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电池基础知识

电池基础常识

电池基础常识 (1)

第一节电池的定义及参数 (3)

一、电池的定义 (3)

二、电池主要性能参数 (3)

三、电池有关计算 (5)

第二节几种常用二次电池的性能比较 (6)

第三节锂电池的定义及分类 (7)

一、锂电池的定义 (7)

二、锂电池的分类 (7)

三、锂电池的主要特点 (8)

第四节锂离子蓄电池的结构与特性 (10)

一、锂离子蓄电池工作原理 (10)

二、锂离子蓄电池的构造 (11)

三、锂离子蓄电池的特性 (12)

四、锂离子蓄电池的控制 (13)

五、各类电池发展现状 (13)

第五节锂电池行业发展面临的挑战与对策 (16)

一、中国锂电池研发存在的主要问题 (16)

二、锂离子电池行业发展的制约因素 (16)

二、聚合物锂电池和磷酸铁锂电池发展前景被看好 (17)

第六节银通电池产品及其优势 (18)

第一节电池的定义及参数

一、电池的定义

电池(battery)指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间。随着科技的进步,电池泛指能产生电能的小型装置。如太阳能电池。电池的性能参数主要有电动势、容量、比能量和电阻。

二、电池主要性能参数

内容

电池的主要性能包括电动势、额定容量、额定电压、开路电压、内阻、充放电速率、阻抗、寿命和自放电率。

电动势

电动势是两个电极的平衡电极电位之差,以铅酸蓄电池为例,E=Ф+0-Ф-0+RT/F*In(αH2SO4/αH2O)。其中:E—电动势Ф+0—正极标准电极电位,其值为1.690 Ф-0—负极标准电极电位,其值为-0.356 R—通用气体常数,其值为8.314 T—温度,与电池所处温度有关F—法拉第常数,其值为96500 αH2SO4—硫酸的活度,与硫酸浓度有关αH2O—水的活度,与硫酸浓度有关从上式中可看出,铅酸蓄电池的标准电动势为1.690-(-0.0.356)=2.046V,因此蓄电池的标称电压为2V。铅酸蓄电池的电动势与温度及硫酸浓度有关。

额定电压

电池在常温下的典型工作电压,又称标称电压。它是选用不同种类电池时的参考。电池的实际工作电压随不同使用条件而异。电池的开路电压等于正、负电极的平衡电极电势之差。它只与电极活性物质的种类有关,而与活性物质的数量无关。电池电压本质上是直流电压,但在某些特殊条件下,电极反应所引起的金属晶体或某些成相膜的相变会造成电压的微小波动,这种现象称为噪声。波动的幅度很小但频率范围很宽,故可与电路中自激噪声相区别。

开路电压

电池在开路状态下的端电压称为开路电压。电池的开路电压等于电池在断路时(即没有电流通过两极时)电池的正极电极电势与负极的电极电势之差。电池的开路电压用V开表示,即V开=Ф+-Ф-,其中Ф+、Ф-分别为电池的正负极电极电位。电池的开路电压,一般均小于它的电动势。这是因为电池的两极在电解液溶液中所建立的电极电位,通常并非平衡电极电位,而是稳定电极电位。一般可近似认为电池的开路电压就是电池的电动势。

内阻

电池的内阻是指电流通过电池内部时受到的阻力。它包括欧姆内阻和极化内阻,极化内阻又包括电化学极化内阻和浓差极化内阻。由于内阻的存在,电池的工作电压总是小于电池

的电动势或开路电压。电池的内阻不是常数,在充放电过程中随时间不断变化(逐渐变大),这是因为活性物质的组成,电解液的浓度和温度都在不断的改变。欧姆内阻遵守欧姆定律,极化内阻随电流密度增加而增大,但不是线性关系。常随电流密度增大而增加。内阻是决定电池性能的一个重要指标,它直接影响电池的工作电压,工作电流,输出的能量和功率,对于电池来说,其内阻越小越好。

充放电速率

有时率和倍率两种表示法。时率是以充放电时间表示的充放电速率,数值上等于电池的额定容量(安·小时)除以规定的充放电电流(安)所得的小时数。倍率是充放电速率的另一种表示法,其数值为时率的倒数。原电池的放电速率是以经某一固定电阻放电到终止电压的时间来表示。放电速率对电池性能的影响较大。

阻抗

电池内具有很大的电极-电解质界面面积,故可将电池等效为一大电容与小电阻、电感的串联回路。但实际情况复杂得多,尤其是电池的阻抗随时间和直流电平而变化,所测得的阻抗只对具体的测量状态有效。

寿命

储存寿命指从电池制成到开始使用之间允许存放的最长时间,以年为单位。包括储存期和使用期在内的总期限称电池的有效期。储存电池的寿命有干储存寿命和湿储存寿命之分。循环寿命是蓄电池在满足规定条件下所能达到的最大充放电循环次数。在规定循环寿命时必须同时规定充放电循环试验的制度,包括充放电速率、放电深度和环境温度范围等。

自放电率

电池在存放过程中电容量自行损失的速率。用单位储存时间内自放电损失的容量占储存前容量的百分数表示。

电池容量

在设计规定的条件(如温度、放电率、终止电压等)下,电池应能放出的最低容量,单位为安培小时,以符号C表示。容量受放电率的影响较大,所以常在字母C的右下角以阿拉伯数字标明放电率,如C20=50,表明在20时率下的容量为50安·小时。电池的理论容量可根据电池反应式中电极活性物质的用量和按法拉第定律计算的活性物质的电化学当量精确求出。由于电池中可能发生的副反应以及设计时的特殊需要,电池的实际容量往往低于理论容量。

电池性能的另一个重要性能指标是电池容量,它表示在一定条件下(放电率、温度、终止电压等)电池放出的电量(可用JS-150D做放电测试),即电池的容量,通常以安培、小时为单位(简称,以A.H表示,1A.h=36000C)电池容量C的计算式为C=I∫t0tdt 电池容量按照不同条件分为实际容量、理论容量与额定容量。

在某一放电率下于25℃放电至终止电压所提的最低限度的容量是设计与生产时的规定的电池的容量,这叫做某一放电率RH的额定容量。

电池容量一般以AH(安培小时)计算,另一种是以CELL(单位极板)几瓦(W)计算。(W/CELL) 1.AH(安培小时)计算,放电电池(恒流)I×放电时间(小时)T 。例如7AH电池如果连续放电电流0.35A,那么时间可连续20小时。

2.充电时间以10小时为标准,充电电流为电池容量的1/10 ,快速充电会减少电池寿命。

电池容量是指电池存储电量的大小。电池容量的单位是“mAh”,中文名称是毫安时(在衡量大容量电池如铅蓄电池时,为了方便起见,一般用“Ah”来表示,中文名是安时,1Ah=1000mAh)。若电池的额定容量是1300mAh,如果以0.1C(C为电池容量)即130mA 的电流给电池放电,那么该电池可以持续工作10小时(1300mAh/130mA=10h);如果放电电流为1300mA,那供电时间就只有1小时左右(实际工作时间因电池的实际容量的个别差异而有一些差别)。这是理想状态下的分析,数码设备实际工作时的电流不可能始终恒定在某一数值(以数码相机为例,工作电流会因为LCD显示屏、闪光灯等部件的开启或关闭而发生较大的变化),因而电池能对某个设备的供电时间只能是个大约值,而这个值也只有通过实际操作经验来估计。

为什么电池容量用毫安时作为单位?

因为你买的电池肯定都是事先确定电压的,所以电压确定了,电流越大自然储电能力越强,要是专门用一个参数来表述电容量没必要。

标准的容量单位应该是功,即电池能释放多少能量。

W(功)=P(功率)*T(时间)=I(电流)*V(电压)*T(时间),现在电流和时间组合在一起成了(安培时)单位。

如电池标称为2500mAH,一般充电电池的电压是 1.2V,那么它所能做的功就是=2.5A*3600S*1.2V=10800J。

电池容量的测试方式:

给一个电池进行恒流恒压充电,然后以恒流放电,放出多少电量就是这个电池的容量,蓄电池,镍氢电池等,但是锂电池就不行,他有个最低放电电压,即放电电压不能低于2.75V,通常以3.0V为下限保护电压。例如锂电池容量是1000mAh,则充放电电流就1000mA,在电池最高电压4.2V内放到3.0V,放出来的容量才是电池最真实的容量。

三、电池有关计算

其中E为电动势,r为电源内阻,内电压U内=Ir,E=U内+U外

适用范围:任何电路

闭合电路中的能量转化:

E=U+Ir

EI=UI+I^2R

P释放=EI

P输出=UI

纯电阻电路中

P输出=I^2R

=E^2R/(R+r)^2

E^2/(R^2+2r+r^2/R)

当r=R时P输出最大,P输出=E^2/4r (均值不等式)

第二节几种常用二次电池的性能比较

指标镍氢电池锂电池铅酸电池镍镉电池燃料电池充放电寿命一般一般较差一般较好

使用寿命一般一般较差较差较差

充电速度一般一般一般较好较好

能量密度一般较好一般一般较好

功率密度一般较好一般一般较好

安全性一般较差较好较好较好

环保性一般一般较差较差较好

经济性一般较差较好较好较差

第三节锂电池的定义及分类

一、锂电池的定义

锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。最早出现的锂电池来自于伟大的发明家爱迪生,使用以下反应:

Li+MnO2=LiMnO2

该反应为氧化还原反应,放电。

由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高。所以,锂电池长期没有得到应用。但现在锂电池已经成为了主流。

二、锂电池的分类

锂电池也分成两大类:不可充电的及可充电的两类。不可充电的电池称为一次性电池,它只能将化学能一次性地转化为电能,不能将电能还原回化学能(或者还原性能极差)。而可充电的电池称为二次性电池(也称为蓄电池)。它能将电能转变成化学能储存起来,在使用时,再将化学能转换成电能,它是可逆的。

不可充电的锂电池

不可充电的锂电池有多种,目前常用的有锂-二氧化锰电池、锂—亚硫酰氯电池及锂和其它化合物电池。

1、锂-二氧化锰电池

锂-二氧化锰电池是一种以锂为阳极、以二氧化锰为阴极,并采用有机电解液的一次性电池。该电池的主要特点是电池电压高,额定电压为 3v(是一般碱性电池的 2 倍);

终止放电电压为 2v;比能量大(见上面举的例子);放电电压稳定可靠;有较好的储存性能(储存时间 3 年以上)、自放电率低(年自放电率≤2%);工作温度范围-20℃~+60℃。

该电池可以做成不同的外形以满足不同要求,它有长方形、圆柱形及纽扣形(扣式)。圆柱形的也有不同的直径及高度尺寸。

2、锂-亚硫酰氯电池

锂-亚硫酰氯电池是比能量最高的一种,目前可达到500wh/kg 或1000wh/l 的水平。

它的额定电压是 3.6v,以中等电流放电时具有极其平坦的 3.4v 放电特性(可在 90%容量范围内平坦地放电,保持不大的变化)。电池可以在-40℃~

+85℃范围内工作,但在-40℃时的容量约为常温容量的 50%。自放电率低(年自放电率≤1%)、储存寿命长达 10 年以上。

可充电的锂电池

可充电的锂电池有多种,如锂-钒氧化物电池,锂离子电池及国外新开发的锂-聚合物电池等。可充电锂离子电池是目前手机中应用最广泛的电池,但它较为“娇气”,在使用中不可过充、过放(会损坏电池或使之报废)。因此,在电池上有保护元器件或保护电路以防止昂贵的电池损坏。

锂离子电池充电要求很高,要保证终止电压精度在 1%之内,目前各大半导体器件厂已开发出多种锂离子电池充电的 ic,以保证安全、可靠、快速地充电。

1、锂-钒氧化物电池

锂-钒氧化物电池以锂为阳极、钒氧化物为阴极、无机盐的有机溶剂为电解质组成。它的特点是可以充电。以 2 号电池为例,将锂-钒氧化物电池与锂-二氧化锰电池及锂-亚硫酰氯电池相比较。由于锂-钒氧化物电池的额定电压仅为2.8v,而且额定容量也小,故与其它两种锂电池相比,其比能量是最小的。此外,其充电次数(循环寿命)也不长,所以这种可充电电池不久就由锂离子电池替代了。

2、锂离子电池

锂离子电池是目前应用最为广泛的锂电池,它根据不同的电子产品的要求可以做成扁平长方形、圆柱形、长方形及扣式,并且有由几个电池串联在一起组成的电池组。

锂离子电池的额定电压为 3.6v(有的产品为 3.7v)。充满电时的终止充电电压与电池阳极材料有关:阳极材料为石墨的 4.2v;阳极材料为焦炭的 4.1v。不同阳极材料的内阻也不同,焦炭阳极的内阻略大,其放电曲线也略有差别。锂离子电池的终止放电电压为 2.5v-2.75v(电池厂给出工作电压范围或给出终止放电电压,各参数略有不同)。低于终止放电电压继续放电称为过放,过放对电池会有损害。

三、锂电池的主要特点

灵巧型便携式电子产品要求尺寸小、重量轻,但电池的尺寸及重量与其它电子元器件相比往往是最大的及最重的。例如,想当年的“大哥大”是相当“粗大、笨重”,而今天的手机是如此的轻巧。其中电池的改进是起了重要作用的:过去是镍镉电池,现在是锂离子电池。

锂电池的最大特点是比能量高。什么是比能量呢?比能量指的是单位重量或单位体积的能量。比能量用 wh/kg 或 wh/l 来表示。wh 是能量的单位,w 是瓦、h 是小时;kg 是千克(重量单位),l 是升(体积单位)。这里举一个例来说明:5 号镍镉电池的额定电压为 1.2v,其容量为 800mah,则其能量为 0.96wh (1.2v×0.8ah)。同样尺寸的5 号锂-二氧化锰电池的额定电压为 3v,其容

量为 1200mah,则其能量为 3.6wh。这两种电池的体积是相同的,则锂-二氧化锰电池的比能量是镍镉电池的 3.75 倍!

另外,锂电池具有放电电压稳定、工作温度范围宽、自放电率低、储存寿命长、无记忆效应及无公害等优点。

锂电池的缺点是价格昂贵,主要应用于掌上计算机、pda、通信设备、照相机、卫星、导弹、鱼雷、仪器等。随着技术的发展、工艺的改进及生产量的增加,锂电池的价格将会不断地下降,应用上也会更普遍。

第四节锂离子蓄电池的结构与特性

一、锂离子蓄电池工作原理

锰酸锂离子蓄电池的充放电反应如下式所示。

图表1蓄电池的充放电反应

电极反应

在锂离子蓄电池中不使用诸如铅酸蓄电池或镍氢蓄电池的水溶液电解液,而是使用有机电解液。在充电过程中,正极中的锂呈离子状态,在电解液中移动,并被负极中的碳物质吸附。放电则是充电过程的逆反应。在这种反应过程中,通常锂以离子形态存在,不析出金属状态的锂。

图表 2锂离子蓄电池充放电原理

图表 3锰酸锂离子蓄电池充放电原理

额定(标称)电压为 3.6-3.8V,电压较高,而且轻量化。锂离子蓄电池的能量密度(或称为重量比能量)或功率密度(或称为重量比功率)非常高。

二、锂离子蓄电池的构造

以圆筒形锂离子蓄电池为例。表面涂有活性物质的正负极与隔板组成的组件插入金属制电槽内。

图表 4圆筒形锂离子蓄电池的构造

1、正极

正极物质在锰酸锂离子蓄电池中以锰酸锂(LiMn2O4)为主要原料,在磷酸铁锂离子蓄电池中以磷酸铁锂(LiFePO4)为主要原料,在镍钴锂(LiNiCOO2)或镍钴锰锂离子蓄电池中以镍钴锂为主要材料,或以镍钴锰锂为主要原料(LiNi1/3Mn1/3CO1/3O2)。在正极活性物质中再加入导电剂、树脂粘合剂,并涂覆在铝基体上,呈细薄层分布。

2、负极

负极活性物质是由碳材料与粘合剂的混合物再加上有机溶剂调和制成糊状,并涂覆在铜基体上,呈薄层状分布。

3、隔板

隔板或称隔离膜片,其功能起到关闭或阻断通道的作用,一般使用聚乙烯或聚丙烯材料的微多孔膜。所谓关闭或阻断功能是电池出现异常温度上升,阻塞或阻断作为离子通道的细孔,使蓄电池停止充放电反应。隔板可以有效防止因外部短路等引起的过大电流而使电池产生异常发热现象。这种现象如果即使产生一次,就使电池不能使用。

4、电解液

电解液是以混合溶剂为主体的有机电解液。为了使主要电解质成分的锂盐溶解,必须具有高电容率,并且具有与锂离子相容性良好的溶剂,即不阻碍离子移动的低粘度的有机溶液为宜,而且在锂离子蓄电池的工作温度范围内,必须呈液体状态,凝固点低,沸点高。电解液对于活性物质具有化学稳定性,必须良好适应充放电反应过程中发生的剧烈的氧化还原气氛。又由于使用单一溶剂很难满足上述严酷条件,因此电解液一般混合不同性质的几种溶剂使用。

5、安全阀

为了确保锂离子蓄电池的使用安全性,一般通过对外部电路的控制或者在蓄电池内部设有异常电流切断的安全装置。即使这样,在使用过程中也有可能其他原因引起蓄电池内压异常上升,这样,安全阀释放气体,以防止蓄电池破裂。安全阀实际上是一次性非修复式的破裂膜,一旦进入工作状态,保护蓄电池使其停止工作,因此是蓄电池的最后的保护手段。

三、锂离子蓄电池的特性

现举出由日本电池公司制造的混合动力车用锂离子蓄电池的性能与特点。

从出常温下的充电状态与输入、输出的功率密度的关系中可以看出。当充电状态(SOC)低时,电流输出功率小,但大于镍氢蓄电池相应值。而充电时,则呈负相关关系,即 SOC 升高,输入电流明显下降。即使这样,其实际量值与其它蓄电池相比还维持较大值。

与其它种类蓄电池一样,充放电功率温度越低,其量值越小。这是因为在低温下电解液的粘度增大,离子移动速度变慢的缘故。

图表 5锂离子蓄电池的性能与特点

四、锂离子蓄电池的控制

为了既发挥锂离子蓄电池优点,也确保其安全性,必须对“过充电”、“过放电”、“过电流”、“异常高温”、“单电池之间性能差”等进行精密控制。

为此,在蓄电池组件中,设有电流传感器、各单电池电压传感器、各单电池温度传感器、电流电压稳定元件。并基于来自各种传感器的信息由控制器进行最优控制。

五、各类电池发展现状

铅酸蓄电池:铅酸蓄电池是指电极由铅及其氧化物制成,电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。它是目前世界上广泛使用的一种化学电源,具有电压平稳、安全可靠、价格低廉、适用范围广、原材料丰富和回收再生利用率高等优点,是世界上各类电池中产量最大、用途最广的一种电池。目前在各类电池中占 30%左右的比例,在二次电池中更是占到了 70%以上的市场份额。过去生产主要集中在西欧、美国、日本等地区,由于竞争激烈和环保原因,近年来欧美铅酸电池厂合并趋势

加强,世界范围内的产业转移和企业整合现象明显,生产集中度进一步提高,中国、巴西、墨西哥等国家和地区目前成为主要生产地。铅酸电池除了存在污染、循环寿命短等问题,别的方面优势很明显,尤其是价格方面,预计未来 3-5 年仍然会占有很大的市场份额,尤其是在发展中国家。

镍镉电池:它是由两个极板组成,一个是用镍做的,另一个是镉做的,这两种金属在电池中发生可逆反应,因此电池可以重新充电。镍镉电池的优点是结实、价格便宜。缺点是镉金属对环境有污染,电池容量小,寿命短,所以镍镉电池是最低档的电池,有记忆效应,每次充电都须先放电,否则它的记忆功能将大大降低手机的充电量,只有将电池中的余电放净后再进行充电才能保持电池的充电量。由于镉的毒性和镉镍电池的记忆效应,镍镉电池被随之发展起来的镍氢电池部分取代,但在便携式电动工具方面,镍镉电池中的 SC 型、C 型、D 型电池仍为首选。目前,日本等发达国家出于降低成本和环保考虑,已将生产转移到国外,我国已经成为世界镍镉电池的主要生产基地。但由于国内环保也在日益重视,国家对镍镉电池生产有很大限制,出口退税也全部取消,市场萎缩很快,其前景不容乐观。

镍氢电池:镍氢电池是早期的镍镉电池的替代产品,从 20 世纪 90 年代开始投放市场。镍氢电池和镍镉电池外形上相似,而且镍氢电池的正极与镍镉电池也基本相同,都是以氢氧化镍为正极,主要区别在于镍镉电池负极板采用的是镉活性物质,而镍氢电池是以高能贮氢合金为负极,因此镍氢电池具有更大的能量。同时镍氢电池在电化学特性方面与镍镉电池亦基本相似,故镍氢电池在使用时可完全替代镍镉电池,而不需要对设备进行任何改造。由于镍氢电池缺点是价格比镍镉电池要贵,性能比锂电池要差,在移动电话、笔记本电脑等领域被钴酸锂等锂电池取代,作为动力电池在便携式电器市场、电动工具、电动车市场开始萎缩,主要是被锰酸锂电池和磷酸铁锂电池取代。镍氢电池最终将被市场所淘汰。

锂离子电池:整个锂离子电池产业发展很快,自 1991 年商业化以来,不断蚕食镍镉电池和镍氢电池的市场。其中聚合物锂离子电池在安全性、体积、质量、容量和放电性能方面均优于液态锂离子电池,更适合用作微型电器的电源,应用范围更广。

目前,锂离子电池在整个电池产业中是最受人瞩目的,其中目前使用最广泛的是钴酸锂电池和锰酸锂电池,但未来行业格局会有所变化,应用在手机、电脑和数码产品中的钴酸锂电池会逐渐被二元/三元聚合物锂电池取代,而作为高倍率动力电池,锰酸锂电池也将逐渐被磷酸铁锂电池取代。由于锂离子电池技术发展速度迅猛,很多电池只能仅仅作为过渡电池(不能完全消除安全隐患),只有聚合物锂电池和磷酸铁锂电池代表了锂离子电池发展的方向。

太阳能电池:它是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。以光电效应工作的菁膜式太阳能电池为主流,而以光化学效应工作的式太阳能民池则还处于萌芽阶段。太阳能电池产业在日本、美国、德国等发达国家对光伏发电进行政策性补贴的刺激下,产业规模迅速增长。在各类太阳能电池中,晶硅电池占据 80%以上的比重,其在性能上优于薄膜电池,但薄膜电池在价格上具备一定的优势,未来市场份额会有所上升。世界太阳能电池生产主要集中在中国、

日本、德国和美国四个国家,中国成为增长最快的地区。但中国生产的太阳能电池 90%以上是出口的,主要是用于太阳能发电站及光伏建筑一体化,国内市场还处于试验阶段,但市场前景很值得期待。

燃料电池:它是一种把储存在燃料和氧化剂中的化学能,等温地按电化学原理转化为电能的能量转换装置。燃料电池是由含催化剂的阳极、阴极和离子导电的电解质构成。燃料在阳极氧化,氧化剂在阴极还原,电子从阳极通过负载流向阴极构成电回路,产生电能而驱动负载工作。燃料电池与常规电池不同在于,它工作时需要连续不断地向电池内输入燃料和氧化剂通过电化学反应生成水,并释放出电能;只要保持燃料供应,电池就会不断工作提供电能。燃料电池在航空航天和军事方面得到较好的应用,但是受技术和成本的限制,尚未达到普遍的民用商业化程度。世界各国政府和大企业都十分重视燃料电池的发展,美国、日本、欧洲共同体等国家和他们的大企业都投入了巨资来推动燃料电池技术和产业化发展。目前已形成了一个庞大的企业和研究群,如日本丰田和三菱、美国 GM 和FORD、德国 BENZ 等汽车制造企业,再如加拿大巴拉德燃料电池公司、美国 BLACK POWER、UNITED FUEL CELL 等燃料电池公司、德国氢能与太阳能研究所等。

钒电池:它是目前发展势头强劲的优秀绿色环保蓄电池之一(它的制造、使用及废弃过程均不产生有害物质),它具有特殊的电池结构,可深度大电流密度放电;充电迅速;比能量高;价格低廉;应用领域十分广阔:如可作为大厦、机场、程控交换站备用电源;可作为太阳能等清洁发电系统的配套储能装置;为潜艇、远洋轮船提供电力以及用于电网调峰等。钒电池成本与铅酸电池相近,它还可制备兆瓦级电池组,大功率长时间提供电能,因此钒电池在大规模储能领域具有锂离子电池、镍氢电池不可比拟的性价比优势。钒电池生产工艺简单,价格经济,电性能优异,与制造复杂、价格昂贵的燃料电池相比,无论是在大规模储能还是电动汽车动力电源的应用前景方面,都更具竞争实力。

第五节锂电池行业发展面临的挑战与对策

一、中国锂电池研发存在的主要问题

目前国内锂电池研究存在三大问题。首先是制造的一致性问题。由于在锂电池的制造工艺和设备上存在差距,使得国内锂电池的生产工艺参差不齐,制造标准还达不到一致性。电动汽车所用的锂电池都是串联或并联在一起,如果一致性问题解决不好,那么所生产的锂电池也就无法大规模应用于电动汽车。

其次是知识产权问题。目前国内在磷酸铁锂电池的研究上已经取得突破,但是由于美国在这方面有专利,所以虽然我国在一些环节上能够自主研发,但是在知识产权问题上,还不知如何应对。

第三是原材料的筛选问题。现在用于锂电池生产的原材料不可能全部进口,主要还是取自国内,但是国内的原材料要通过国际认证,生产出的锂电池才能被国际认可,所以在原材料认证环节上目前还存在一些问题。

二、锂离子电池行业发展的制约因素

(1)目前锂离子电池发展的瓶颈是其安全性能和汽车动力电池的管理系统:安全性能方面,由于锂离子动力电池具有能量密度大、工作温度高、工作环境恶劣等方面的原因,加上以人为本的安全理念,因此,用户对电池的安全性提出了非常高的要求。汽车动力电池的管理系统方面,由于汽车动力电池的工作电压是12V 或 24V,而单个动力锂离子电池的工作电压是 3.7V,因此必须由多个电池串联而提高电压,但由于电池难以做到完全均一的充放电,因此导致串联的多个电池组内的单个电池会出现充放电不平衡的状况,电池会出现充电不足和过放电现象,而这种状况会导致电池性能的急剧恶化,最终导致整组电池无法正常工作,甚至报废,从而大大影响电池的使用寿命和可靠性能。

(2)目前锂电池使用的隔膜基本靠进口,如果实现国产化则可大大降低制造成本,目前国内仅有个别企业突破了隔膜制造技术,开始批量生产,但还不能完全替代进口隔膜。

(3)扩大锂电池的生产规模化,提升自动化水平,降低成本,这些需要资金的大量介入,另外还需要配套的充电站设施的大量先期投入,提供方便电动车应用的大环境,国内目前在配套设施方面比较落后,从而影响了锂电池动力汽车在国内的使用。

二、聚合物锂电池和磷酸铁锂电池发展前景被看好

未来两种锂电池会成为市场的主流:

其一,在小电池领域(如应用在手机、电脑、数码相机),目前占据主导地位的钴酸锂电池将逐渐被二元/三元聚合物锂电池取代。主要原因是目前钴酸锂电池有很大

安全隐患,且钴酸锂电池居各种锂电池价格之首。使用二元/三元聚合物锂电池,虽然不能完全消除安全隐患,但较钴酸锂电池有很大进步。在价格上也有明显的优势,目前一吨钴酸锂正极材料价格大约为 30 万元/吨,而二元/三元正极材料可以降低三分之一.目前,国内做二元/三元聚合物锂电池的企业并不多,数量不会超过 10 家,销量做的最大的是深圳雷天。

其二,在动力电池领域,磷酸铁锂电池是世界公认的最好的电池。它具有安全性、环保性、高循环性能等诸多优点,相比传统的铅酸电池,以及新型的燃料电池、镍氢电池、锰酸锂电池,优势很明显。尽管磷酸铁锂材料技术没有其他电池材料的技术成熟,但是国际上 A123、Postech 公司以及国内的斯特兰、北大先行在产业化方面已经取得了重大突破,目前,磷酸铁锂电池已经开始逐步渗透到各个应用领域。随着设备工艺的改进和产量的提升,磷酸铁锂电池终将全面推广,预计从 2009 年开始,行业将进入快速发展通道。

第六节银通电池产品及其优势

电池知识大全

电池知识大全 电池是一种能够将化学能转化为电能的装置,被广泛应用于各种电子设备、交通工具和能源储备系统中。下面是关于电池的综合知识大全,涵盖了电池的种类、工作原理、应用领域以及相关的环保和安全问题。 一、电池的种类 1. 干电池:干电池是一种不可充电的电池,内部使用干态电解质。最常见的干电池包括碱性电池(如碱性锰电池)、锌碳电池和银氧化锌电池。 2. 镍镉电池(Ni-Cd电池):镍镉电池是一种可充电电池,由金属镍、金属镉和碱性电解液构成。它具有较高的能量密度和较长的寿命,但含有有毒的重金属镉,对环境造成污染。 3. 镍氢电池(Ni-MH电池):镍氢电池是一种可充电电池,使用金属氢化物作为负极材料,金属镍作为正极材料,碱性电解液导电。相较于镍镉电池,镍氢电池具有更高的能量密度和较少的环境污染。

4. 锂离子电池(Li-ion电池):锂离子电池是一 种常见的可充电电池,使用锂离子在正负极之间的迁移实现电荷和放电。它具有高能量密度、轻量化和无记忆效应等优点,在移动设备、电动汽车等领域得到广泛应用。 5. 钠离子电池(Na-ion电池):钠离子电池类似于锂离子电池,但使用钠离子作为电荷的传输媒介。相较于锂离子电池,钠离子电池有较低的成本和更广泛的资源供应,但能量密度稍低。 6. 燃料电池:燃料电池将化学能直接转化为电能,通常使用氢气作为燃料和氧气作为氧化剂。燃料电池具有高效率、无污染排放和可持续性等优点,适用于电动汽车和能源储备系统。 二、电池的工作原理 电池的工作原理基于电化学反应。它由两个电极(正极和负极)以及介于两者之间的电解质组成。当电池连接外部电路时,化学反应发生,产生电流。 1. 非可充电电池工作原理: - 正极反应:正极材料中的化学物质氧化,释放

电池基础知识培训

电池基础知识培训 1、什么是电池? 电池是一种能源。当它的两极(即正负极)连接在用电器上时,它的储存化学能在电池中直截了当转化成电能。电池可视为一个电化能转换体系,类似于内部燃烧引擎。内部燃烧引擎将化学能转换成机械能,为能达到转换的目标必须有两种物质的存在:燃料和氧气.一只加伏电池也须要两种物质进行转换,分别有不合成分的电化学活性极完成,两种电极浸泡在电解液中,电解液在个中起传导感化。个中的一个电极用金属比如钴酸锂,在电解液中形成正极;另一极由电子转导化合物构成,如二氧化锰、银氧、碳素粉等在电解液中形成负极。电化学体系不合,会形成不合的电池电压,一样在1.2-4V之间。当电池连接到一外部载体时,电能从该体系中输出,直到将储存的化学能全部转换为止。 2、一次电池和充电电池有什么差别? 电池内部的电化学性决定了该类型的电池是否可充。依照它们的电化学成分和电极的构造可知,真正的可充电电池的内部构造之间所产生的反响是可逆的。理论上,这种可逆性是可不能受轮回次数的阻碍,既然充放电会在电极的体积和构造上引起可逆的变更,那麽可充电电池的内部设计必须支撑这种变更,然而一次电池仅做一次放电,它的内部构造简单的多且不须要支撑这种变更,是以,弗成以将一次电池进行充电,这种做法专门危险也专门不经济。假如须要反复应用,应选择轮回次数在500次阁下的充电电池,这种电池可成为二次电池或蓄电池。 3、一次电池和二次电池还有其它的差别吗? 它们明显的差别确实是能量容量和自放电率。一次电池能量密度远比二次电池高。但它们的负载才能相对要小。二次电池具有相对较高的负载才能,可充电电池Li-ion ,跟着近几年的成长,具有高能量容量。不管何种一次电池的电化学体系属于哪种,所有的一次电池自放电率都专门小。 4、可充电便携式电池的优缺点是什么? 充电电池寿命较长,可轮回500次以上,因此价格比干电池贵,但经常应用是较划算的。充电电池的容量比同规格的碱锰电池或锌碳电池低。另一缺点是因为它们接近恒定的放电电压,专门难推测放电何时停止。当放电停止时,电池电压会突然降低。假如在拍照机上应用,电池突然放完电,就不得不终止。但另一方面可充电池能供给的容量比大年夜部分一次电池高。但Li-ion电池却可被广泛地用在拍照器材中,因为它容量高,能量密度大年夜,以用随放电深度的增长而逐步降低的放电电压。 5、充电电池是如何实现他的能量转换?

电池的基本知识

<<電池的基本知識>> 一、什么是电池 1、电池的概念; 不必要伴随有机械运动,将各种能量转化为直流电能的发电装置。 2、物理电池: 通过物理变化将光能、热能等直接转变为电能的装置 3、化学电池: 将化学能直接转换为电能的发电装置 ①、组成化学电池的必要条件: a、必须把化学反应中的氧化过程(失去电子的过程)和还原(得到电 子)分隔在两个区域内进行。 b、正负极之间有离子性导电物质。 c、物质在进行氧化还原时,电子必须通过外线路。 ②、化学电池的电流是怎样产生的? 化学电池主要由正极、负极和电解液三部分组成,以锂电池为例:阳极由石墨晶体、阴极由二氧化钴锂材料制成,在外电路接通时电子向正极 移动,这种移动便形成子电流,电池的电压大小由组成电池的正负极材 料决定,电池的正负极材料(活性物质)之间具有电势差,当电池使用 时,两极的电势就象具有水位差的水被接通一要,由高向低流,这样的 定向移动便形成了电流。 4、电池的种类(化学电池) 化学电池的种类有很多,但按它们的使用性能可以分为一次性电池与二次可重复使用电池(也叫蓄电池)两大类。 ①、二次电池:镍镉电池(Ni-Cd)、镍氢电池(Ni-MH)、铅酸电池、锂电池 (Li).其中锂电池又包括:金属锂电池、液态锂离子电池、聚合物锂离子电池; ②、一次电池:糊式电池(如农村中常用的手电筒电池)、普通碳性锌-锰电 池、碱性电池(如电视上遥控器上用的5号7号电池); 5、手机电池的结构: 手机电池一般由电芯、FUSE(或PTC)、保护板(或电路板)、五金片、外壳以及一些辅料组成。

从上表我们可以得出结论: ①、锂离子电芯具有工作电压高、体积小、重量轻、比能量高及优良的高低温 性能,它的缺点就是需保护电路,防止电芯过充过放,现已大量用于工作电压为3.6V的手机电池中; ②、镍氢电池优点:它无污染以及比能量高于镍镉电而取代镍镉电用于许多手 机电池中; ③、镍镉电池的优点就是具有优良过充、过放及大电流充/放电特征,但由于比 能量低及有污染而被淘汰(不用于手机)。 7、名词术语: ①、开路电压:开路电压是两极之间所联接的外线路处于断路时,两极之间的 电位差; ②、电芯内阻:又称全内阻,是指电流通过电池内部时所受到的阻力; ③、终止电压:电压下降到不宜再继续放电的最低工作电压称为终止电压; ④、电池容量:电池的容量是指一定放电制度下(I放、T放、V终一定)从电 池获得电量的值,单位常用安培小时(Ah)表示; ⑤、充电电压:蓄电池放电后,用一个大于开路电压的直流电源对它进行充电 时所选择的电压就是充电电压; 8、电池的连接 根据手机电池的电压与容量的需求,可以把电芯做串、并、混联三种。 a、串联电压升高、容量不变 b、并联电压基本不变、容量升高 c、混联电压、容量均升高 9、电芯在操作过程中的注意事项: a、电芯正负极不可通过金触物导通或将正负极导通,否则将可能出现短路 起火、爆炸等异常; b、锂电芯正负极的识别: 钢壳:外壳通常为负极,极冒为正极; 铝壳:外壳通常为正极,极冒为负极; 聚合物锂离子电池:铝带(即要点焊一片镍带的一端)为正极,镍带为 负极(可直接焊接) 10、手机电池的通用性能指标: a、电池容量(mAh):就是电池内部储存化学能的多少,单位为毫安 时,也就是放电电流乘以放电时间,电池容量越高,使用时间越长, 当然休积越大。 b、电池内阻(mΩ):内阻即电池内部各部分电阻之和,内阻大小影响 电阻的输出特性,内阻值越小越好,一般在100—200之间。 c、最大充电电流(mA):锂离子电池的最大充放电电流一般为2— A,最大充放电电流反映电池的快速充放电能力。 3C 5 d、高低温性能:指电池在高温55度及低温-20度的环境条件下工作性 能,锂离子电池具有优良的高、低温性能,特别是高温放电性能,镍 氢电池稍差。 e、使用寿命:就是电池循环使用的时间,新国标规定电池的循环充放电 次数≥300次;旧标准规定为≥500次;使用寿命的长短取决于电芯

电池基础知识

AGA HOLDING CO.,LTD (业务员培训资料) 电池基础知识 一.什么是电池 1.1.定义 化学电源俗称为电池。是一种将物质的化学变化所释放出的能量直接转化为低压直流电的装置。 1.2.电池种类 1.二次电池的种类:有锂离子、锂锰、镍氢、镍镉、铅酸二次电池等。我司常用锂离子电池(简称锂电)和镍氢电池(简称氢电)。锂离子电池又可分为:液态锂离子电池和聚合物锂离子电池。 2.二次电池按用途可分为:民用电池、动力电池、高温电池等。民用电池广泛应用于通讯设备、办公自动化设备、家用电器等方面,如用手机、笔记本电脑、数码相机、MP3随身听等。动力电池,如用于电动工具、玩具模型等,可高倍率放电。高温电池,用于应急及后备供电系统,可在较高温度(50℃)下充放电。 3.二次电池按形态分类,锂离子电池有方型、窄面圆角型、圆柱形、纽扣型等形态;镍氢电池有圆柱形、方型等形

AGA HOLDING CO.,LTD (业务员培训资料) 态。 1.3.电池的命名 方形锂电池的命名是根据它的厚度、宽度、长度来决定的。比如633448S,那就表示它的厚度是6.3mm,宽度是34mm,长度是48mm。 圆柱锂电池的命名是根据它的直径\长度来决定的。比如18650,它的直径是18mm,长度是65 mm; 1.4.电池名词 ●一次电池:指无法进行充电,仅能放电的电池,但一次电池容量一般大于同等规格充电电池,如锌锰、碱性干电池,锂扣电池,锂亚电池等。 ●二次电池:指可反复充电再循环的电池,如铅酸、镍镉、镍氢、锂离子、锂聚合物、燃料、锌、铝、镁空气电池等。 ●额定容量:指电池在充满电後,空载状态下放电至截止电压时,所能释放出的电能量,一般以mAh或Ah(1Ah = 1000mAh)符号来表示。但如果电池使用时连接负载及长期使用后,电池释放的电量会下降。容量由于充放电是在一定的C-倍率条件下进行的,因此电池的容量与C-倍率直接相关。通常情况下电池的标称容量是指0.2C条件下测试得到

电池基本常识

电池基本常识 电池是人们生活和工作中经常使用的电源,由于其方便、便携、安全、坚固等特点,成为人们日常生活和工作中不可缺少的一部分。但是,许多人对电池的认识还不太深刻,因此本文将介绍电池的基本常识,以便大家了解和正确使用电池。 一、电池的基本原理 电池是一种将化学能转化为电能的装置。它通过化学反应的方法,在内部产生电流。通常由正极、负极、电解质和外壳四部分组成。在正极上发生氧化反应,从而获得电子,负极上发生还原反应,放出电子,因此在正负极之间形成了电势差,而外部使用时即可产生电流。 二、电池的分类 电池可以按不同的标准进行分类,如按形状可分为圆柱形、方形、扁平形、板式等;按化学反应原理可分为干电池、碱性电池、镍氢电池、锂离子电池等。其中干电池是最常见的一种电池,它的正极是二氧化锰,负极是锌,而电解液为氯化铵溶液。 三、电池的使用寿命及注意事项 电池的使用寿命与许多因素有关,如电池本身的容量、使用场合、环境温度等。一般情况下,电池的使用寿命在一年左右。为了延长电池使用寿命,应注意以下几点:

1、不要将电池混用,不同型号、不同品牌、不同化学类型的电池不能混用,否则会导致电池损坏,影响使用寿命。 2、不要将电池长时间存放在高温或低温环境下,一般最佳温度范围为20℃-25℃。 3、使用时应注意正负极的连接,避免反接或短路,这样会导致电池发热、气体爆炸等危险。 4、电池放电后要即时取出,不要长时间放置在电器内,以免电池失效或泄漏。 5、电池损坏后不要随意丢弃,应妥善处理,一般建议回收利用。 四、电池的环保问题 电池是一种易消耗品,每年全球消耗的电池达数十亿只,由此产生的废旧电池会对环境和人类健康造成潜在的威胁。因此,对于电池的环保问题,我们应该进行积极的控制和管理措施,具体措施包括: 1、减少电池使用量,使用充电电池或双节电池等可充电电池; 2、正确处理废旧电池,将其送到指定回收站点或加强处理以减少影响; 3、倡导环保行为,宣传环保主义,使更多的人意识到电池带来的环境问题,提高环保意识。 五、总结

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电池基础常识

电池基础常识 (1) 第一节电池的定义及参数 (3) 一、电池的定义 (3) 二、电池主要性能参数 (3) 三、电池有关计算 (5) 第二节几种常用二次电池的性能比较 (6) 第三节锂电池的定义及分类 (7) 一、锂电池的定义 (7) 二、锂电池的分类 (7) 三、锂电池的主要特点 (8) 第四节锂离子蓄电池的结构与特性 (10) 一、锂离子蓄电池工作原理 (10) 二、锂离子蓄电池的构造 (11) 三、锂离子蓄电池的特性 (12) 四、锂离子蓄电池的控制 (13) 五、各类电池发展现状 (13) 第五节锂电池行业发展面临的挑战与对策 (16) 一、中国锂电池研发存在的主要问题 (16) 二、锂离子电池行业发展的制约因素 (16) 二、聚合物锂电池和磷酸铁锂电池发展前景被看好 (17) 第六节银通电池产品及其优势 (18)

第一节电池的定义及参数 一、电池的定义 电池(battery)指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间。随着科技的进步,电池泛指能产生电能的小型装置。如太阳能电池。电池的性能参数主要有电动势、容量、比能量和电阻。 二、电池主要性能参数 内容 电池的主要性能包括电动势、额定容量、额定电压、开路电压、内阻、充放电速率、阻抗、寿命和自放电率。 电动势 电动势是两个电极的平衡电极电位之差,以铅酸蓄电池为例,E=Ф+0-Ф-0+RT/F*In(αH2SO4/αH2O)。其中:E—电动势Ф+0—正极标准电极电位,其值为1.690 Ф-0—负极标准电极电位,其值为-0.356 R—通用气体常数,其值为8.314 T—温度,与电池所处温度有关F—法拉第常数,其值为96500 αH2SO4—硫酸的活度,与硫酸浓度有关αH2O—水的活度,与硫酸浓度有关从上式中可看出,铅酸蓄电池的标准电动势为1.690-(-0.0.356)=2.046V,因此蓄电池的标称电压为2V。铅酸蓄电池的电动势与温度及硫酸浓度有关。 额定电压 电池在常温下的典型工作电压,又称标称电压。它是选用不同种类电池时的参考。电池的实际工作电压随不同使用条件而异。电池的开路电压等于正、负电极的平衡电极电势之差。它只与电极活性物质的种类有关,而与活性物质的数量无关。电池电压本质上是直流电压,但在某些特殊条件下,电极反应所引起的金属晶体或某些成相膜的相变会造成电压的微小波动,这种现象称为噪声。波动的幅度很小但频率范围很宽,故可与电路中自激噪声相区别。 开路电压 电池在开路状态下的端电压称为开路电压。电池的开路电压等于电池在断路时(即没有电流通过两极时)电池的正极电极电势与负极的电极电势之差。电池的开路电压用V开表示,即V开=Ф+-Ф-,其中Ф+、Ф-分别为电池的正负极电极电位。电池的开路电压,一般均小于它的电动势。这是因为电池的两极在电解液溶液中所建立的电极电位,通常并非平衡电极电位,而是稳定电极电位。一般可近似认为电池的开路电压就是电池的电动势。 内阻 电池的内阻是指电流通过电池内部时受到的阻力。它包括欧姆内阻和极化内阻,极化内阻又包括电化学极化内阻和浓差极化内阻。由于内阻的存在,电池的工作电压总是小于电池

电池基础知识

电池基础知识 1.概念 电池是一种能量转化与储存的装置,它通过反应将化学能或物理能转化为电能。电池即是一种化学电源,它由两种不同成分的电化学活性电极分别组成正负极。两电极浸泡在能提供媒体传导作用的电解质中,当连接在某一外部载体时,通过转换其内部的化学能来提供能源。 聚合物锂离子电池是一种二次电池的,二次电池是可以多次充放电使用的。一次电池是使用后不能多次充放电使用的电池,最常见就有是电池。 2.命名 一般聚合物锂电池外包装标识包括:公司代码、电池厚、宽、长 例如GRPLP502030 其中: GRP表示公司名称GREPOW LP表示Li-Polymer(锂聚合物)的缩写 50表示电池的厚度为5.0mm 20表示电池的宽度为20mm 30表示电池的长度为30mm 3.组成 聚合物锂离子电池组成有:电极(正负极)、电解液(LiPF6)、极耳(正负极耳)、隔膜、铝塑膜等。 电极是电池的核心部分,由活性物质和导电骨架组成。活性物质是指正负极中参加成流反应的物质,是决定化学电源基本特性的重要部分。一般锂电厂的正极活性物质都是钴酸锂;负极用的是碳材料:活性碳或石墨。 电解液是在电池内部正负极之间担负传递电荷的作用。电解液有下列特性: ①遇水产生强酸HF,HF具有腐蚀性,能腐蚀皮肤、包装膜及一些金属物品。 ②电解液在空气中会结晶,导致电解液性能下降,导电率降低,内阻增大。 ③电解液是有机溶剂,易燃。 极耳是导电柄,正负极耳分别连接电池内部的金属集流体(铝箔、铜箔)。 隔膜的作用是将电池正、负极隔开,防止两极直接短路。隔膜本身是不导电的,但电解质离子可以通过。因此要求隔膜必须具备以下性能: ①电绝缘性好; ②对电解质离子有很好的透过性,电阻低; ③对电解质具有化学稳定性和电化学稳定性; ④对电解质润湿性好; ⑤具有一定的机械强度,厚度尽可能小。 铝塑膜是聚合物电池的包装材料 4.制作流程 投料制浆涂布裁片焊接极耳卷绕压芯/ 叠片封装烘烤注液封口化一抽气封口折边化二(分容)点焊镍片检测(电压内阻外观)入库 5.性能 电池性能包括:电压、内阻、容量、自放电率、循环寿命、密封性能、安全性能、贮存性能、外观等。 电压:聚合物电池的工作电压范围为2.8-4.2V,额定电压为3.6V 内阻:是指电池在工作时,电流流过电池内部所受到的阻力。 容量:指在一定放电条件下,电池放电至截至电压时,放出的电量。即是电流与时间的积。一般用Ah或mAh表示。它直接影响到电池的最大工作电流和工作时间。 自放电率:电池在储存过程中,蓄电容量会逐渐减少,这种现象就叫自放电。

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电池知识大全 2007年03月26日星期一 14:40 电池的简要分类 首先,给电池下一个不是很恰当的定义,电池是一种可以将化学能转化为电能,并且可以储存,释放的一类装置。 大众生活中说到的“电池”则通常是指两种情况:第一种情况是单体电池,即一支电池作为供电电源,比如“一节5号电池,一节7号电池,一节5号充电电池,等等”;第二种情况是指两只以上的单体电池组合成的电池组,即多支电池整体作为供电电源,比如“一块摄像机6V镍镉电池,一块爱立信手机用4.8V镍氢电池,一块数码相机用7.2V锂离子电池,一块笔记本电池用14.4V 锂离子电池”,这些电池为了达到使用条件要求的电压或者容量,将两支以上单体电池串/并联组合成拥有更高电压或者容量的电池组,通常也被人们叫做“电池”。强调区分单体电池和电池组的差异,会更有利于电池的使用维护。 电池的种类繁多,且各具特色。如果按照化学组成,我们常见到的有:锌-锰,锌-氧化汞,锌-氧化银,锌-空气,镍-镉电池,金属氢化物电池(镍氢电池),铅酸免维护蓄电池(电瓶),锂离子电池,锂-二氧化锰电池,锂-亚硫酰氯电池,锂-二氧化硫电池,燃料电池等等。如果按照外形一般常见的可分为:圆柱体,方形,纽扣(扁型)形,层叠形(严格来说算是纽扣电池组)。 下面说一说各种生活工作中常见电池的特点,和使用维护中的一些问题。 常用的一次性碱性电池 一次性锌锰碱性干电池,这种电池可算是全国产销量名列前茅,国内品牌众多,比如最最常见的“南孚,劲量,金霸王,GP超霸,牡丹”都是锌锰干电池的产销大户。这种电池价格比较便宜一般AA(5号)电池1.5-2.5元/支,且电量较好,储存时间长,温度适应条件好,电池公称电压1.5V,起始电压可达1.6V,连续放电至0.9V(1欧姆)可达两分半钟左右,适用于中小电流密度放电。缺点是一般内阻比较大,在放电电流过大的情况下,电化学极化增大,工作电压迅速下降,电池输出容量减少(这可能就是数码相机使用碱性电池拍照张数非常少,电池放电过快,并且电池放置一段时间后仍可正常使用的原因)。通常有人希望这种电池可以充电后再一次使用,事实上是可行的,现在多数锌锰碱性干电池的锰环结构理论上可以充电,而且充电效果还不错,曾经有朋友用国产智能微电脑充电器给南孚AA(5号)电池电池充电,结果充回了原电池容量的45%左右,还循环使用了4,5次。不过,不推荐大家给锌锰碱性干电池充电,毕竟一般的充电器不支持这个功能,而且给一次性电池充电容易带来电池过热,甚至爆炸的危险!现在一般的碱性电池都是含汞量非常低,但是随意丢弃对环境还是有危害,大家要有环保的意识,将电池丢入专门收集电池的电池回收桶,防止污染,保护环境。 普通纽扣电池和高伏层叠电池 纽扣电池也是很常见的电池,个子小,型号多,通常一个电池能弄出好几个型号

锂电池基础知识培训

锂电池基础知识培训 锂电池是一种常见的电池类型,广泛应用于移动设备、电动车辆和可再生能源存储等领域。本文将为大家介绍锂电池的基础知识,包括锂电池的结构、工作原理、充放电特性、安全性等方面。 一、锂电池结构 锂电池通常由正极、负极、电解质和隔膜组成。 正极材料一般使用氧化物,如钴酸锂(LiCoO2)、磷酸铁锂(LiFePO4)等。这些正极材料能够释放或吸收锂离子,实现电池的充放电过程。 负极材料通常采用石墨,能够嵌著锂离子形成锂插层化合物。 电解质是锂离子的传导介质,一般采用液态或聚合物电解质。液态电解质具有高离子传导性和低内阻,而聚合物电解质则具有良好的安全性能。 隔膜用于隔离正负极,防止短路。 二、锂电池工作原理 锂电池的工作原理是基于锂离子在正负极材料之间的嵌脱插过程。 充电时,外部电源提供电流,使得正极材料氧化,负极材料脱锂。锂离子在电解液中移动,通过隔膜到达负极,嵌入到负极材料中。

放电时,锂离子从负极材料脱出,通过隔膜到达正极,嵌入到正极 材料中。同时,电子通过外部电路流动,产生电流,为外部设备供电。 锂电池的充放电过程是可逆的,可以循环多次使用。 三、锂电池充放电特性 锂电池的充放电特性与其正负极材料有关。 充电时,锂电池通常采取恒流充电和恒压充电两个阶段。恒流充电 阶段中,电流保持不变,直到电池电压达到设定的峰值电压;恒压充 电阶段中,电流逐渐减小,直到电池容量充满,电压保持恒定。 放电时,锂电池的电压会随着放电过程逐渐下降,当电压达到一定 程度时需要停止放电,以避免过放。 锂电池的容量可以通过充放电循环实验来测试,常用的容量单位是 安时(Ah)。 四、锂电池的安全性 锂电池具有较高的能量密度,因此在不正确使用或存储时存在一定 的安全风险。 首先,要注意避免过充和过放。过充会造成电池内部压力过高,甚 至发生爆炸;而过放会导致电池无法再次充电,损坏电池。 其次,在存储和携带锂电池时,应注意避免与金属物品短路,避免 受到外力撞击。

电池基础知识培训

电池基础知识培训 电池是我们日常生活中必不可少的能源设备,它们广泛应用于移动电子设备、车辆、工业设备等领域。了解电池的基础知识对于我们正确并安全地使用电池至关重要。在本篇培训中,我们将介绍电池的工作原理、常用类型和正确的使用方法。 一、电池的工作原理 电池是通过化学反应将化学能转化为电能的装置。它由正极、负极和电解质组成。正极和负极之间的化学反应将产生电子流动,形成电流。换句话说,电池的原理是通过电化学反应产生电能。 二、常见的电池类型 1. 锂离子电池:锂离子电池是目前最常见的可充电电池类型之一。它们具有高能量密度、长循环寿命和低自放电率的优点。锂离子电池广泛应用于智能手机、笔记本电脑等移动电子设备中。 2. 镍氢电池:镍氢电池也是一种常见的可充电电池。它们相对较便宜,循环寿命较长。镍氢电池被广泛应用于数码相机、无线电话等设备中。 3. 铅酸电池:铅酸电池是一种非常成熟的电池技术,常用于汽车起动、备用电源等场景。它们价格低廉,但能量密度相对较低。

4. 锂聚合物电池:锂聚合物电池是一种锂离子电池的变种,具有更 高的能量密度和更薄的形状。锂聚合物电池广泛应用于薄型笔记本电脑、平板电脑等设备。 三、正确使用电池的方法 1. 选购合适的电池:根据使用设备的需求选择合适的电池类型和规格。不同设备对电池的要求不同,需谨慎选择,避免混用不兼容的电池。 2. 充电和放电注意事项:对于可充电电池,使用专用充电器,并按 照电池说明进行正确操作。不要将电池长时间放置在充电器或设备中,以避免过充或过放。不可充电电池应及时更换,避免液体泄漏。 3. 储存电池的方法:对于不常使用的电池,应在储存之前将其放置 在适宜的环境温度下,并确保电池电量处于适当的便捷。长时间不使 用的电池应定期进行充放电循环,以维护其性能。 4. 处理废旧电池:废旧电池应遵循正确的处理方法。不可将废旧电 池随意丢弃,应按照当地相关规定进行回收处理,以减少对环境的污染。 总结: 电池作为一种重要的能源装置,对我们的生活产生了深远影响。了 解电池的基础知识能够帮助我们更好地使用电池并避免不必要的安全 风险。在选择电池时,请根据设备需求选择合适的电池类型。同时, 正确使用和储存电池,并妥善处理废旧电池,也是我们应该遵循的原

电池类基础知识整理

电池基本原理及基本术语 1.什么叫电池? 电池(Batteries)是一种能量转化与储存的装置,它通过反应,将化学能或物理能转化为电能。根据电池转化能量的不同,可以将电池分为化学电池和物理电池。 化学电池或化学电源就是将化学能转化为电能的装置。它由两种不同成分的电化学活性电极分别组成正负极,由一种能提供媒体传导作用的化学物质作为电解质,当连接在某一外部载体上时,通过转换其内部的化学能提供电能。 物理电池就是将物理能转化为电能的装置。 2.一次电池与二次电池的有哪些区别? 最主要的区别是活性物质的不同,二次电池的活性物质可逆,而一次电池的活性物质并不可逆。一次电池的自放电远小于二次电池,但内阻远比二次电池大,因此负载能力较低,此外,一次电池的质量比容量和体积比容量均大于一般充电电池。 3.镍氢电池的电化学原理是什么? 镍氢电池采用Ni氧化物作为正极,储氢金属作为负极,碱液(主要为KOH)作为电解液,镍氢电池充电时: 正极反应:Ni(OH)2 + OH- → NiOOH + H2O–e- 负极反应:M+H2O +e-→ MH+ OH- 镍氢电池放电时: 正极反应:NiOOH + H2O+e- → Ni(OH)2 + OH- 负极反应:MH+OH- →M+H2O+e- 4.锂离子电池的电化学原理是什么? 锂离子电池正极主要成分为LiCoO2,负极主要为C,充电时, 正极反应:LiCoO2 → Li1-xCoO2 + xLi+ + xe- 负极反应:C + xLi+ + xe- → CLix 电池总反应:LiCoO2 + C → Li1-xCoO2 + CLix 放电时发生上述反应的逆反应。

电池的基本知识

电池的基本知识 电芯的常识 ▪①镍氢 1.16-1.4V, n×(1.28+/-0.12V) 内阻≤25mΩ▪②锂电3.65-3.95V, n×(3.8+/-0.15V) 内阻≤70mΩ▪③特殊电压要求具体型号有: 9A9, 939, 620, C630, 820, R768等,其电芯电压要求在3.95-4.00V之间,是为了满足恒压点测试。稳压点电压太高会造成手机在充电时,手机显示电量满格闪烁报警等现象.▪④电芯厚度尺寸 ▪对某些电芯需进行厚度测试,,一般按电池内部空间决定,我们使用电芯厚度测试夹具进行。 ▪铝壳,A代表铝壳; 钢壳,S代表钢壳. ▪铝壳: 轻,强度低,外壳为正极; 钢壳: 重,强度高,外壳为负极. ▪电芯正极材料: 有石墨,焦炭的(内阻略大). ▪按外形分: 扁平长方形; 圆弧形; 长方形及扣式. ▪锂电池的型号中的6位数字,前两位为高度尺寸,中间两位为宽度尺寸(mm),例如BYD的063048AR电芯,其高为6mm,宽度为29.9mm长度为48mm,A表示铝壳,R 表示圆弧形.型号有四位数字表示其: 前两位为直径,后两位为带一位小数点高度尺寸.例如: LIR0225它的直径为20mm 高度为2.5mm 锂离子电池 ♦锂离子电池是以锂离子的储存与释放作为电能转换介质;是电能与化学能之间转换,现目前应用最广泛的是锂离子电池.现着重介绍一下锂锂离子电池的一些特征:♦A.其标称电压为 3.6V, 内阻≤70mΩ同体积的容量比镍氢高1至2倍,体积是镍镉的40-50%, 镍氢的20-30% ♦B. 高电压一个锂离子电池单体的工作电压为3.7V(平均值), 相当于三个串联的镍镉或镍氢电池. ♦C. 无污染锂离子电池不含有诸如镉,铅,汞之类的有害金属物质. ♦D. 锂离子电池不含金属锂(禁止在客机携带锂电池等规定的限制). ♦E.循环寿命高在正常条件下,锂离子电池的充放电周期可超过300次 ♦F. 无记忆效应记忆效应是指镍镉电池在充放电循环过程中, 电池的容量减少的现象. 锂离子电池不存在这种效应无需放电容量较高;循环次数长;自放电率低;储存时间长(大约为1至2年,但存放时间过久电芯内阻会增大,容量也会相应降低);♦G. 快速充电使用额定电压为 4.2V 的恒流恒压充电器可以使锂离子电池在一至两个小时内得到满充.放电稳定(呈现平滑线);重量轻;体积小及无公害等. 镍氢电池 ♦镍氢电池以氢氧化镍为正极,以能够自由吸收﹑释放氢气的储氢金属合金为负极. ♦特征: ♦A. 绿色能源镍氢电池不含镉﹑汞,是环保型化学能源. ♦B.与镍镉电池的相似性与镍镉电池有着相近的放电特性. ♦C.镍氢电池有着近两倍于镍镉电池的能量密度D. 500个充放电周期.标称电压为 1.2V, 内阻≤25mΩ 锂离子电池保护电路原理图

电池知识培训理论与教程

电池知识培训理论与教程 电池作为现代社会中不可或缺的能源储备装置,在各个领域都发挥着重要的作用。为了更好地了解电池、使用电池以及维护电池,我们需要掌握一些基本的电池知识。本文将为大家介绍电池的基本原理、不同类型电池的特点以及正确使用与维护电池的方法。 一、电池的基本原理 电池是一种将化学能转化为电能的装置。它由正极、负极和电解质组成。正极和负极之间通过电解质形成离子通道,使正负两极之间产生电位差,从而驱动电子流动,产生电能。 电池的工作原理主要可分为化学反应和电子流动两个过程。在化学反应过程中,正极和负极发生氧化还原反应,产生电荷。而在电子流动过程中,正极的电子通过外部电路传递到负极,完成电能的转化。 二、不同类型电池的特点 1. 干电池 干电池是最常见和广泛使用的电池类型之一。它采用密封容器,内部充满电解液,常用的干电池有碱性电池和锌碳电池。干电池具有价格便宜、使用方便等特点。 2. 锂电池 锂电池是一种高性能的可充电电池,具有高能量密度、长循环寿命等优点。锂电池广泛应用于移动设备、电动车辆等领域。

3. 铅酸电池 铅酸电池是一种重量较大的蓄电池。它具有低成本、大容量的特点,广泛应用于汽车、太阳能电池储备系统等领域。 4. 燃料电池 燃料电池是一种将燃料的化学能直接转化为电能的电池。它具有高 效率、零排放等优点,在交通运输、能源供应等领域具有广阔的应用 前景。 三、电池的正确使用与维护方法 1. 正确使用电池 (1)根据设备要求选择合适的电池类型和规格。 (2)安装电池时,注意正负极的对应关系,避免反装。 (3)避免过度放电,及时更换电池,以防止损坏设备。 2. 电池的储存方法 (1)长期不用的电池应储存在阴凉干燥的地方。 (2)电池储存时应分开放置,避免短路或相互干扰。 (3)定期检查存储电池的电量,避免过度放电。 3. 电池的维护方法 (1)定期清洁电池表面,保持干净,避免腐蚀。

锂离子电池基础知识

电池基础知识培训资料 一、锂离子电池工作原理与性能简介: 1、电池的定义:电池是一种能量转化与储存的装置,它通过反应将化学能或物理能转化为电能,电池即是一种化学电源,它由两种不同成分的电化学活性电极分别组成正负极,两电极浸泡在能提供媒体传导作用的电解质中,当连接在某一外部载体上时,通过转换其内部的化学能来提供能源. 2、锂离子电池的工作原理:即充放电原理。Li-ion的正极材料是氧化钴锂,负极是碳。当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极.而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。同样,当对电池进行放电时(即我们使用电池的过程),嵌在负极碳层中的锂离子脱出,又运动回正极。回正极的锂离子越多,放电容量越高。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。在Li-ion的充放电过程中,锂离子处于从正极→负极→正极的运动状态。Li—ion就象一把摇椅,摇椅的两端为电池的两极,而锂离子就象运动员一样在摇椅两端来回奔跑。所以,Li—ion又叫摇椅式电池。 通俗来说电池在放电过程中,负极发生氧化反应,向外提供电子;在正极上进行还原反应,从外电路接收电子,电子从负极流到正极,而电流方向正好与电子流动方向相反,故电流经外电路从正极流向负极。电解质是离子导体,离子在电池内部的正负极之间定向移动而导电,阳离子流向正极,阴离子流向负极。整个电池形成了一个由外电路的电子体系和电解质的离子体系构成的完整放电体系,从而产生电能。 正极反应:LiCoO 2==== Li 1-x CoO 2 + xLi+ + xe 负极反应:6C + xLi+ + xe—=== Li x C 6 电池总反应:LiCoO2 + 6C ==== Li1-xCoO2 + LixC6

电池基本知识

目录 第一讲电池的根底知识 (1) 1、电池的定义 2、化学电池开展历史 3、化学电池的分类 4、Ni-MH电池的根本构造及其作用 5、Ni-MH电池的工作原理 6、Ni-MH电池的主要性能参数及其测试放法 7、Ni-MH电池的成份及本钱的主要构成 8、我司电池的命名方法 第二讲电池的制造过程中的常识 (5) 第一讲电池的根底知识 第1节电池的定义 广义的电池〔Battery〕是一种将其它形式的能量直接转换为直流电的装置。电池按转换能量方式分两大类:一类是物理电池,如太阳能电池、飞轮电池;另一类是化学电池,即把化学能转变为电能的装置,一般又称化学电池或化学电源。 第2节化学电池开展历史 1、世界上电池的开展 1800年意大利科学家伏打〔V olta〕创造的"伏打电池"是世界上第一个电池; 1859年法国普兰特〔Plante〕创造铅酸蓄电池,这是世界上第一个可充电电池; 1868年法国勒兰社〔Leclanche〕创造锌锰湿电池〔电解液为NH4Cl溶液〕; 1888年Gassner改良后制成了干电池; 1899年瑞典的杨格纳〔Jungner〕镉镍蓄电池 1900年美国爱迪生〔Edison〕研制成功铁-镍蓄电池; 1943年法安德烈火〔Andre〕创造了锌银电池; 1947年美茹宾〔Ruben〕研制成功锌汞电池; 1970年出现了燃料电池〔H2/O2电池); 1971年日本研制成了H2-Ni电池和Li电池; 1988年美国Ovonic公司率先研制成功金属氢化物镍电池; 1991年日本Sony公司Li+电池商品化;

1992年Li+聚合物电池问世。 2、我国电池工业的开展 1955年前,以干电池为主,1955年,根据中央军委的指示,"一五〞期间投资兴建国营七五五厂,开场生产Cd-Ni蓄电池;1987年,XX大学试制成功MH-Ni蓄电池;1998年,锂离子电池通过鉴定。目前我国已成为世界最大的电池生产基地。 3、电池开展方向 一次电池向绿色无汞碱锰电池方向开展;二次电池向Ni-MH、锂离子电池方向开展;铅酸电池向全密封免维护方向开展。 第3节化学电池的分类 化学电池按工作性质可分为:一次性电池、二次性电池、燃料电池和激活电池。 1、一次电池 该种电池又称为原电池,如果原电池中电解质不流动,那么称为干电池。由于电池反响本身不可逆或可逆反响很难进展,电池放电后不能充电再用。如碱性锌锰电池。 2、二次电池 又称为可充电电池,即充放电能反复屡次循环使用的一类电池。我们的Ni-MH电池就属于这二次电池。 3、燃料电池 该类电池又称为连续电池,将活性物质连续注入电池,电池可连续放电。如氢-氧燃料电池。 4、激活电池 又称为贮备电池,这类电池的正负极活性物质在贮存期不直接接触,使用前临时注入电解液或用其它方法使电池激活。如镁-银电池。 第4节Ni-MH电池的根本构造及其作用 镍氢电池由四个根本部件组成:电极〔正极和负极〕、电解液、隔膜和外壳。电极是电池的核心:由活性物质〔参加成流反响〕、导电骨架和添加剂组成;隔膜是构成电池的根本材料之一,它置于正负电极之间,起到既可以使两电极尽量靠近又可防止正负极活性物质接触短路的作用。要求隔膜电子绝缘、高度离子导电、厚度均匀、力学强度好、耐强碱和电化学稳定性好;电解液:离子导电,参与电化学反响;外壳:密封。 第5节Ni-MH电池的工作原理 Ni─MH电池是以金属氢化物为负极,羟基氧化镍电极为正极,碱液〔主要为KOH〕作为电解液。镍氢电池电极发生的化学反响如下: 充电时,正极反响:Ni(OH)2 + OH-→NiOOH + H2O +e 负极反响:M +H2O+ e →MH +OH-

蓄电池的基本知识大全

铅酸蓄电池基本常识 1、什么是放电效率? 放电效率是指在一定的放电条件下放电至终点电压所放出的实际电量与额定容量之比,主要受放电倍率,环境温度,内阻等到因素影响,一般情况下,放电倍率越高,则放电效率越低。温度越低,放电效率越低。 2、何为电池的倍率放电? 指放电时,放电电流(A)与额定容量(A•h)的倍率关系表示。 3、何为电池的小时率放电? 按一定输出电流放完额定容量所需的小时数数,称为放电时率。 4、何为电池的能量密度? 指电池的单位体积所含的电能。 5、铅酸电池使用什么标准? 电池标准分国家标准、行业标准、企业标准三个级别。目前车用电池执行的是编号为JB/T 10262——2001的行业标准。 6、电动车铅酸电池是如何命名的? 车用铅酸电池名称叫做6-DZM-X,其中的X为后缀,X可以是8、10、12,代表电池的容量。6DZM代表6组单格电池组合成一块12V电压的电动车专用阀控密封免维护电池,如果是胶体电池,其标示方法为6-DJM-X。 7、铅酸蓄电池容量标示方法是什么? 应当以C2为准,即以0.5C2电流放电,当电压达到该电池的放电终止电压时的放电时间和电流的乘积应等于或接近额定容量值。比如:一块12V、12Ah的电池,以5A电流放电,放电终止电压达到10.5V时,时间不能少于140min;同样,一块12V、10Ah的电池,以5A电流放电到电压达到终止电压10.5V时,时间不能少于120min。其误差为0.1Ah 实际上行业标准规定:10Ah的电池,以5A电流放电到终止电压时间不得小于120min。企业产品实际达到的为130~137min。 8、什么是电池的过充电能力? 行业标准规定,铅酸蓄电池以1.2A电流连续充电48h,实际容量不得低于额定容量的95%。 9、什么是电池的过放电能力? 行业标准规定,铅酸蓄电池开始放电电流为12A±1.2A、以定阻抗方式连续放电2.0h,实际容量不得低于75% 10、什么是电池的低温保存特性? 行业标准规定,铅酸蓄电池在-10℃±0.1℃的环境条件下存放10h,实际容量不能低于70%。 11、如何评价铅酸蓄电池的寿命? 以容量75%的深度放电,寿命不应低于350次。 12、铅酸电池有那些优缺点? (1)优点——价格低廉:铅酸电池的价格为其余类型电池价格的1/4~1/6。一次投资比较低,大多数用户能够承受。 (2)缺点——重量大、体积大、能量质量比低,娇气,对充放电要求严格。 13、为什么电池要储存一段时间后才能包装出货? 电池的储存性能是衡量电池综合性能稳定程度的一个重要参数。电池经过

(完整word版)电池科普知识

电池科普知识 一.什么是电池? 化学电源俗称为电池。是一种将物质的化学变化所释放出的能量直接转化为低压直流电的装置。二.电池的工作原理 电池在放电过程中,负极发生氧化反应,向外提供电子;在正极上进行还原反应,从外电路接受电子,电子从负极流到正极,而电流方向与电子流动方向刚好相反,故电流经外电路从正极流向负极。电解质是离子导体,离子在电池内部的正负极之间定向移动而导电,阳离子流向正极,阴离子流向负极。整个电池形成了一个由外电路的电子体系和电解质的离子体系构成的完整放电体系,从而产生电能供电。 三.常用电池的型号命名与标识 IEC型号美国型号日本型号直径(mm) 高度(mm) 中国传统叫法 普通锌锰电池R03 AAA UM-4 10.5 44.5 7号电池 R6 AA UM-3 14.5 50.5 5号电池 R14 C UM-2 26.2 50 2号电池 R20 D UM-1 34.2 61.5 1号电池 碱性锌锰电池LR03 AAA AM-4 10.5 44.5 7号碱性电池 LR6 AA AM-3 14.5 50.5 5号碱性电池 LR14 C AM-2 26.2 50 2号碱性电池 LR20 D AM-1 34.261.5 1号碱性电池 四.常用电池的结构与特点 1.圆柱型锌锰电池 圆柱型锌锰电池就隔离物的不同可分为糊式电池和纸板电池。糊式电池即普通型锌锰电池,纸板电池因其配方组成的差异引起电性能的不同,又分为C型(或称铵型)纸板电池(又称高容量电池)和P 型(或称锌型)纸板电池(又称高功率电池)。 糊式电池即传统的锌锰干电池,其正极材料采用活性较低的天然二氧化锰,隔离物是淀粉和面粉的浆糊隔离层,电解液是以NH4CL为主的氯化铵、氯化锌水溶液,负极是锌筒,其放电性能一般较差,容量较低,电池使用末期易漏液,但价格便宜,多适用于小电流和间歇放电的场合,如用于收音机、手电筒等。 C型纸板电池是在糊式电池的基础上用浆层纸代替了浆糊纸,不但正极填充量提高30%左右,而且用30-70%的高活性锰代替了天然锰,所以容量得以提高,使用范围得以扩大,多用于小电流放电场合,如用于钟表、遥控器、收音机、手电筒等场合。 P型纸板电池采用氯化锌为主的电解液,正极材料全部采用高活性的锰粉,如电解锰、活性锰等,其防漏性能远高于糊式和C型电池,多用于大电流连续放电场合,如用于照相机、闪光订、收录机、剃须刀、电动玩具等。 2.圆柱型碱性锌锰干电池 圆柱型碱性锌锰电池,又称碱锰电池,俗称碱性电池,是锌锰电池系列中性能最优的品种。其外壳一般由08F镀镍钢带经冷轧冲压制成,同时兼作正极集流体,电解二氧化锰正极材料压成圆环紧贴在柱体内壁,以保证良好的接触,其负极采用粉状锌粒并制成膏剂,处于电池的中间,其间插入负极集流体(负极一般为铜钉),集流体与负极底部相连,在电池内部,正极间用隔膜(隔离层)隔开,其外部用尼龙或聚丙烯密封圈隔开,同时实现电池的密封,电池外部与一般电池几乎相同。 虽然圆柱型碱性锌锰电池的公称电压与普通电池的相同,均为1.5伏,但由于碱性电池在结构上采用

动力电池基础知识

动力电池的主要性能参数 1、电压:开路电压=电动势+电极过电位,工作电压=开路电压+电流在电池内部阻抗上产生的电压降。电动势由电极和电解质材料特性决定,电极的过电位与材料活性、荷电状态和工况有关。 2、内阻:电池在短时间内的稳态模型可以看作为一个电压源,其内部阻抗等效为电压源内阻,内阻大小决定了电池的使用效率。电池内阻包括欧姆电阻和极化电阻两部分,欧姆电阻不随激励信号频率变化,又称交流电阻,在同一充放电周期内,欧姆电阻除温升影响外变化很小。极化电阻由电池电化学特性对外部充放电表现出的抵抗反应产生,与电池荷电、充放强度、材料活性都有关。同批电池,内阻过大或过小者都不正常,内阻过小可能意味材料枝晶生长和微短路,内阻太大又可能是极板老化、活性物质丧失、容量衰减,内阻变化可以作为电池裂化的充分性参考依据之一。 3、温升:电池温升定义为电池内部温度与环境温度的差值。多数锂电池充电时属吸热反应,放电时为放热反应,两者都包含内阻热耗。充电初期,极化电阻最小,吸热反应处于主导地位,电池温升可能出现负值,充电后期,阻抗增大,释热多于吸热,温升增加,过充时,随不可逆反应的出现,逸出气体,内压升高、温度升高,直到变形、爆裂。 4、内压:电池内部压力,由于电池内部反应逸出气体导致气压增大,气压过大将撑破壳体和发生爆裂,基于安全考虑,一方面锂电池都设计了单向的防爆阀门,一方面用塑壳制造。析气反应常伴随着不可逆反应,也就意味着活性物质的损失、电池容量的下降,无析气、小温升充放电是最理想的工况。 5、电量:电学里,电量用Wh(瓦时)表示,是能量单位,一度电等于1kWh;电池常用Ah(安时)计算电量,对于动力电池侧重于功率和能量大小,用Wh更直接一些,因为电池的电压是变化的,其全程变化量可达到极大值的一半左右,用Ah计算电量不能正确描述电池的动力驱动能力,但Ah作为电池的电量单位自有其历史和道理,在不引起歧义的地方两种电量单位都可以使用。 6、荷电(SOC):电池还有多少电量,又称剩余电量,常取其与额定容量或实际容量的比值,称荷电程度。是人们在使用中最关心的、也是最不易获得的参数数据,人们试图通过测量内阻、电压电流的变化等推算荷电量,做了许多研究工作,但直到目前,任何公式和算法都不能得到统计数据的有效支持,指示的荷电程度总是非线性变化。 7、容量:电池在充足电以后,开始放电直到放空电为止,能输出的最大电量。容量与放电电流大小有关,与充放电截止电压也有关系,故容量定义为小时率容量,动力电池常用1小时率(1C)或2小时率(0.5C)容量。电池在化成之前材料的活性不能正常发挥,容量很小,化成过程开始后,电池进入其生命期,在整个生命期里,电池的活化和劣化过程是一个问题的两个方面,初期活化作用处于主导地位,电池容量逐渐上升;以后,活化和劣化作用都不明显或相当;后期,劣化作用显著,容量衰减,规定容量衰减到一定比例(60%)后,电池寿命终结。(一般所指电池寿命是指剩余容量为80%的循环次数) 8、功率:电学定义直流电源的输出功率等于输出电压与电流的乘积,锂电池单体电压高,在相同的输出电流下,其功率分别是铅酸(2.0V)、镍镉(1.2V)或镍氢(1.2V)的1.6倍和3倍。电动汽车用动力电池组的负载是电机控制器,电机控制器根据车速变化调整输出功率,短时间来看,电池组驱动的是恒功率负载,这个功率变化的范围极大,制动时有与加速时相近的反向逆变功率。 9、效率:电池的效率指电池的充放电效率或能量输出效率,本文指后者。对于电动汽车,续驶里程是最重要指标之一,在电池组电量和输出阻抗一定的前提下,根据能量守恒定律,电池组输出的能量转化为两部分,一部分作为热耗散失在电阻上,另一部分提供给电机控制器转化为有效动力,两部分能量的比率取决于电池组输出阻抗和电机控制器的等效输入

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