的可充電的電池,配合充電器使用。市場(chǎng)上一般賣5號(hào)、7號(hào),但是也有1號(hào)。充電電池的好處是經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、電量足、適合大功率、長(zhǎng)時(shí)間使用的電器(如隨身聽(tīng)、電動(dòng)玩具等)。充電電池的電壓比型號(hào)相同的一次性電池低,AA電池(5號(hào)充電)是1.2伏,9V充電電池實(shí)際上是8.4伏?,F(xiàn)在一般充電次數(shù)能在1000次左右。截止至2012年2月只有五種:鎳鎘、鎳氫、鋰離子、鉛蓄、鐵鋰。
鉛酸蓄電池正極板上的活性物質(zhì)是二氧化鉛,負(fù)極板上的活性物質(zhì)為海綿狀純鉛,電解液為一定濃度的硫酸溶液,極板間的電動(dòng)勢(shì)約2V.
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
鎳鎘電池正極板上的活性物為氧化鎳粉,負(fù)極板上的活性物質(zhì)為氧化鎘粉,活性物質(zhì)分別包在穿孔鋼帶中,加壓成型后即成為電池的正負(fù)極板。電解液通常用氫氧化鉀溶液.電池的開(kāi)路電壓為1.2V.
鎳金屬氫電池正極板材料為氧化鎳粉,負(fù)極板材料為吸氫合金,電解液氫氧化鉀溶液。,電池的開(kāi)路電壓為1.2V.鋰離子電池用LiCoO2復(fù)合金屬氧化物在鋁板上形成陽(yáng)極,用鋰碳化合物在銅板形成陰極,極板間有亞微米級(jí)微孔的聚烯烴薄膜隔板,電解液為有機(jī)溶劑.開(kāi)路電壓為3.6V.
鋰聚合物電是鋰離子電池的改良型,沒(méi)有電池液,改用聚合物電解質(zhì),比離子電池穩(wěn)定.開(kāi)路電壓3.6V.
電池容量代表電池可以存放多少電量,我們?cè)陔姵赝獍b上看到的數(shù)字一般就指電池容量標(biāo)識(shí)。用單位安時(shí)或毫安時(shí)表示。它是一個(gè)復(fù)合單位,由電流單位和時(shí)間單位乘積構(gòu)成,代表電池在恒定電流下持續(xù)放電的能力。一節(jié)充滿電的電池用200mA電流放電可以持續(xù)10小時(shí),將電流與時(shí)間相乘我們就可以得到這節(jié)電池的容量是2000mA.H。如果將它用400mA放電,則可用時(shí)間為5小時(shí)。
能量密度:單位體積或單位重量?jī)?nèi)所包含的電能容量,對(duì)于同樣的電量要求,能量密度高的電池,體積可以更小,重量可以更輕。
C電流:是指在一小時(shí)內(nèi)將充滿的電池放電完畢或是將用盡的電池充滿的電流大小。其實(shí)也就是安時(shí)容量的數(shù)值大小。1800mA.容量的電池,C電流就是1800mA。2000mA.容量的電池,C電流就是2000mA。
開(kāi)路電壓:指電池兩極之間的電位差。
記憶效應(yīng):新的電池,其電極材料的晶粒細(xì)小,可以得到最大的電極表面積。因?yàn)槭褂枚闺姵貎?nèi)容物產(chǎn)生結(jié)晶,晶體化形成后,晶粒增大,也稱作(鈍化),減小了可用電極面積,而且長(zhǎng)大的晶粒會(huì)造成自放電增大,使電池容量降低,性能受損。這就是記憶效應(yīng)。記憶效應(yīng)發(fā)生的原因是由于電池重復(fù)的部分充電與放電不完全所致。
自放電率:充電后的電池,即使在不使用的情況下,也會(huì)自己逐漸失去電量,一般溫度越高,自放電越顯著。
鎳鎘
(Ni-Cd)
電壓:1.2V使用壽命為:500次
放電溫度為:-20度~60度
充電溫度為:0度~45度
鎳氫
(Ni-MH)
充電電池
充電電池
電壓:1.2V
使用壽命為:1000次
放電溫度為:-10度~45度
充電溫度為:10度~45度
備注:目前國(guó)產(chǎn)5號(hào)電池最高容量是3000mAh左右。
鋰離子
(Li-lon)
充電電池
充電電池
電壓:3.6V
使用壽命為:500次
放電溫度為:-20度~60度
充電溫度為:0度~45度
備注:重量比鎳氫電池輕30%~40%,容量高出鎳氫電池60%以上。但是不耐過(guò)充,如果過(guò)充會(huì)造成溫度過(guò)高而破壞結(jié)構(gòu)=>爆炸。
鋰聚合物
電壓:3.7V
使用壽命為:500次放電溫度為:-20度~60度
充電溫度為:0度~45度
備注:鋰電的改良型,沒(méi)有電池液,而改用聚合物電解質(zhì),可以做成各種形狀,比鋰電池穩(wěn)定。
鉛酸電池
電壓:12V
使用壽命為:200~300次
放電溫度為:0度~45度
充電溫度為:0度~45度
備注:就是一般車用電瓶(它是以6個(gè)2V串聯(lián)成12V的),免加水的電池使用壽命長(zhǎng)達(dá)10年,但體積和容量是最大的。