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转帖,锂电池浅析

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楼主
发表于 2012-6-16 13:09 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
电池开发时,会根据客户需求开发不同放电倍率的电池,也就是几C电池,这个是产品设计决定的。设计高倍率电池有几个通用的要点决定的。
a、正极材料,不管是钴酸锂、三元、锰酸锂还是磷酸铁锂,都是有容量型跟功率型之分的,制造高倍率电池,一般选用功率型材料,一般来说导电性好,粒径小,稳定性高。
b、负极材料,以产品性能而定,一般用户使用人造石墨,高端用户会使用到中间相碳微球,当然价格也是水涨船高
c、电解液,选用高电导率电解液,常规的是锂盐浓度提高,锂盐这一块现在国产的很少,价格很贵,是电解液的主要成本源。
d、隔膜,选用孔隙率大的,提高离子导电性。
e、电池设计,正负极的涂覆量要减小,负极过量要更大,极耳加厚加宽。
   电池的C数,在设计的时候提需求,一般厂家都能做到40C~50C ,高端的100多也不是问题,唯一的问题就是成本(或者说是客户的价格),倍率越高,成本越高,而且到后面的时候可能呈指数增长。
   所谓的C,就是倍率,指电池的放电能力,其中又有持续倍率和脉冲倍率之分。比如说一个电池2200mAh的电池,10C持续,15C脉冲,其最大的持续放电电流是22A(2.2*10A),最大瞬间放电电流时33A(2.2*15A)。你可以以此选择合适功率的电机。但是空间和重量不限制的情况下,你可以选择大容量,低倍率的电池,一样能够满足所需的电流。
   电池的倍率性能主要是在电池设计的时候决定的,一般来说放电倍率越大,电池成本越高,有些军品80~100C放电,价格是相当可观的。 电池的设计倍率和寿命没有关系,但是这个寿命是怎么定义的,如果是同一型号电池,一个进行2C充3C放,一个进行2C充10C放,那寿命肯定是不一样的。强调一点,这个所谓的C是电池的一项指标,和容量,电压一样,和电池使用过程中的几C充放要区分
    保存注意温度,温度不能太高。尽量不要出现满电或者空电存储,电池出货一般保持50%SOC,平常使用中也可以参考。另外要注意一个周期内进行一下充放电。尽量不要出现过充过放的问题,这个损害最大了。还有就是注意环境温度,现在锂电池一般来说低温性能都一般,零下一二十度就别去大功率使用了,容易产生锂枝晶,产生安全隐患。
   锂离子电池是一个总称,聚合物是包含在锂离子电池范围之内的。一般来说聚合物电池使用铝塑包装,区别于其他形式,包装均为钢铝壳,这就使得其在发生爆炸等意外时威胁减小。但是,现在一般模型用的聚合物电池,并不是真正意义上的聚合物,严格来说应该叫软包电池。真正的聚合无电池电解液至少应该是凝胶态的,像sony有全固态的。但是软包电池电解液是液态的常规电解液,只不过选用了铝塑包装外壳。而模型、电动工具等电池,因为需要大倍率放电,真正意义上的聚合物并不适用,因为不管是凝胶电解液还是全固态电解液,电导率都太小,不满足大倍率放电需求,一般只是在3C应用,电流一般不超过3C。
    电池厂在面对专业客户时,说寿命都会指定放电制度的,比如说一个电池1C充放1000次循环寿命,1C充10C放500次等,在技术规格书中会按客户需求进行详细标注的,没有充放电制度的寿命没有意义的。一般不提制度的默认是小电流充放电。 假如充放电制度是1C充10C放,并不一定说10C电池的寿命一定小于20C电池,这个没有必然联系。寿命设计和倍率设计是两套体系。
    电池如果是10C电池,以1Ah电池为例,最大放大电流为10A,20C情况下是放不出电的,因为极化大,瞬间压降很大,电压迅速降至截止电压以下,有电池管理系统(BMS)的就会停止工作,没有的就会过放,导致容量衰减加速,影响寿命。 要说明一下,过放在日常使用中你很难察觉的,电池在使用过程中除非实时准确监测电压,否则使用结束后很快电池电压会有一个回升,不是严重过放的话肯定会回到截止电压以上的。                          电池鼓胀,我们称之为胀气,顾名思义是使用过程中产气导致的。产气原因有很多,电池制造过程中的水分控制不好,电池过充过放导致电解液不可逆分解等是比较常见的原因。胀气当然会影响性能。电池容量的不可逆损耗,电池内阻急剧增大,安全隐患等。至于影响机理,你可以简单的理解为电解液被分解,锂离子的不可逆损耗等。而且模型中使用的软包电池(所谓的聚合物)居多,一旦产气,电池芯就会松软变形,导致内阻增加。
   正规电池厂家按容量、内阻,电压等进行分选配组,标准每个厂家不同,有时按客户需求进行控制,一般在偏差5%以内,筛选标准越严格,相应的价格会越高。自己进行串并时应选择同规格电池,容量、内阻尽量选择接近的,电池放电状态要保持一致。否则容易使电池组寿命大幅下降。

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沙发
发表于 2012-6-16 13:34 | 只看该作者
然而?
3
发表于 2012-6-16 14:14 | 只看该作者
谢谢了
4
发表于 2012-6-17 11:10 | 只看该作者
普及技术知识贴~~顶一下~:em15:
5
发表于 2012-6-19 09:30 | 只看该作者
:em26:
6
发表于 2012-6-19 20:40 | 只看该作者
:em00: 看看
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