当前位置:文档之家› 锂离子电池与锂聚合物电池特点

锂离子电池与锂聚合物电池特点

锂离子电池与锂聚合物电池特点
锂离子电池与锂聚合物电池特点

当我们把锂电作为电动直升机的动力来源之前,有许多事情值得我们好好了解。没有什么事比安全更重要的了,不管是哪一种电池我们都应小心翼翼地看待它们,因为当它们在充饱电时都是充满能量的。锂电拥有最高的能量密度,而且它们也有许多独特的特性需要我们对其做更多特殊的安全考量。在开始探讨锂电的其它方面前先了解这些安全问题是非常重要的。

锂电池最常用的有锂聚合物(Li-Poly)与锂离子(Li-ion) 这两种,与我们常用在模型上的镍镉(Ni-Cd)与镍氢(Ni-MH)电池有相当大的差异。

一、充电/安全重要!!!

若你是飞行的新手,记住“不要”使用聚合物锂电池,没有任何例外,继续读下去就知道这么规定的原因了。

至于其它重要的有:锂电池充电的方法与传统镍镉及镍氢电池有很大不同,要对锂电池充电必须使用专门为锂电设计的锂电专用充电器。

一般而言如果锂电充电器可以正确计算掌握锂电池的组成Cell数(指的是一大条锂电是由几颗单颗小锂电组成的),则可以适应离子电池(Li-ion)和聚合物锂电池(Li-Poly)的充电需要。记住千万不要用只能充镍镉(Ni-Cd)与镍氢(Ni-MH)电池的充电器来对锂电充电,那非常的危险!

对锂电池充电是使用锂电时最危险的一个部分,当在对锂电充电时请极端地注意锂电的充电情况。对锂电充电器设定正确的充电电压或正确的电池颗数是十分重要的,若没做好锂电充电器的设定,可能会造成锂电池的过充而产生爆炸与大火。已经有好几回火灾是由锂电池所引起的。请以负责任的态度进行锂电池的充电工作。以下是一些锂电池在充电与使用上的指导原则:

1.使用经过验证可安全使用的锂电专用充电器

2.确定你已经正确的设定了锂电专用充电器上面的电压或是电池颗数的参数,如果你不知道如何进行设定,请去买一个你知道如何进行设定的锂电充电器,不然就是不要用锂电,以免在充电时发生爆炸。

3.在对锂电进行充电时一定要有人在场,不要在无人在场时对锂电进行充电,曾经有人因为这个原因把房子跟车子给烧掉了,切记切记。

4.在充电时请准备一个合适的平台放置你的充电器以及锂电,以确保当锂电因为意外发生爆炸或是火灾时不会造成任何的损坏和危险。要预留防火空间,准备消防沙或准备灭火器、壁炉等都是好的选择。

5.请不要用超过1C的电流进行充电,我个人曾经因为违反这一条规则而在家里造成火灾。

6.若在充电时有其中一颗锂电发生膨胀的现象,当它还在发热时千万不要搓破它。把锂电池放在盐水中,等到有问题的cell冷却之后,小心地把锂电池组的外皮剥掉然后再把电池组放回盐水中,之后才能安全地把有问题的锂电丢到回收桶中。

7.非常重要:当你用锂电飞行不幸摔机,此时锂电池是被放置在飞机中,或许电池看起来没有受损。不过仍要请您千万小心地把锂电池从飞机上拆下,然后静置在安全的地方至少20分钟以上以确保锂电真的没有受损无爆炸之虞。有好几起火灾例子是在发生摔机后,机主把飞机尸体丢在车子里,然后受损的锂电在车内发生爆炸把整台车子都烧光光。

8.请在开放通风的地方进行锂电的充电,因为若是锂电池真的发生破裂跟爆炸,则危险有害的烟雾及物质会从电池外泄出来。

9.当您使用锂电池进行飞行或是充电时,请准备一桶沙子在旁边,当发生锂电爆

炸时用沙子灭火这是最经济有效的方法,这个作法非常的便宜而且是必须的。 10.请了解这些电池是有危险性的,不要有“我不会那么衰,这不会发生在我身上”的想法,否则搞不好下一个在着火的房子或车子里拯救妻儿的人就是你,我非常重视这点。

至此我们已经涵盖一些重点的主题,再来讲点比较不那么严重的:

二、什么是锂聚合电池?

锂聚合电池被应用在很多电子装置上。随便举例就有手机、笔记本计电脑、PDA 和随身听等。不过大部分的锂电池不是被设计来用在遥控模型上的,我们把锂电用在遥控模型上,这并未在这些锂电池当初被设计出来所考量的应用用途之内。锂聚合电池与锂离子电池相似的是单颗电压通常都是 3.6V,不过与锂离子电池不同的是锂离子电池外壳通常是硬壳的,而锂聚合物电池的外壳则是软壳的。一般的锂聚合物电池是薄长方形并且在上方有两个突出点,一为正极一为负极。我们使用锂电池的原因是锂电池显著比镍镉或是镍氢电池在重量上轻很多,这可以使我们的飞机飞得更久更好。此外,聚合物锂电池的安全性比金属外壳的液态锂离子电池的安全性更高,聚合物锂电池不爆炸、不燃烧,使用非常安全。但我们还是要提醒您小心使用,短路也是造成间接燃烧的可能因素!

三、电压与电池数的计算

锂聚合物电池在充电与放电时的特性与镍镉(Ni-Cd)与镍氢(Ni-MH)电池有所不同,当单颗锂电池充饱电时的电压约为4.2V,全放电完时的单颗电压则约为3V。我们在使用上锂电池时要保持单颗锂电池的电压介于3~4.2V之间,过充与过放皆会对锂电池造成伤害。不要忘记设定你的电子变速器的截止放电电压以避免锂电过放。

如果您有使用过镍镉(Ni-Cd)与镍氢(Ni-MH)电池进行飞行,由于单颗镍镉(Ni-Cd)与镍氢(Ni-MH)电池的电压为1.2V,而锂电池则是3.6V,因此您必需进行一些换算。如果原来是用6~7颗镍镉或镍氢电池,则可用两颗锂电池串联以取得近似的电压。如果原来是用10~11颗镍镉或镍氢电池,则可用三颗锂电池串连以取得近似的电压。

有许多飞友原来是用8颗镍镉或镍氢电池,则会有卡在该选择两颗或是三颗锂电池串连以取得近似的电压的选择之中。以我的经验来说,最好选择的方法应该是要先了解之前在使用镍镉或镍氢电池飞行时,所需消耗的功率瓦数(W),再透过搭配使用锂电、马达、螺旋桨以取得进似的功率输出。

举例来说:如果你之前的飞机是用400级的马达,使用8颗镍镉或镍氢电池(9.6V),飞行时电流为10安培。则你每秒需要损耗9.6×10 = 96 (W)瓦的功率,因此若您使用两颗锂电池(7.2V),则你可能得换桨飞行,电流为13安培;或是使用三颗锂电池(10.8V),并换桨飞行,让电流为8.9安培。诸如此类的搭配估计需要一点经验,以求得最好的搭配效果,不过计算功率输出以此为基准来进行估计是一个不错的开始方式。

四、利用3S4P(3串4并)来取得10C的锂电池电流放电能力

电池放电的速度取决于瞬间所能提供的最大电流输出。电流输出通常使用“C”这个字来估计,C代表的是:60分钟/电池放电完毕所需分钟。

举例来说1C代表这颗电池花1小时(60分钟)把电力放完;2C代表这颗电池花0.5小时(30分钟)把电力放完。

所有的电池都是用“毫安培小时(mAh)”来计算电池的容量。假设一颗电池标示2000mAh,则代表当我们使用2000mA(等于2A)的电流对其进行放电时,其需要

花费一小时才能放电完毕。电池在使用时是以多少C来进行放电跟电池的容量有关。若一颗2000mah的电池以2A的电流放电,则是属于1C 放电;若以6A 的电流放电,则是属于3C放电(6A = 6000mA = 2000mA * 3)。

目前的锂电池科技尚无法让锂电池拥有像镍镉或镍氢电池般的高C数大电流放电能耐,因此许多锂电池组透过并联的方式取得更高的瞬间放电电流的能力。当两组电池透过正极接正极、负极接负极的方式并联成一颗更大的电池时,此时电池的电压不变、电容量则倍增成两倍。如果您有两颗2000mAh的电池,如果您将它们进行并联,则效果相当于1颗4000mAh的电池组。这组4000mAh的电池组其最高放电C数跟原来2000mAh的电池是一样的,不过由于电容量倍增的关系,假设原来2000mAh的电池最高可以5C放电提供10A的最大电流;透过并联两组2000mAh的电池而得来的4000mAh电池同样是5C放电,其最大放电电流则提升至20A。透过这个方式可以让锂电池组提供单一颗锂电池所无法提供之瞬间高电流输出的能力。

透过XSXP的命名方式可以让我们很容易的了解一个电池组是由多少颗电池进行串联来提高电压、由多少组同电压电池组并联来提高放电电流。其中前面的“S” 代表的是串联(Series);后面的“P”代表的是并联(Parallel)。因此一个由单颗2100mAh的锂电池所组成3S4P的电池组,其意味着由12颗锂电池所组成,其电压为单颗锂电池的三倍,放电电流能力为单颗锂电池的四倍。因此若这组电池组的最大放电C数为6C,则代表了他是一组电压为10.8V(3×3.6),并提供最高

50.4A放电电流(2100mAh × 6C × 4P = 2.1A × 6 × 4 = 50.4 A)的锂电池组。

五、一般使用提示

1.锂电池在寒冷的天气无法发挥应有的性能,若您在冬天进行飞行,在未使用前可以将电池放在车内以求锂电池发挥应有的性能。

2.注意不要让电池过热,使用时尽量保持电池温度在华氏温度140~160度左右可以让您的锂电池活久一点。

3.不要让锂电池超过其原本设计最大的放电C数放电(不要让锂电池过电流放电),这将会造成电池的损坏,并让电池的原本最大电池容量降低。如果你在对锂电池进行充电后发现你只能充进原本电池标称容量的二分之一或是四分之三时,你很有可能是因为在使用锂电池时,使用过高的电流放电导致电池受损的关系(前提是电池容量没有不实标示)。

4.监控一电池组内的个别单颗锂电池的电压,保持同一电池组内之各颗锂电池的电压一致是很重要的,这可以让使用时的安全性增加,并且延长电池寿命。

5.若您是自行制作锂电池组,请记得在每颗锂电池间保持一些空隙以利电池的散热,当在制作两颗以上的锂电池组时这是最重要的了。

6.有些锂聚合物电池的正负极接点是使用铝的材质,如果你要对其进行焊接,必须记住一般的焊接程序无法使用在铝质接点上,你可能得买焊接铝用的焊接片,通常卖给你这种电池的厂商那边也会有销售焊接片。

手机中,无论是从技术角度评估还是从价格方面的考虑,电池都占有十分重要的地位。时值今日,市场上正在销售的手机中,所使用的电池已经基本完成了从镍电池到锂电池的过渡。也许是由于手机电池刚刚完成了一次镍电池到锂电池的革命,所以人们对锂电池的认识并不统一,在许多情况下不正确的说法和做法颇为流行。因此,懂得一点锂电池的知识,掌握锂电池的正确使用方法是非常有必要的。

一、锂电池的种类:

目前市面上所使用的二次电池主要有镍氢(Ni-MH)与锂离子(Li-ion)两种类型。锂离子电池中已经量产的有液体锂离子电池(LiB)和聚合物锂离子电池(LiP)两种。所以在许多情况下,电池上标注了Li-ion的,一定是锂离子电池。但不一定就是液体锂离子电池,也有可能是聚合物锂离子电池。

锂离子电池是锂电池的改进型产品。锂电池很早以前就有了,但锂是一种高度活跃(还记得它在元素周期表中的位置吗?)的金属,它使用时不太安全,经常会在充电时出现燃烧、爆裂的情况,后来就有了改进型的锂离子电池,加入了能抑制锂元素活跃的成份(比如钴、锰等等)从而使锂电真正达到了安全、高效、方便,而老的锂电池也随之基本上淘汰了。至于如何区分它们,从电池的标识上就能识别,锂电池为Li、锂离子电池为Li-ion。现在,笔记本和手机使用的所谓“锂电池”,其实都是锂离子电池。

现代电池的基本构造包括正极、负极与电解质三项要素。作为电池的一种,锂离子电池同样具有这三个要素。一般锂离子技术使用液体或无机胶体电解液,因此需要坚固的外壳来容纳可燃的活性成分,这就增加了电池的重量和成本,也限制了尺寸大小和造型的灵活性。一般而言,液体锂离子二次电池的最小厚度是6mm,再减少就比较困难。

而所谓聚合物锂离子电池是在这三种主要构造中至少有一项或一项以上使用高分子材料作为其主要的电池系统。

新一代的聚合物锂离子电池在聚合物化的程度上已经很高,所以形状上可做到薄形化(最薄0.5毫米)、任意面积化和任意形状化,大大提高了电池造型设计的灵活性,从而可以配合产品需求,做成任何形状与容量的电池。同时,聚合物锂离子电池的单位能量比目前的一般锂离子电池提高了50%,其容量、充放电特性、安全性、工作温度范围、循环寿命与环保性能等方面都较锂离子电池有大幅度的提高。

目前市面上所销售的液体锂离子(LiB)电池在过度充电的情形下,容易造成安全阀破裂因而起火的情形,这是非常危险的,所以必需加装保护IC线路以确保电池不会发生过度充电的情形。而高分子聚合物锂离子电池方面,这种类型的电池相对液体锂离子电池而言具有较好的耐充放电特性,因此对外加保护IC 线路方面的要求可以适当放宽。此外在充电方面,聚合物锂离子电池可以利用IC 定电流充电,与锂离子二次电池所采用的CCCV(Constant Currert-Constant V oltage)充电方式所需的时间比较起来,可以缩短许多的等待时间。

二、手机制造商对锂电池的应用情况

虽然近几年来几乎所有厂家都已经倾向于采用锂离子电池,但世界各大手机制造商对电池的选择还是有自己的特点和习惯,例如曾经在相同的一段历史时期里:

诺基亚:采用Ni-MH(镍氢)电池、LiB(液体锂离子)电池,未采用LiP (聚合物锂离子)电池。

爱立信:采用Ni-MH电池、LiB电池、LiP电池。

摩托罗拉:采用Ni-MH电池、LiB电池,未采用LiP电池。

不难发现,从为手机最早选用LiP聚合物锂离子电池这件事情上,爱立信体现出自己手机技术先驱的本色。根据我查找到的资料表明,目前聚合物锂离子电

池主要制造厂为日本SONY、松下、GS等几家公司,2000年的生产量达到2100万只,其中50%为爱立信手机配套。进入2002年的今天,锂离子电池在其它手机厂商的手机上也已广泛的应用与普及。但在聚合物锂离子电池的使用上,还远没有达到在所有手机厂家的产品中得到普及的程度,广泛应用还有待时日。

另一方面,虽然锂离子电池优点多多,但也有缺陷,如价格高和充放电次数少等等。锂电池的充放电次数只有400-600次,经过特殊改进的产品也不过800多次。而镍氢电池的充电次数能够达到700次以上,某些质量好的产品充放电可达1200次,这样一比较,镍氢电池要比锂电池长寿。此外镍氢电池的价格也要比锂电池低很多。而且严格说来,锂电池同样会有记忆效应,只是它的记忆效应非常低,基本上可以忽略不计。

由此看来,目前还没有十全十美电池。

三、锂离子电池的使用

这部分是本文的重点,我们分三点来谈。

1、如何为新电池充电

在使用锂电池中应注意的是,电池放置一段时间后则进入休眠状态,此时容量低于正常值,使用时间亦随之缩短。但锂电池很容易激活,只要经过3—5次正常的充放电循环就可激活电池,恢复正常容量。由于锂电池本身的特性,决定了它几乎没有记忆效应。因此用户手机中的新锂电池在激活过程中,是不需要特别的方法和设备的。不仅理论上是如此,从我自己的实践来看,从一开始就采用标准方法充电这种“自然激活”方式是最好的。

对于锂电池的“激活”问题,众多的说法是:充电时间一定要超过12小时,反复做三次,以便激活电池。这种“前三次充电要充12小时以上”的说法,明显是从镍电池(如镍镉和镍氢)延续下来的说法。所以这种说法,可以说一开始就是误传。锂电池和镍电池的充放电特性有非常大的区别,而且可以非常明确的告诉大家,我所查阅过的所有严肃的正式技术资料都强调过充和过放电会对锂电池、特别是液体锂离子电池造成巨大的伤害。因而充电最好按照标准时间和标准方法充电,特别是不要进行超过12个小时的超长充电。通常,手机说明书上介绍的充电方法,就是适合该手机的标准充电方法。

此外,锂电池的手机或充电器在电池充满后都会自动停充,并不存在镍电充电器所谓的持续10几小时的“涓流”充电。也就是说,如果你的锂电池在充满后,放在充电器上也是白充。而我们谁都无法保证电池的充放电保护电路的特性永不变化和质量的万无一失,所以你的电池将长期处在危险的边缘徘徊。这也是我们反对长充电的另一个理由。

此外在对某些手机上,充电超过一定的时间后,如果不去取下充电器,这时系统不仅不停止充电,还将开始放电-充电循环。也许这种做法的厂商自有其目的,但显然对电池和手机/充电器的寿命而言是不利的。同时,长充电需要很长的时间,往往需要在夜间进行,而以我国电网的情况看,许多地方夜间的电压都比较高,而且波动较大。前面已经说过,锂电池是很娇贵的,它比镍电在充放电方面耐波动的能力差得多,于是这又带来附加的危险。

此外,不可忽视的另外一个方面就是锂电池同样也不适合过放电,过放电对锂电池同样也很不利。这就引出下面的问题。

2、正常使用中应该何时开始充电

在我们的论坛上,经常可以见到这种说法,因为充放电的次数是有限的,所

以应该将手机电池的电尽可能用光再充电。但是我找到一个关于锂离子电池充放电循环的实验表,关于循环寿命的数据列出如下:

循环寿命(10%DOD):>1000次

循环寿命(100%DOD):>200次

其中DOD是放电深度的英文缩写。从表中可见,可充电次数和放电深度有关,10%DOD时的循环寿命要比100%DOD的要长很多。当然如果折合到实际充电的相对总容量:10%*1000=100,100%*200=200,后者的完全充放电还是要比较好一些,但前面网友的那个说法要做一些修正:在正常情况下,你应该有保留地按照电池剩余电量用完再充的原则充电,但假如你的电池在你预计第2天不可能坚持整个白天的时候,就应该及时开始充电,当然你如果愿意背着充电器到办公室又当别论。

而你需要充电以应付预计即将到来的会导致通讯繁忙的重要事件的时候,即使在电池尚有很多余电时,那么你也只管提前充电,因为你并没有真正损失“1”次充电循环寿命,也就是“0.x”次而已,而且往往这个x会很小。

电池剩余电量用完再充的原则并不是要你走向极端。和长充电一样流传甚广的一个说法,就是“尽量把手机电池的电量用完,最好用到自动关机”。这种做法其实只是镍电池上的做法,目的是避免记忆效应发生,不幸的是它也在锂电池上流传之今。曾经有人因为手机电池电量过低的警告出现后,仍然不充电继续使用一直用到自动关机的例子。结果这个例子中的手机在后来的充电及开机中均无反应,不得不送客服检修。这其实就是由于电池因过度放电而导致电压过低,以至于不具备正常的充电和开机条件造成的。

3、对锂电池手机的正确做法

归结起来,我对锂电池手机在使用中的充放电问题最重要的提示是:

1、按照标准的时间和程序充电,即使是前三次也要如此进行;

2、当出现手机电量过低提示时,应该尽量及时开始充电;

3、锂电池的激活并不需要特别的方法,在手机正常使用中锂电池会自然激活。如果你执意要用流传的“前三次12小时长充电激活”方法,实际上也不会有效果。

因此,所有追求12小时超长充电和把锂电池手机用到自动关机的做法,都是错误的。如果你以前是按照错误的说法做的,请你及时改正,也许为时还不晚。

当然,在手机及充电器自身保护和控制电路质量良好的情况下,对锂电池的保护还是有相当保证的。所以对充电规则的理解才是重点,在某些情况下也是可以做出某种让步的。比如你发现手机在你夜晚睡觉前必须充电的话,你也可以在睡前开始充电。问题的关键在于,你应该知道正确的做法是什么,并且不要刻意按照错误的说法去做。

目前的手机基本上所配电池都是锂离子电池,所以我下面所讲的是针对锂离子电池的充电知识。镍氢电池有所不同,这里不谈。

一、基本概念:

1、锂离子电池标称电压3.7V(3.6V),充电截止电压4.2V(4.1V,根据电芯

的厂牌有不同的设计)。(锂离子电芯规范的说法是:锂离子二次电池)

2、对锂离子电池充电要求(GB/T18287 2000规范):首先恒流充电,即电流一定,而电池电压随着充电过程逐步升高,当电池端电压达到4.2V(4.1V),

改恒流充电为恒压充电,即电压一定,电流根据电芯的饱和程度,随着充电过程的继续逐步减小,当减小到0.01C时,认为充电终止。

(C是以电池标称容量对照电流的一种表示方法,如电池是1000mAh的容量,1C就是充电电流1000mA,注意是mA而不是mAh,0.01C就是10mA。)当然,规范的表示方式是0.01C5A,我这里简化了。

3、为什么认为0.01C为充电结束:这是国家标准GB/T18287-2000所规定

的,也是讨论得出的。以前大家普遍以20mA为结束,邮电部行业标准

YD/T998-1999也是这样规定的,即不管电池容量多大,停止电流都是20mA。国标规定的0.01C有助于充电更饱满,对厂家一方通过鉴定有利。另外,国标规定了充电时间不超过8小时,就是说即使还没有达到0.01C,8小时到了,也认为充电结束。(质量没问题的电池,都应在8小时内达到0.01C,质量不好的电池,

等下去也无意义),

4、怎样区别电池是4.1V还是4.2V:消费者是无法区分的,这要看电芯生产厂家的产品规格书。有些牌子的电芯是4.1V和4.2V通用的,比如A&TB(东芝),国内厂家基本是4.2V,但也有例外,比如天津力神是4.1V(但目前也是按

4.2V了)。

5、把4.1V的电芯充电到4.2V会怎么样:会使电池容量提高,感觉很好用,待机时间增加,但会减短电池的使用寿命。比如原来500次,减少到300次。

同样道理,把4.2V的电芯过充,也会减短寿命。锂离子电芯是很娇嫩的。

6、既然电池内有保护板,我们是否就可以放心了呢:不是,因为保护板的截止参数是4.35V(这还是好的,差的要4.4到4.5V),保护板是应付万一的,假如

每次都过充,电池也会很快衰减的。

7、多大的充电电流算是合适的:理论上越小对电池越有好处。但你总不能为了一块电池充电等3天吧。国标规定的低倍率充电是0.2C(仲裁充电制式),还以上面的1000mAh容量的电池为例,就是200mA,那么我们可以估计出这只电池5个多小时可以充饱。(容量mAh=电流mA×时间h)

国家技术监督部门鉴定锂电容量,是以1C的高倍率充电,以0.2C的低倍率放电,以时间计算出容量值,试验次数5次,有1次容量达到试验结束。(就是有5次机会,如果第一次试验就合格了,后面的4次不做)检测之前允许有一次预循环,就是以1C恒流充电至4.2V即停止,而没有后面的恒压到0.01C的

过程,更没有14小时。

8、锂离子电池能承受多大的充电电流:厂家试验时可以很高,但国标高倍率规定为1C,还以上面的电池为例,1个多小时即可充满。这么大的充电电流,电池能承受吗?对于目前的锂离子电芯,是小意思而已。

目前没有对充电器的国家标准,所执行的是邮电部行业标准YD/T998 1999/2,里面规定了充电器的电流不得大于1C。

9、寿命是怎样规定的:简单说是指电池经过N次1C充、1C放电后,容量下降到70%,此时的N就是寿命。并不是说300次还可以用,301次就不能用了。国标规定寿命不得小于300次。我们平时使用的条件没有检测时这么严酷,

寿命会更长。

说了这么多概念(不要烦,还有很多没说),终于可以说充电器了。那么目

前市场长的充电器情况是怎样的呢?

二、充电器的种类和质量状况,使用建议。

1、直充,直接插在手机上的那种,有人喜欢叫旅充,我们习惯叫“火牛”。这种充电器随手机有配,原装的质量都不错,突出的是即充即用,所以充电电流设计都较大(严格地说是手机所控制的充电电流),充电时间短。有些手机充满后有涓流补电,有些手机充满后即截止,等下去也徒劳。看了上面的概念你应该知道,是正常的,而且不用再傻乎乎地等14小时了。

对于直充的充电效果,还要看手机,因为充电控制电路在手机上,其截止电压有一定的离散性,我实际测量同一批次同一型号的手机基本在4.09V至4.21V 之间。就是说如果4.09V截止了,还没充满,不是最理想的容量,再继续充一段时间可能会更饱些。但不要忘了,即使有涓流补电的手机,就像4.09和4.21的充电电压的差别一样,手机的涓流补电电流也有一定的离散性,如果补电电流大了,就变成充电了,10几个小时,对电池也是有损害的,我曾遇到许多电池在手机上充坏的现象,原装电也有,品牌电也有。假如充坏了电池,造成漏液等,还有可能损坏手机,所以建议大家如果真想补电,应控制在2小时以内,并不要

超过8小时。

我的看法是,锂电很娇气,充饱够用即可。每次少用几小时但多用半年,和每次多用几小时但少用半年,自己衡量吧。

但原装直充也有有问题的时候,我们就遇到过一批手机中所配的直充故障率高的现象。还好,故障是无电压,如果是高电压,好看了

镍电池和锂电池的本质区别:

镍归属有记忆效应,所以放电要放干净.

锂电池基本没有记忆效应,不用过度放电和超长充电!

对于锂电池的"激活"问题,众多的说法是:充电时间一定要超过12小时,反复做三次,以便激活池。这种"前三次充电要充12小时以上"的说法,明显是从镍电池(如镍镉和镍氢)延续下来的说法。所以这种说法,可以说一开始就是误传。锂电池和镍电池的充放电特性有非常大的区别,而且可以非常明确的告诉大家,过充和过放电会对锂电池、特别是液体锂离子电池造成巨大的伤害。因而充电最好按照标准时间和标准方法充电,特别是不要进行超过12个小时的超长充电。很多手机说明书上介绍的新电池充电一定要超过十二小时的说法都是错误的!

不可忽视的另外一个方面就是锂电池同样也不适合过放电,过放电对锂电池同样也很不利。

正常使用中应该何时开始充电

我们经常可以见到这种说法:因为充放电的次数是有限的,所以应该将手机电池的电尽可能用光再充电。但是,这种说法显然是错误的! 在正常情况下,你应该有保留地按照电池剩余电量用完再充的原则充电(但绝对不是用到关机再充电),假如你的电池在你预计第2天不可能坚持整个白天的时候,就应该及时开始充电! 而当你需要充电以应付预计即将到来的会导致通讯繁忙的重要事件的时候,即使在电池尚有很多余电时,那么你也只管提前充电,因为你并没有真正损失一次充电循环寿命!电池剩余电量用完再充的原则并不是要你走向极端。和长充电一样流传甚广的一个说法,就是"尽量把手机电池的电量用完,最好用到自动关机"。这种做法其实只是镍电池上的做法,目的是避免记忆效应发生,不幸的是它也在锂电池上流传之今。曾经有人因为手机电池电量过低的警告出现后,仍然不充电继续使用一直用到自动关机的例子。结果这个例子中的手机在后来的充电及开机中均无反应,不得不送来检修。这其实就是由于电池因过度放电而导致电压过低,以至于不具备正常的充电和开机条件造成的。实际经验证明:放电深度达到100%的锂电池报废率为50%(多年的事实证明放电深度达99%以上的锂电用维修电源能激活的也只有半数,其余半数报废!)

归结起来,对锂电池在使用中的充放电问题最重要的提示是:

1、按照标准的时间和程序充电,即使是前三次也要如此进行. 先将充电器(线充)插上电源然后再将充电器的输出端插上手机充电端口.有人要问:是开机充电好,还是关机充电好呢?答:都行!

2、当出现电量过低提示时,应该尽量及时开始充电;锂电池在过放电的情况下最易损坏!

3、锂电池的激活并不需要特别的方法,在正常使用中锂电池会自然激活。如果你执意要用流传的"前三次12小时长充电激活"方法,实际上也不会有效果。一般来讲,根据电池容量大小的不同,充电时间在2--4小时之间. 因此,所有追求12小时超长充电和把锂电池手机用到自动关机的做法,都是错误的!

电脑城的销售人员在回答关于锂电池寿命的问题时,通常会这样说“可以充×

百次”。如果你真的这样理解,那就搞笑了。实际上正确的表述方式应该是“锂电池的寿命,与其充电周期(关于锂电池充电周期的阐述在6楼有讲)的完成次数有关,和充电次数没有任何暧昧的关系。”

很明显,锂电池的优点之一,就是可以在方便时刻随时为锂离子电池充电,而不用非要想把电用光之后再充。

因此不要等电量最低时再充(比如0-20%),随用随充没关系,因为并不是深度充放。浅充浅放对维持电池寿命有益。

现在的手机都是使用的锂离子电池,锂离子电池的使用,我们分三点来谈。

1、如何为新电池充电

在使用锂电池中应注意的是,电池放置一段时间后则进入休眠状态,此时容量低于正常值,使用时间亦随之缩短。但锂电池很容易激活,只要经过3—5次正常的充放电循环就可激活电池,恢复正常容量。由于锂电池本身的特性,决定了它几乎没有记忆效应。因此用户手机中的新锂电池在激活过程中,是不需要特别的方法和设备的。不仅理论上是如此,从我自己的实践来看,从一开始就采用标准方法充电这种“自然激活”方式是最好的。

对于锂电池的“激活”问题,众多的说法是:充电时间一定要超过12小时,反复做三次,以便激活电池。这种“前三次充电要充12小时以上”的说法,明显是从镍电池(如镍镉和镍氢)延续下来的说法。所以这种说法,可以说一开始就是误传。锂电池和镍电池的充放电特性有非常大的区别,而且可以非常明确的告诉大家,我所查阅过的所有严肃的正式技术资料都强调过充和过放电会对锂电池、特别是液体锂离子电池造成巨大的伤害。因而充电最好按照标准时间和标准方法充电,特别是不要进行超过12个小时的超长充电。通常,手机说明书上介绍的充电方法,就是适合该手机的标准充电方法。

此外,锂电池的手机或充电器在电池充满后都会自动停充,并不存在镍电充电器所谓的持续10几小时的“涓流”充电。也就是说,如果你的锂电池在充满后,放在充电器上也是白充。而我们谁都无法保证电池的充放电保护电路的特性永不变化和质量的万无一失,所以你的电池将长期处在危险的边缘徘徊。这也是我们反对长充电的另一个理由。

此外在对某些手机上,充电超过一定的时间后,如果不去取下充电器,这时系统不仅不停止充电,还将开始放电-充电循环。也许这种做法的厂商自有其目的,但显然对电池和手机/充电器的寿命而言是不利的。同时,长充电需要很长的时间,往往需要在夜间进行,而以我国电网的情况看,许多地方夜间的电压都比较高,而且波动较大。前面已经说过,锂电池是很娇贵的,它比镍电在充放电方面耐波动的能力差得多,于是这又带来附加的危险。

此外,不可忽视的另外一个方面就是锂电池同样也不适合过放电,过放电对锂电池同样也很不利。这就引出下面的问题。

2、正常使用中应该何时开始充电

在我们的论坛上,经常可以见到这种说法,因为充放电的次数是有限的,所以应该将手机电池的电尽可能用光再充电。但是我找到一个关于锂离子电池充放电循环的实验表,关于循环寿命的数据列出如下:

循环寿命(10%DOD):>1000次

循环寿命(100%DOD):>200次

其中DOD是放电深度的英文缩写。从表中可见,可充电次数和放电深度有关,

10%DOD时的循环寿命要比100%DOD的要长很多。当然如果折合到实际充电的相对总容量:10%*1000=100,100%*200=200,后者的完全充放电还是要比较好一些,但前面网友的那个说法要做一些修正:在正常情况下,你应该有保留地按照电池剩余电量用完再充的原则充电,但假如你的电池在你预计第2天不可能坚持整个白天的时候,就应该及时开始充电,当然你如果愿意背着充电器到办公室又当别论。

而你需要充电以应付预计即将到来的会导致通讯繁忙的重要事件的时候,即使在电池尚有很多余电时,那么你也只管提前充电,因为你并没有真正损失“1”次充电循环寿命,也就是“0.x”次而已,而且往往这个x会很小。

电池剩余电量用完再充的原则并不是要你走向极端。和长充电一样流传甚广的一个说法,就是“尽量把手机电池的电量用完,最好用到自动关机”。这种做法其实只是镍电池上的做法,目的是避免记忆效应发生,不幸的是它也在锂电池上流传之今。曾经有人因为手机电池电量过低的警告出现后,仍然不充电继续使用一直用到自动关机的例子。结果这个例子中的手机在后来的充电及开机中均无反应,不得不送客服检修。这其实就是由于电池因过度放电而导致电压过低,以至于不具备正常的充电和开机条件造成的。

3、对锂电池手机的正确做法

归结起来,我对锂电池手机在使用中的充放电问题最重要的提示是:

1、按照标准的时间和程序充电,即使是前三次也要如此进行;

2、当出现手机电量过低提示时,应该尽量及时开始充电;

3、锂电池的激活并不需要特别的方法,在手机正常使用中锂电池会自然激活。如果你执意要用流传的“前三次12小时长充电激活”方法,实际上也不会有效果。

因此,所有追求12小时超长充电和把锂电池手机用到自动关机的做法,都是错误的。如果你以前是按照错误的说法做的,请你及时改正,也许为时还不晚。当然,在手机及充电器自身保护和控制电路质量良好的情况下,对锂电池的保护还是有相当保证的。所以对充电规则的理解才是重点,在某些情况下也是可以做出某种让步的。比如你发现手机在你夜晚睡觉前必须充电的话,你也可以在睡前开始充电。问题的关键在于,你应该知道正确的做法是什么,并且不要刻意按照错误的说法去做。

手机锂电池的正确使用方法(原理、充电、保养)

2009-04-06 18:09

在手机中,无论是从技术角度评估还是从价格方面的考虑,电池都占有十分重要的地位。时值今日,市场上正在销售的手机中,所使用的电池已经基本完成了从镍电池到锂电池的过渡。也许是由于手机电池刚刚完成了一次镍电池到锂电池的革命,所以人们对锂电池的认识并不统一,在许多情况下不正确的说法和做法颇为流行。因此,懂得一点锂电池的知识,掌握锂电池的正确使用方法是非常有必要的。

锂电池的种类

目前市面上所使用的二次电池主要有镍氢(Ni-MH)与锂离子(Li-ion)两种类型。锂离子电池中已经量产的有液体锂离子电池(LiB)和聚合物锂离子电池(LiP)两种。所以在许多情况下,电池上标注了Li-ion的,一定是锂离子电池。但不

一定就是液体锂离子电池,也有可能是聚合物锂离子电池。

锂离子电池是锂电池的改进型产品。锂电池很早以前就有了,但锂是一种高度活跃(还记得它在元素周期表中的位置吗?)的金属,它使用时不太安全,经常会在充电时出现燃烧、爆裂的情况,后来就有了改进型的锂离子电池,加入了能抑制锂元素活跃的成份(比如钴、锰等等)从而使锂电真正达到了安全、高效、方便,而老的锂电池也随之基本上淘汰了。至于如何区分它们,从电池的标识上就能识别,锂电池为Li、锂离子电池为Li-ion。现在,笔记本和手机使用的所谓“锂电池”,其实都是锂离子电池。

现代电池的基本构造包括正极、负极与电解质三项要素。作为电池的一种,锂离子电池同样具有这三个要素。一般锂离子技术使用液体或无机胶体电解液,因此需要坚固的外壳来容纳可燃的活性成分,这就增加了电池的重量和成本,也限制了尺寸大小和造型的灵活性。一般而言,液体锂离子二次电池的最小厚度是6mm,再减少就比较困难。

而所谓聚合物锂离子电池是在这三种主要构造中至少有一项或一项以上使用高分子材料作为其主要的电池系统。新一代的聚合物锂离子电池在聚合物化的程度上已经很高,所以形状上可做到薄形化(最薄0.5毫米)、任意面积化和任意形状化,大大提高了电池造型设计的灵活性,从而可以配合产品需求,做成任何形状与容量的电池。同时,聚合物锂离子电池的单位能量比目前的一般锂离子电池提高了50%,其容量、充放电特性、安全性、工作温度范围、循环寿命与环保性能等方面都较锂离子电池有大幅度的提高。

目前市面上所销售的液体锂离子(LiB)电池在过度充电的情形下,容易造成安全阀破裂因而起火的情形,这是非常危险的,所以必需加装保护IC线路以确保电池不会发生过度充电的情形。而高分子聚合物锂离子电池方面,这种类型的电池相对液体锂离子电池而言具有较好的耐充放电特性,因此对外加保护IC 线路方面的要求可以适当放宽。此外在充电方面,聚合物锂离子电池可以利用IC定电流充电,与锂离子二次电池所采用的CCCV(Constant Currert-Constant Voltage)充电方式所需的时间比较起来,可以缩短许多的等待时间。

手机制造商对锂电池的应用情况

虽然近几年来几乎所有厂家都已经倾向于采用锂离子电池,但世界各大手机制造商对电池的选择还是有自己的特点和习惯,例如曾经在相同的一段历史时期里:

诺基亚:采用Ni-MH(镍氢)电池、LiB(液体锂离子)电池,未采用LiP (聚合物锂离子)电池。

爱立信:采用Ni-MH电池、LiB电池、LiP电池。

摩托罗拉:采用Ni-MH电池、LiB电池,未采用LiP电池。

不难发现,从为手机最早选用LiP聚合物锂离子电池这件事情上,爱立信体现出自己手机技术先驱的本色。根据我查找到的资料表明,目前聚合物锂离子电池主要制造厂为日*本SONY、松下、GS等几家公司,2000年的生产量达到2100万只,其中50%为爱立信手机配套。进入2002年的今天,锂离子电池在其它手机厂商的手机上也已广泛的应用与普及。但在聚合物锂离子电池的使用上,还远没有达到在所有手机厂家的产品中得到普及的程度,广泛应用还有待时日。

另一方面,虽然锂离子电池优点多多,但也有缺陷,如价格高和充放电次数少等等。锂电池的充放电次数只有400-600次,经过特殊改进的产品也不过800

多次。而镍氢电池的充电次数能够达到700次以上,某些质量好的产品充放电可达1200次,这样一比较,镍氢电池要比锂电池长寿。此外镍氢电池的价格也要比锂电池低很多。而且严格说来,锂电池同样会有记忆效应,只是它的记忆效应非常低,基本上可以忽略不计。

由此看来,目前还没有十全十美电池。

锂离子电池的使用

这部分是本文的重点,我们分三点来谈。

1、如何为新电池充电

在使用锂电池中应注意的是,电池放置一段时间后则进入休眠状态,此时容量低于正常值,使用时间亦随之缩短。但锂电池很容易激活,只要经过3-5次正常的充放电循环就可激活电池,恢复正常容量。由于锂电池本身的特性,决定了它几乎没有记忆效应。因此用户手机中的新锂电池在激活过程中,是不需要特别的方法和设备的。不仅理论上是如此,从我自己的实践来看,从一开始就采用标准方法充电这种“自然激活”方式是最好的。

对于锂电池的“激活”问题,众多的说法是:充电时间一定要超过12小时,反复做三次,以便激活电池。这种“前三次充电要充12小时以上”的说法,明显是从镍电池(如镍镉和镍氢)延续下来的说法。所以这种说法,可以说一开始就是误传。锂电池和镍电池的充放电特性有非常大的区别,而且可以非常明确的告诉大家,我所查阅过的所有严肃的正式技术资料都强调过充和过放电会对锂电池、特别是液体锂离子电池造成巨大的伤害。因而充电最好按照标准时间和标准方法充电,特别是不要进行超过12个小时的超长充电。通常,手机说明书上介绍的充电方法,就是适合该手机的标准充电方法。

此外,锂电池的手机或充电器在电池充满后都会自动停充,并不存在镍电充电器所谓的持续10几小时的“涓流”充电。也就是说,如果你的锂电池在充满后,放在充电器上也是白充。而我们谁都无法保证电池的充放电保护电路的特性永不变化和质量的万无一失,所以你的电池将长期处在危险的边缘徘徊。这也是我们反对长充电的另一个理由。

此外在对某些手机上,充电超过一定的时间后,如果不去取下充电器,这时系统不仅不停止充电,还将开始放电-充电循环。也许这种做法的厂商自有其目的,但显然对电池和手机/充电器的寿命而言是不利的。同时,长充电需要很长的时间,往往需要在夜间进行,而以我国电网的情况看,许多地方夜间的电压都比较高,而且波动较大。前面已经说过,锂电池是很娇贵的,它比镍电在充放电方面耐波动的能力差得多,于是这又带来附加的危险。

此外,不可忽视的另外一个方面就是锂电池同样也不适合过放电,过放电对锂电池同样也很不利。这就引出下面的问题。

2、正常使用中应该何时开始充电

我们经常可以见到这种说法,因为充放电的次数是有限的,所以应该将手机电池的电尽可能用光再充电。但是我找到一个关于锂离子电池充放电循环的实验表,关于循环寿命的数据列出如下:

循环寿命 (10%DOD):>1000次

循环寿命 (100%DOD):>200次

其中DOD是放电深度的英文缩写。从表中可见,可充电次数和放电深度有关,10%DOD时的循环寿命要比100%DOD的要长很多。当然如果折合到实际充电的相

对总容量:10%*1000=100,100%*200=200,后者的完全充放电还是要比较好一些,但前面网友的那个说法要做一些修正:在正常情况下,你应该有保留地按照电池剩余电量用完再充的原则充电,但假如你的电池在你预计第2天不可能坚持整个白天的时候,就应该及时开始充电,当然你如果愿意背着充电器到办公室又当别论。

而你需要充电以应付预计即将到来的会导致通讯繁忙的重要事件的时候,即使在电池尚有很多余电时,那么你也只管提前充电,因为你并没有真正损失“1”次充电循环寿命,也就是“0.x”次而已,而且往往这个x会很小。

电池剩余电量用完再充的原则并不是要你走向极端。和长充电一样流传甚广的一个说法,就是“尽量把手机电池的电量用完,最好用到自动关机”。这种做法其实只是镍电池上的做法,目的是避免记忆效应发生,不幸的是它也在锂电池上流传之今。曾经有人因为手机电池电量过低的警告出现后,仍然不充电继续使用一直用到自动关机的例子。结果这个例子中的手机在后来的充电及开机中均无反应,不得不送客服检修。这其实就是由于电池因过度放电而导致电压过低,以至于不具备正常的充电和开机条件造成的。

3、对锂电池手机的正确做法

归结起来,我对锂电池手机在使用中的充放电问题最重要的提示是:

①按照标准的时间和程序充电,即使是前三次也要如此进行;

②当出现手机电量过低提示时,应该尽量及时开始充电;

③锂电池的激活并不需要特别的方法,在手机正常使用中锂电池会自然激活。如果你执意要用流传的“前三次12小时长充电激活”方法,实际上也不会有效果。

因此,所有追求12小时超长充电和把锂电池手机用到自动关机的做法,都是错误的。如果你以前是按照错误的说法做的,请你及时改正,也许为时还不晚。

当然,在手机及充电器自身保护和控制电路质量良好的情况下,对锂电池的保护还是有相当保证的。所以对充电规则的理解才是重点,在某些情况下也是可以做出某种让步的。比如你发现手机在你夜晚睡觉前必须充电的话,你也可以在睡前开始充电。问题的关键在于,你应该知道正确的做法是什么,并且不要刻意按照错误的说法去做。

锂电池属于耐用品,所以并不娇贵,大家可坦然待之,并不需要给其配上昂贵的原装座充,一般有品牌的普通的座充即可,价格在15-20元,省去了直充需要依赖手机的限制。座充有快充(2-3小时左右)和慢充(10小时上下)之分,如果电池较多选择快充比较好。

``````````````````````````````````````放电

它的总反应可表现为Li + MnO2 = LiMnO2

另外,由于锂电池的特性,并不需要进行放电和过充操作。电池的寿命完全取决于有效充电时间的多少。也就是说,即使你只用掉一半就开始充电对电池寿命也并无影响。

需要补充的是,锂电池不需要进行放电操作,电池的寿命完全取决于有效充电时间的多少。也就是说,即使你只用掉一半就开始充电对电池寿命也并无影响。

1.认识记忆效应

2.电池需要激活吗

3.前三次要充12小时吗

4.充电电池有最佳状态吗

5.真的是充电电流越大,充电越快吗

1.认识记忆效应

电池记忆效应是指电池的可逆失效,即电池失效后可重新回复的性能.记忆效应是指电池长时间经受特定的工作循环后,自动保持这一特定的倾向.这个最早定义在镍镉电池,镍镉的袋式电池不存在记忆效应,烧结式电池有记忆效应.而现在的镍金属氢(俗称镍氢)电池不受这个记忆效应定义的约束.

因为现代镍镉电池工艺的改进,上述的记忆效应已经大幅度的降低,而另外一种现象替换了这个定义,就是镍基电池的"晶格化",通常情况,镍镉电池受这两种效应的综合影响,而镍氢电池则只受"晶格化"记忆效应的影响,而且影响较镍镉电池的为小.

在实际应用中,消除记忆效应的方法有严格的规范和一个操作流程.操作不当会适得其反.

对于镍镉电池,正常的维护是定期深放电:平均每使用一个月(或30次循环)进行一次深放电(放电到1.0V/每节,老外称之为exercise),平常使用是尽量用光电池或用到关机等手段可以缓解记忆效应的形成,但这个不是exercise,因为仪器(如手机)是不会用到1.0V/每节才关机的,必须要专门的设备或线路来完成这项工作,幸好许多镍氢电池的充电器都带有这个功能.

对于长期没有进行exercise的镍镉电池,会因为记忆效应的累计,无法用exerci se进行容量回复,这时则需要更深的放电(老外称recondition),这是一种用很小的电流长时间对电池放电到0.4V每节的一个过程,需要专业的设备进行.

对于镍氢电池,exercise进行的频率大概每三个月一次即可有效的缓解记忆效应.因为镍氢电池的循环寿命远远低于镍镉电池,几乎用不到recondition这个方法.

建议1:每次充电以前对电池放电是没有必要,而且是有害的,因为电池的使用寿命无谓的减短了.

建议2:用一个电阻接电池的正负极进行放电是不可取的,电流没法控制,容易过放到0V,甚至导致串联电池组的电池极性反转.

2.电池需要激活吗

回答是电池需要激活,但这不是用户的要做的事.我参观过锂离子电池的生产厂,锂离子电池在出厂以前要经过如下过程:

锂离子电池壳灌输电解液---封口----化成,就是恒压充电,然后放电,如此进行几个循环,使电极充分浸润电解液,充分活化,以容量达到要求为止,这个就是激活过程---分容,就是测试电池的容量选取不同性能(容量)的电池进行归类,划分电池的等级,进行容量匹配等.这样出来的锂离子电池到用户手上已经是激活过的了.我们大家常用的镍镉电池和镍氢电池也是如此化成激活以后才出厂的.其中有些电池的激活过程需要电池处于开口状态,激活以后再封口,这个工序也只可能有电芯生产厂家来完成了.

这里存在一个问题,就是电池厂出厂的电池到用户手上,这个时间有时会很长,短则1个月,长则半年,这个时候,因为电池电极材料会钝化,所以厂家建议初次使用的电池最好进行3~5次完全充放过程,以便消除电极材料的钝化,达到最大容量.

在2001年颁布的三个关于镍氢.镍镉和锂离子电池的国标中,其初始容量的检测均有明确规定,对电池可以进行5次深充深放,当有一次符合规定时,试验即可停止.这很好的解释了我说的这个现象.

那么称之为"第二次激活"也是可以的,用户初次使用的"新"电池尽量进行几次深充放循环.

然而据我的测试(针对锂离子电池),存储期在1~3个月之内的锂离子电池, 对它进行深充深放的循环处理,其容量提高现象几乎不存在.(我在专题讨论区有关于电池激活的测试报告)

3.前三次要充12小时吗

这个问题是紧扣上面的电池激活问题的,姑且设出厂的电池到用户手上有电极钝化现象,为了激活电池进行深充深放电循环3次.其实这个问题转化为深充是不是就是要充12个小时的问题.那么我的另一片文章"论手机电池的充电时间"已经回答了这个问题.

答案是不需要充12小时.

早期的手机镍氢电池因为需要补充和涓流充电过程,要达到最完美的充饱状态,可能需要5个小时左右,但是也是不需要12个小时的.而锂离子电池的恒流恒压充电特性更是决定了它的深充电时间无需12个小时.

对于锂离子电池有人会问,既然恒压阶段锂离子电池的电流逐渐减小,是不是当

电流小到无穷小的时候才是真正的深充.我曾经画出恒压阶段电流减小对时间的曲线,对它进行多次曲线拟合,发现这个曲线可以用1/x的函数方式接近与零电流,实际测试时因为锂离子电池本身存在的自放电现象,这个零电流是永远不可能到达的.

以600mAh的电池为例,设置截至电流为0.01C(即6mA),它的1C充电时间不超过150分钟,那么设置截至电流为0.001C(即0.6mA),它的充电时间可能为10小时---这个因为仪器精度的问题,已经无法精确获得,但是从0.01C到0.001C获的容量经计算仅为1.7mAh,以多用的7个多小时来换取这仅仅的千分之三不到的容量是没有任何实际意义的.

何况,还有其它的充电方式,比如脉冲充电方式使锂离子电池来达到4.2V的限制电压,它根本没有截止最小电流判断阶段,一般150分钟后它就是100%充饱了.许多手机都是用脉冲充电方式的.

有人曾经用手机显示充饱后,再用座充进行充电来确认手机的充饱程度,这个测试方法欠严谨.

首先座充显示绿灯不是检测真正充饱与否的一个依据.

检测锂离子电池充饱与否的唯一最终的方法就是测试在不充电(也不放电)状态时的锂离子电池的电压.

所谓恒压阶段电流减小其真正的目的就是逐渐减小在电池内阻上因充电电流而产生的附加电压,当电流小到0.01C,比如6mA,这个电流乘与电池内阻(一般在20 0毫欧之内)仅为1mV,可以认为这时的电压就是无电流状态的电池电压.

其次,手机的基准电压不一定等于座充的基准电压,手机认为充饱的电池到了座充上,座充却不认为已经充饱,却继续进行充电.

4.充电电池有最佳状态吗

有一种说法就是,充电电池使用得当,会在某一段循环范围出现最佳的状态,就是容量最大.这个要分情况,密封的镍氢电池和镍镉电池,如果使用得当(比如定期的维护,防止记忆效应的产生和累计),一般会在100~200个循环处达到其容量的最大值,比如出厂容量为1000mAh的镍氢电池用了120次循环后,其容量有可能达到1100mAh.几乎所有的日本镍氢电池生产商的技术规格书中描述镍基电池的循环特性的图上我都能看到这样的描述.

镍基电池有最佳状态,一般在100~200循环次数之间达到其最大容量

对于液态锂离子电池,却根本不存在这样一个循环容量的驼峰现象,从锂离子电池出厂到最终电池报废为止,其容量的表现就是用一次少一次.我在对锂离子电池做循环性能的时候也从来没有看到过有容量回升的迹象.

锂离子电池没有最佳状态.

值得一提的是,锂离子电池更容易受环境温度的变化而表现不同的性能,在25~4 0度的环境温度会表现其最好性能,而低温或高温状态,他的性能就大打折扣了.要使你的锂离子电池充分展现它的容量,一定要细心的注意使用环境,防止高低温现象,比如手机放在汽车的前台上,中午的太阳直射很容易就可以使其超过60度,北方的用户的电池待机时间,同等网络情况下,就没有南方的用户长了.

5.真的是充电电流越大,充电越快吗

"论手机电池的充电时间"一文中已经讲了这个问题,对于恒流充电的镍基电池,可以这么说,而对应锂离子电池,这个是不完全正确的。

对于锂离子电池的充电,在一定电流范围内(1.5C~0.5C),提高恒流恒压充电方式的恒流电流值,并不能缩短充饱锂离子电池的时间.

叠片式聚合物锂离子电池设计规范

一、叠片式聚合物锂离子电池设计规范 1. 设计容量 为保证电池设计的可靠性和使用寿命,根据客户需要的最小容量来确定设计容量。 设计容量(mAh)= 要求的最小容量×设计系数(1) 设计系数一般取1.03~1.10。 2. 极片尺寸设计 根据所要设计电池的尺寸,确定单个极片的长度、宽度。 极片长度Lp: Lp = 电池长度-A-B (2) 极片宽度Wp: Wp = 电池宽度-C (3) 包尾极片的长度Lp′: Lp′= 2Lp+ T'-1.0 (4) 包尾极片的宽度Wp′: Wp′= Wp-0.5 (5) 其中: A —系数,取值由电池的厚度T决定,当 (1)T≤3mm时,对于常规电芯A一般取值4.5mm,大电芯一般取值4.8mm; (2) 3mm<T≤4mm时,对于常规电芯A一般取值4.8mm,大电芯一般取值5.0mm; (3) 4mm<T≤5mm时,对于常规电芯A一般取值5.0mm,大电芯一般取值5.2~6.0mm; (4) 5mm<T≤6mm时,对于常规电芯A一般取值5.2mm, 大电芯一般取值5.4~6.0mm。

B —间隙系数,一般取值范围为3.6~4.0mm; C —取值范围一般为2.5~2.6mm(适用于双折边); T'—电芯的理论叠片厚度,T'的确定见6.1节. 图1.双面极片、单面正极包尾极片示意图 3. 极片数、面密度的确定: 确定极片的数量N,并根据电池的设计容量来确定电极的面密度,电池的设计容量一般由正极容量决定,负极容量过剩。在进行理论计算时,一般正极活性物质的质量比容量取140mAh/g,负极活性物质的质量比容量取300mAh/g。 N =(T-0.2)/0.35±1(6) 注:计算时N取整,并根据面密度的值来调整N。 S 极片 = Lp×Wp(7) C 设 = C 正比 ×S 极片 ×N×ρ 正 ×η 正 (8) C 负 = C 设 ×υ(9) = C 负比×S 极片 ×N×ρ 负 ×η 负 (10) 其中: S 极片 —单个极片的面积; C 正比 —正极活性物质的质量比容量,一般取值140mAh/g; η正—正极活性物质的百分含量; ρ正—正极极片的双面面密度(g/m2); C 负 —负极的设计容量; υ—负极容量过剩系数,一般常规电池取值1.00~1.06;DVD电池以及容量大于2000mAh的取值1.05~1.12; C 负比 —负极活性物质的质量比容量,一般取值300mAh/g;

聚合物锂离子电池使用操作说明

聚合物锂离子电池使用操作说明 尊敬的客户: 请仔细阅读并遵照以下注意事项正确使用和操作本公司产品,不正确的使用和操作方法会降低电池的性能,并可能导致电池发热、气胀、破裂、冒烟或者着火等。 1.电池操作注意事项 1)铝塑膜包装材料 1.1由于电芯外包材料铝塑膜容易受尖锐物刺破,必须小心操作。 1.2禁止用尖锐部件碰撞或刮擦电池表面。 1.3安装位置与电芯接触面不可以有尖角,凸起。 1.4避免导电体(包括极耳,引线,电子元件等)与电芯铝塑膜的断口接触。 2)极耳 电池极耳的机械强度并非十分坚固,弯折容易断裂,尤其是正极耳,禁止多次弯折极耳。 3)折边 折边已在电池生产过程中完成,不能随意翻折,随意翻折电芯的折头尤其容易损伤电池,禁止打开或破坏电池的折边和折头。 4)机械 4.1 禁止用硬物敲打、用力踩踏或其它方式对电池进行撞击。 4.2禁止坠落,抛掷或者随意弯折电池。 5)短路 5.1短路会导致电芯严重损坏,任何时候禁止短路电芯。 5.2禁止正负极耳直接接触或同时与金属物体接触。 5.3禁止用金属导线将电池正负极直接相连。 6)保护板焊接 6.1使用小于100W恒温烙铁在极耳焊锡,温度控制在350℃以下。 6.2烙铁头在极耳上连续停留的时间不能超过3秒,焊接次数不能连续超过3次。 6.3禁止电烙铁头接触电池表面。 6.4焊接位置距离极耳根部1厘米以上,若达不到此要求则不允许连续焊接。 6.5电芯极耳最好通过导线与保护板相连。 6.6如果镍片表面不干净,焊接时先用刮片把镍片表面刮干净,然后上锡,再焊了、导线或保护板 6.7 必须在极耳冷却后才能再进行二次焊接。 2电池使用注意事项 1)充电 1.1充电时,充电电流电压及充电温度不得超过规定的标准如果超过定值可能会对电芯的充放电性能, 机械性能及安全性能造成破坏,进而可能导致电池发热、气鼓及泄漏甚至起火。 1.2充电电压:充电电压不得超过本产品规格书中规定的充电电压4.20±0.05V 1.3充电电流:充电电流不得超过本产品规格书中规定的最大充电电流。 1.4充电温度:充电时必须在本产品规格书中规定的温度范围内充电。 1.5禁止反向充电:正确连接电池的正负极,严禁反向充电,若电池正负极接反,将无法对电芯进行充 电。同时。反向充电会降低电芯的充放电性能,安全性,并会导致发热、泄漏。

锂离子特性标准

锂离子电池特性 锂是化学周期表上直径最小也最活泼的金属。体积小所以容量密度高,广受消费者与工程师欢迎。但是,化学特性太活泼,则带来了极高的危险性。锂金属暴露在空气中时,会与氧气产生激烈的氧化反应而爆炸。为了提升安全性及电压,科学家们发明了用石墨及钴酸锂等材料来储存锂原子。这些材料的分子结构,形成了奈米等级的细小储存格子,可用来储存锂原子。这样一来,即使是电池外壳破裂,氧气进入,也会因氧分子太大,进不了这些细小的储存格,使得锂原子不会与氧气接触而避免爆炸。锂离子电池的这种原理,使得人们在获得它高容量密度的同时,也达到安全的目的。 锂离子电池充电时,正极的锂原子会丧失电子,氧化为锂离子。锂离子经由电解液游到负极去,进入负极的储存格,并获得一个电子,还原为锂原子。放电时,整个程序倒过来。为了防止电池的正负极直接碰触而短路,电池内会再加上一种拥有众多细孔的隔膜纸,来防止短路。好的隔膜纸还可以在电池温度过高时,自动关闭细孔,让锂离子无法穿越,以自废武功,防止危险发生。 保护措施 锂电池芯过充到电压高于4.2V后,会开始产生副作用。过充电压愈高,危险性也跟着愈高。锂电芯电压高于4.2V后,正极材料内剩下的锂原子数量不到一半,此时储存格常会垮掉,让电池容量产生永久性的下降。如果继续充电,由于负极的储存格已经装满了锂原子,后续的锂金属会堆积于负极材料表面。这些锂原子会由负极表面往锂离子来的方向长出树枝状结晶。这些锂金属结晶会穿过隔膜 纸,使正负极短路。有时在短路发生前电池就先爆炸,这是因为在过充过程,电解液等材料会裂解产生气体,使得电池外壳或压力阀鼓涨破裂,让氧气进去与堆积在负极表面的锂原子反应,进而爆炸。因此,锂电池充电时,一定要设定电压上限,才可以同时兼顾到电池的寿命、容量、和安全性。最理想的充电电压上限为4.2V。 锂电芯放电时也要有电压下限。当电芯电压低于2.4V时,部分材料会开始被破坏。又由于电池会自放电,放愈久电压会愈低,因此,放电时最好不要放到2.4V才停止。锂电池从3.0V放电到2.4V这段期间,所释放的能量只占电池容量的3%左右。因此,3.0V是一个理想的放电截止电压。 充放电时,除了电压的限制,电流的限制也有其必要。电流过大时,锂离子来不及进入储存格,会聚集于材料表面。这些锂离子获得电子后,会在材料表面产生锂原子结晶,这与过充一样,会造成危险性。万一电池外壳破裂,就会爆炸。 因此,对锂离子电池的保护,至少要包含:充电电压上限、放电电压下限、及电流上限三项。一般锂电池组内,除了锂电池芯外,都会有一片保护板,这片保护板主要就是提供这三项保护。但是,保护板的这三项保护显然是不够的,全球锂电池爆炸事件还是频传。要确保电池系统的安全性,必须对电池爆炸的原因,进行更仔细的分析。 爆炸类型分析 电池芯爆炸的类形可归纳为外部短路、内部短路、及过充三种。此处的外部系指电芯的外部,包含了电池组内部绝缘设计不良等所引起的短路。 当电芯外部发生短路,电子组件又未能切断回路时,电芯内部会产生高热,造成部分电解液汽化,将电池外壳撑大。当电池内部温度高到135摄氏度时,质量好的隔膜纸,会将细孔关闭,电化学反应终止或近乎终止,电流骤降,温度也慢慢下降,进而避免了爆炸发生。但是,细孔关闭率太差,或是细孔根本不会关闭的隔膜纸,会让电池温度继续升高,更多的电解液汽化,最后将电池外壳撑破,甚至将电池温度提高到使材料燃烧并爆炸。

锂离子电池的特点

锂离子电池的特点 锂离子电池发展迅速?应用广泛,这与其固有的特点是密切相关的?与其他可充式电池相比,锂离子电池的比能量现已提高到 110W·h/kg和270W·h/L,是铅酸电池的6倍,是Cd-Ni电池的近2.5倍,是MH-Ni电池的1.8倍?锂离子电池的月自放电率已降低到6%,远比Cd-Ni电池(月自放电率25%~30%)和MH-Ni电池(月自放电率30%~40%)低得多?在可充式电池中,锂离子电池的工作电压最高,一般为3.6V,而铅酸电池为2.0V,Cd-Ni电池和MH-Ni电池均为1.2V左右?另外,锂离子电池没有记忆效应,而Cd-Ni?MH-Ni等可充式电池有记忆效应,对比数据详见下表: 目前,锂离子动力电池的市场价格已经在逐步下降,每千瓦单价为600元左右,远低于超级电容和燃料电池的价格,已经具备较强的市场竞争能力?从上表可以看出,锂离子电池与其他可充式电池相比具有优异的特性,在便携式计算机?移动通信?摄像机?电动工具?医用电子

器件?不停电电源?家用电器?电动汽车及航空航天仪器设备等民用及军用领域显示了广泛的应用前景? 如今,其应用除了向小体积?轻质量的微型装置领域发展外,也逐渐开始向大型电动设备等领域延伸?高能?轻量?低成本?使用寿命长及无污染是锂离子电池巨大的优势,它将是继镍氢?镍镉电池之后,在今后相当长一段时间内市场前景最好?发展最快的一种绿色二次化学能源,也是现阶段世界上公认的综合性能最为优异的新型二次电池?要使锂离子动力电池在安全的条件下,提供强大而持久的电能,主要应该解决以下三大关键技术: (1)活化技术; (2)热控及阻燃技术; (3)控制及管理技术? 解决第一条核心技术的方法主要是通过掺杂改性去实现?解决第二条核心技术的方法主要是通过改进所需材料的结构及性能去实现?而解决第三条核心技术的方法主要是通过传感技术?电子控制技术等去实现?通过以上三方面的技术改进,就能使锂离子动力电池的性能得到很大提高?

聚合物锂离子电池使用注意事项

聚合物锂离子电池使用注意事项 一、电芯操作注,他说:想发财就去万通商联找优质表带供货商!注意事项 由于电芯属于软包装,为保证电芯的性能不受损害,必须小心对电芯进行操作。 1.铝箔包装材料 铝箔包装材料易被尖锐部件刺损,诸如镍片、尖针。 禁止用尖锐部件碰撞电池 应清洁工作环境,避免有尖锐部件存在 禁止用钉子及其它利器刺穿电池 禁止将电池与金属物,如项链、发夹等一起运输或贮存 2.顶封边 顶封边非常容易受到损害 禁止弯折顶封边 3.折边 折边在电池生产过程中已完成,并通过了密封测试。 禁止打开或破坏折边 4.极耳 极耳的机械强度并非异常坚固,特别是铝片。 禁止弯折极耳 5.机械撞击 禁止坠落、冲击、弯折电芯 禁止用锤子敲击或踩踏电池 禁止敲击或抛掷电池。 6.短路

任何时候禁止短路电芯,它会导致电芯严重损坏 禁止用金属物如电线短路连接电池正负极 二、聚合物锂离子电池测试标准环境 环境温度: 20±5℃ 相对湿度: 45~85% 在测试前电池都要先放完电 三、聚合物锂离子电范充放电注意事项 1.充电 充电电流及充电电压不得超过以下标准,如超过规定值可能会对电芯的充放电性能、机械性能及安全性造成造成损坏,进可能导致发热及泄漏。 电池充电器必须能恒流恒压充电; 充电时的单体电池充电电流必须在1C5A以下; 充电时温度范围在0~+45℃; 充电时电压不能超过4.23V。 2.放电 放电电流不得超过以下标准,放电必须在本标准范围内进行。 单体电池放电电流必须小于2C5A; 放电时温度范围在-20~+60℃; 单体电池放电终止电压不小于2.75V。 3.过放电 需要注意的是,在电芯长期未使用期间,它可能会用其自放电特性而处于某种过放电状态。为防止过放电的发生不能过放电使单体电池低于2.5V。 4.具体应用时要求加合格保护电路板。

聚合物电芯和锂电芯区别

聚合物电池和锂电池区别 18650锂离子电池:主要有镍氢电池、锂离子电池、磷酸铁锂 聚合物电池:以钴酸锂材料为正极,碳材料为负极,电解质采用固态或凝胶有机导电膜组成,并采用铝塑膜做外包装的最新一代的可充电锂离子电池 聚合物是液态锂电池的更新换代产品,不仅具有液态锂离子电池存在的爆炸的安全隐患,具有更高的能量密度;同时外形更灵活,方便,重量轻巧;产品性能均达到或超过液态锂离子的技术指标,更具有安全性,受到国内外电子厂商及设计公司的青睐。 1.安全性能好 聚合物锂电池在结构上采用铝塑软包装,有别于也爱电芯的金属外壳,一旦发生安全隐患,液态电芯容易爆炸,而聚合物电芯最多只会气胀。 2.厚度小,能做的更薄 普通液态锂电池采用先定制外壳,后塞正负极材料的方法,厚度做到3.6mm以下,存在技术瓶颈,聚合物电芯部存在这一问题,厚度可做到1mm以下,符合时下手机需求的方向。 3.重量轻 聚合物电池重量较同等容量规格的钢壳锂电池轻40%,较铝壳电池轻20%。 4.容量大 聚合物电池同等尺寸规格的钢壳电池容量高10-15%,较铝壳电池高5-10%,成为彩屏手机及彩信手机的首选,现在市面上新出的彩屏和彩屏手机也大多采用聚合物电芯 5.内阻小 聚合物电芯的内阻较一般液态电芯小,目前聚合物的电芯内阻甚至可做到35mΩ以下,极大的减低了电池的自耗电,延长手机的待机时间,完全可以达到与国际接轨水平这种支持大放电电流的聚合物锂电更是遥控模型的理想选择,成为最有希望替代镍氢电池的产品。 6.形状可定制 聚合物电池可根据客户的需求增加或减少电芯厚度,开发新的电芯型号,价格便宜,开模周期短,有的甚至可以根据手机形状量身定做,以充分利用电池外壳空间,提升电池容量。 7.放电特性佳 聚合物电池采用胶体电解质,相比液态电解质交替电解质具有平稳的放电性和更高的放电平台。 8.保护板设计简单

卷绕式聚合物锂离子电池设计规范

一、卷绕式聚合物锂离子电池设计规范 1. 设计容量 根据客户需要的最小容量来确定设计容量。 设计容量(mAh)= 要求的最小容量×设计系数(1) 设计系数一般取1.05~1.15。 2.极片方式 正极负极正极负极 1.竖卷式 2.横卷式 根据电池的宽度确定极片的设计方式,一般宽度<20mm的电池采用第一种竖卷的设计方式;宽度≥20mm的电池采用第二种横卷的设计方式。 3.卷针的确定 卷针的宽度Wj由以下公式确定: Wj = W-T-λ(2) 其中: W —电池的宽度; T —电池的厚度; λ—卷芯与包装袋在宽度方向的空隙差值,一般取2~3mm。 卷针厚度Tj由卷针的宽度决定,具体见表1 表1.卷针的宽度 4. 卷芯尺寸的确定 4.1 卷芯厚度 卷芯的厚度T'是指正负极片卷绕成的电芯卡紧后的厚度(不包括包装膜的厚度),一般是根据实际电池的厚度确定的,有以下关系: T' = T-Φ(3)

其中: T —电池的厚度; Φ—系数,一般取0.7~0.9mm,具体数值根据电池的厚度决定。 4.2 卷芯宽度 卷芯的宽度w'是极片卷绕后的电芯的宽度,由以下公式确定: w' = w j+T j+T'+δ(4) 其中: w j—卷针的宽度; T j —卷针的厚度; T'—卷芯的厚度; δ—系数,一般取0.5~1。 5.极片的设计 5.1 极片宽度的确定: 极片的宽度Wa根据卷绕的方式不同分别由以下公式确定(正、负极极片的宽度相同): 横卷:Wa = L-ω(5) 其中: L —电池的长度; ω—系数,根据电池的厚度决定,一般≤3mm的电池取值6.5~7.5mm;>3mm 的电池取值7.0~7.5mm。 竖卷:Wa = L-φ(6) 其中: L —电池的长度; ω—系数,一般取值2.5~3.0mm。

聚合物锂离子电池技术

聚合物锂离子电池技术 摘要:本文阐述了不得聚合物锂离子电池的结构特点,从正极材料、电解质、负极材料等几方面综述了聚合物锂离子电池的技引言 能源和环境是人类进入21世纪必须面对的两个严峻问题,开发新能源和清洁可再生能源是今后世界经济中最具决定性影响的技术领域之一。锂离子电池自问世以来发展极快,这是因为它正好满足了移动通讯和笔记本电脑迅猛发展对电源小型化、轻量化、长工作时间、长寿命、无记忆效应和对环境无公害等的要求。而聚合物固态电解质代替液体电解质来制造聚合物锂离子电池,则是锂离子电池的一个重大进步,其主要优点是具有高的可靠性和加工性,可以做成全塑结构,从而使制造超薄及自由度大的电池的愿望得以实现。 1 锂离子电池的结构特点 锂离子电池的正负极活性物质均为嵌入化合物,充电时Li+从正极脱出,经过电解质插入到负极;放电时则相反,电池的充放电过程实际上是Li+在两个电极之间来回嵌入和脱出的过程,故这种电池又称为“摇椅电池”(Rocking Chair Batteries,缩写为RCB)。其反应示意图及基本反应式如下所示:

2. 聚合物锂离子电池技术 2.1 聚合物锂离子电池的性能特点 聚合物锂离子电池是指电解质使用固态聚合物电解质(SPE)的锂离子电池。电池由正极集流体、正极膜、聚合物电解质膜、负极膜、负极集流体紧压复合成型,外包封铝塑复合薄膜,并将其边缘热熔封合,得到聚合物锂离子电池。由于电解质膜是固态,不存在漏液问题,在电池设计上自由度较大,可根据需要进行串并联或采用双极结构。 聚合物锂离子电池具有以下特点:①塑形灵活性;②更高的质量比能量(3倍于MH-Ni电池);③电化学稳定窗口宽,可达5V;④完美的安全可靠性;⑤更长循环寿命,容量损失少;⑥体积利用率高;⑦广泛的应用领域。

聚合物锂离子电池测试标准

1.0范围scope 本规范规定了聚合物锂离子电池定义、要求、测验方法。 本规范适用于聚合物锂离子电池(聚合物软包/固态/二次圆柱/一次圆柱),不适用于动力电池。 2.0 3.0引用标准reference standard 下列是本文引用的标准。执行本规范时,所示版本均应为有效版本。使用本规范的各部门应注意下列引用标准是否是最新版本。 GB/T2900.11-1988蓄电池名词术语 GB/T18287-2000蜂窝电话用锂离子电池总规范 UL 1642 锂电池安全测试标准 4.0 定义definition 4.1充电限制电压--电池由恒流充电转入恒压充电时的电压值。 4.2标称容量—指电池在环境温度为25±2℃的条件下,以5h率放电至终止电压时所应提供的电量,用C5表示, 单位为Ah(安培小时)或mAh(毫安小时)。 4.3恢复容量—在规定的温度、时间下贮存一段时间,电池放电后进行充电,并再次放电的容量。 4.4标称电压—用以标识电池电压的适宜的近似值。 4.5终止电压—规定放电终止时电池的负载电压。 4.6漏液—可见液体电解液的漏出。 4.7鼓胀—电池内部压力增加,内有气体,厚度(直径)膨胀率108%以上。 4.8破裂—由于内部外部因素引起电池外壳的机械变形,导致内部物质暴露或溢出,但没有喷出。 4.9起火—电池有可见火焰或冒黑烟等。 4.10爆炸—电池的外壳猛烈破裂导致主要成分抛射出来。 4.11聚合物软包—外包装膜为铝塑膜可循环充放电使用的电池。 4.12聚合物固态—外包装膜为铝塑膜,内部极片与隔膜混为一体可循环充放电使用的电池。 4.13聚合物二次圆柱—可循环充放电使用的聚合物圆柱电池。 4.14聚合物一次圆柱—不可再次充放电使用聚合物圆柱电池。 5.0测试条件和要求test conditions and requirement

锂电池的特点与特性

锂电池的特点与特性(聚合物) 根据锂离子电池所用电解质材料的不同,锂离子电池分为液态锂离子电池(Liquified Lithium-Ion Battery,简称为LIB)和聚合物锂离子电池(Polymer Lithium-Ion Battery, 简称为PLB)或塑料锂离子电池(Plastic Lithium Ion Batteries, 简称为PLB)。聚合物锂离子电池所用的正负极材料与液态锂离子都是相同的,正极材料分为钴酸锂、锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂材料,负极为石墨,电池工作原理也基本一致。它们的主要区别在于电解质的不同,液态锂离子电池使用液体电解质,聚合物锂离子电池则以固体聚合物电解质来代替,这种聚合物可以是“干态”的,也可以是“胶态”的,目前大部分采用聚合物凝胶电解质。那聚合物锂电池的特性有哪些?下面和中美通用电池公司一起来了解下。 1、单体电池的工作电压高 聚合物锂电池的工作电压在3.6V,是镍镉和镍氢电池工作电压的三倍。 2、比能量高。 聚合物电池比能量目前已达140Wh/kg,是镍镉电池的3倍,镍氢电池的1.5倍。 3、自放电小,在放置很长时间后其容量损失也很小。 4、循环寿命长。 目前聚合物锂电池循环寿命已达1000次以上,在低放电深度下可达几万次,超过了其他几种二次电池。 5、重量轻 聚合物锂电池重量较同等容量规格的钢壳锂电池轻40%,较铝壳锂电池轻20%。 6、形状可定制 制造商不用局限于标准外形,能够经济地做成合适的大小。聚合物电池可根据客户的需求增加或减少电芯厚度,开发新的电芯型号,价格便宜,开模周期短,有的甚至可以根据手机形状量身定做,以充分利用电池外壳空间,提升电池容量。 7、内阻小 聚合物电芯的内阻较一般液态电芯小,目前国产聚合物电芯的内阻甚至可以做到35mΩ以下,极大的减低了电池的自耗电。

锂离子电池的三大特性分析

锂离子电池的三大特性分析 时间:2014-11-12 11:12:47来源:本站原创浏览次数:9697 一、电池的容量特性 容量测试得到电池在不同倍率下的放电电压与容量关系曲线如图3所示。 图3 不同倍率下的放电电压与容量的关系曲线 从图中可以看出,在整个放电过程中锂离子电池的电压曲线可以分为3个阶段:1)电池在初始阶段端电压快速下降,放电倍率越大,电压下降的越快; 2)电池电压进入一个缓慢变化的阶段,这段时间称为电池的平台区,放电倍率越小,平台区持续的时间越长,平台电压越高,电压下降越缓慢。在锂离子电池的实际使用过程中,尽可能希望电池工作在平台区; 3)在电池电量接近放完时,电池负载电压开始急剧下降直至达到放电截止电压。从容量测试的结果中,同时还可以得到放电电流与容量的曲线关系,如图4所示。

图4 不同放电电流与容量的关系曲线 从图中可以看出,电池放电电流的大小,会直接影响到电池的实际容量。放电电流越大,电池容量相应减小,这表明放电电流越大,到达终止电压经历的时间越短。所以谈到电池容量时,应指明其放电电流(放电倍率)。 二、电池开路电压特性 开路电压测试[6]得到锂离子电池开路电压与电池SOC的关系曲线如图5所示。 图5 电池充电与放电时的OCV-SOC曲线

从图中可以看出,电池的OCV-SOC曲线与电池放电电压曲线趋势基本相同。在SOC的中间区间(20%<SOC<80%)内,电池的OCV变化极小,电池处于平台区;而在SOC的两端区间(SOC<10%和SOC>90%),OCV 的变化率较大,整个磷酸铁锂电池的OCV-SOC曲线呈现中间区域平坦,头尾两端陡峭的样子,开路电压法即是利用这一稳定的对应关系进行SOC估计。 锂离子电池OCV-SOC关系曲线受温度、放电倍率、老化程度因素影响较小[7],但在充放电2种状态下,两条特性曲线之间会存在一定差异。 三、电池内阻特性 图6表示磷酸铁锂电池在充电和放电时的欧姆内阻。 图6 电池内阻变化曲线

聚合物锂离子电池电池基本生产工艺流程

聚合物锂离子电池基本生产工艺流程 目的:将粉状材料搅拌成糊状浆料 Polymer/DBP(增塑剂)/Carbon/LiCoO 2(Cathode) or Graphite(Anode)/Solvent 控制点:固含量/浆料颗粒直径的分布/粘度 目的:将糊状浆料涂制成薄膜 控制点:膜片一致性(重量&厚度)/机械强度/干燥度 Laminating:在一定温度下通过一定的压力将集流体、阴/阳极材料、隔离膜热 复合成电芯单体的基本结构。 Lam 1产品:Electrode 控制点:Temperature/Pressure /Thickness Anode/Cathode/Separator Separator 要求:Electronic insulator/Ionic conductor; Mechanical strength 控制点:Temperature/Pressure/Gap/Thickness 产品:Bi-cell 为Li 离子打通通道 Tab TAB Lead Sealant 0.1~0.15mm 控制点:Temperature/Pressure 控制点:Temperature/Time 85±5℃,4h (55A5130:20H) Composition: Salt; Organic solvent(有机溶剂) 要求:high ionic conductivity; chemical/electrochemical stable; good LT/HT performance 大电池:2 h; 中小电池:1h 干燥房

通过恒流/恒压充放电激活电池 CC ---Constant Current CV---Constant V oltage Pre-degassing 耐高温性能测试(85℃/4h) 55A5130 :75℃/24h 经封装,在真空状态下通过一定压力时间真空度将电芯内气体抽出,并保 证密封度 成型过程(外观要求)Trimming/Folding 将Ni片焊到Al Tab上,因Al Tab不易上锡、易断 电性能测试参数:Open Current V oltage、Impedance、Capacity QAI-002 聚合物锂离子电池的四个检测方法: 1.电性能 charge/discharge; capacity; voltage/impedance; cycle life 2.环境适应能力 LT/HT performance; vibrate; collide;自由跌落;恒定湿热 3.安全性能 过充过放保护;短路保护 4.存储性能 荷电保持能力;高温高湿存储性能 准备:Nelson 12/03/03 审核:Kevin 批准:Vicky

关于锂电池和锂聚合物电池的区别和他们正确的充电方法

关于锂电池和锂聚合物电池的区别及他们正确的充电方法 一、锂电池的种类: 以前市面上所使用的二次电池主要有镍氢(Ni-MH)和锂离子(Li-ion)两种类型。锂离子电池中已经量产的有液体锂离子电池(LiB)和聚合物锂离子电池(LiP)两种。所以在许多情况下,电池上标注了Li-ion的,一定是锂离子电池。但不一定就是液体锂离子 电池,也有可能是聚合物锂离子电池。 锂离子电池是锂电池的改进型产品。锂电池很早以前就有了,但锂是一种高度活跃(还记得它在元素周期表中的位置吗?)的金属,它使用时不太安全,经常会在充电时出现燃烧、爆裂的情况,后来就有了改进型的锂离子电池,加入了能抑制锂元素活跃的成份(比如钴、锰等等)从而使锂电真正达到了安全、高效、方便,而老的锂电池也随之基本上淘汰了。至于如何区分它们,从电池的标识上就能识别,锂电池为Li、锂离子电池为Li-ion。现在,笔记本和手机使用的所谓“锂电池”,其实都是锂离子电池。 现代电池的基本构造包括正极、负极和电解质三项要素。作为电池的一种,锂离子电池同样具有这三个要素。一般锂离子技术使用液体或无机胶体电解液,因此需要坚固的外壳来容纳可燃的活性成分,这就增加了电池的重量和成本,也限制了尺寸大小和造型的灵活性。一般而言,液体锂离子二次电池的最小厚度是6mm,再减少就比较困难。 而所谓聚合物锂离子电池是在这三种主要构造中至少有一项或一项以上使用高分子材 料作为其主要的电池系统。 新一代的聚合物锂离子电池在聚合物化的程度上已经很高,所以形状上可做到薄形化(最薄0.5毫米)、任意面积化和任意形状化,大大提高了电池造型设计的灵活性,从而可以配合产品需求,做成任何形状和容量的电池。同时,聚合物锂离子电池的单位能量比目前的一般锂离子电池提高了50%,其容量、充放电特性、安全性、工作温度范围、循环寿命和环保性能等方面都较锂离子电池有大幅度的提高。 目前市面上所销售的液体锂离子(LiB)电池在过度充电的情形下,容易造成安全阀破裂因而起火的情形,这是非常危险的,所以必需加装保护IC线路以确保电池不会发生过度充电的情形。而高分子聚合物锂离子电池方面,这种类型的电池相对液体锂离子电池而言具有较好的耐充放电特性,因此对外加保护IC线路方面的要求可以适当放宽。此外在充电方面,聚合物锂离子电池可以利用IC定电流充电,和锂离子二次电池所采用的CCCV(Constant Currert-Constant Voltage)充电方式所需的时间比较起来,可以 缩短许多的等待时间。 二、手机制造商对锂电池的使用情况 虽然近几年来几乎所有厂家都已经倾向于采用锂离子电池,但世界各大手机制造商对电池的选择还是有自己的特点和习惯,例如曾经在相同的一段历史时期里: 诺基亚:采用Ni-MH(镍氢)电池、LiB(液体锂离子)电池,未采用LiP(聚合物锂离

聚合物锂离子电池使用注意事项

聚合物锂离子电池使用注意事项一、注意事项 由于电芯属于软包装,为保证电芯的性能不受损害,必须小心对电芯进行操作。 1.铝箔包装材料 铝箔包装材料易被尖锐部件刺损,诸如镍片、尖针。 禁止用尖锐部件碰撞电池 应清洁工作环境,避免有尖锐部件存在 禁止用钉子及其它利器刺穿电池 禁止将电池与金属物,如项链、发夹等一起运输或贮存 2.顶封边 顶封边非常容易受到损害 禁止弯折顶封边 3.折边 折边在电池生产过程中已完成,并通过了密封测试。 禁止打开或破坏折边 4.极耳 极耳的机械强度并非异常坚固,特别是铝片。 禁止弯折极耳 5.机械撞击 禁止坠落、冲击、弯折电芯 禁止用锤子敲击或踩踏电池

禁止敲击或抛掷电池。 6.短路 任何时候禁止短路电芯,它会导致电芯严重损坏 禁止用金属物如电线短路连接电池正负极 二、聚合物锂离子电池测试标准环境 环境温度: 20±5℃ 相对湿度: 45~85% 在测试前电池都要先放完电 三、聚合物锂离子电范充放电注意事项 1.充电 充电电流及充电电压不得超过以下标准,如超过规定值可能会对电芯的充放电性能、机械性能及安全性造成造成损坏,进可能导致发热及泄漏。 电池充电器必须能恒流恒压充电; 充电时的单体电池充电电流必须在1C5A以下; 充电时温度范围在0~+45℃; 充电时电压不能超过4.23V。 2.放电 放电电流不得超过以下标准,放电必须在本标准范围内进行。 单体电池放电电流必须小于25A; 放电时温度范围在-20~+60℃;

单体电池放电终止电压不小于2.75V。 3.过放电 需要注意的是,在电芯长期未使用期间,它可能会用其自放电特性而处于某种过放电状态。为防止过放电的发生不能过放电使单体电池低于2.5V。 4.具体应用时要求加合格保护电路板。 四、聚合物锂离子电池贮存 电池长期贮存的环境为:温度-20~+35℃ 相对湿度 45~75% 电池贮存期近一年时要用标准充电方式给电池充电10%~50%。 五、聚合物锂离子电池运输 电池应在10%~50%的充电状态下运输。 六、聚合物锂离子电池其它使用说明 1.为了防止电池可能发生泄漏、发热、爆炸,请注意以下预防措施: 禁止在任何情况下拆卸电芯。 禁止将电池浸入水中或海水中,不能受潮。 禁止在热源旁,如火、加热器等,使用或放置电池。 禁止将电池加热或丢入火中。 禁止直接焊接电池。 禁止在火边或很热的环境中充电。

聚合物锂电池的优点和缺点详细解答

聚合物锂电池的优点和缺点详细解答! 聚合物锂电池是锂离子电池的一种,但是与液锂电池(Li-ion)相比具有能量密度高、更小型化、超薄化、轻量化,以及高安全性和低成本等多种明显优势,是一种新型电池。下面我们详细介绍聚合物锂电池的优点和缺点 聚合物锂电池 一.优点: 1.安全性能好

聚合物锂电池在结构上采用铝塑软包装,有别于液态电芯的金属外壳,一旦发生安全隐患,液态电芯容易爆炸,而聚合物电芯最多只会气鼓。 2.厚度小,能做得更薄 超薄,电池能够组装进信用卡中。普通液态锂电采用先定制外壳,后塞正负极村料的方法,厚度做到3.6mm以下存在技术瓶颈,聚合物电芯则不存在这一问题,厚度可做到1mm以下,符合时下手机需求方向。 3.重量轻 采用聚合物电解质的电池无需金属壳来作为保护外包装。聚合物电池重量较同等容量规格的钢壳锂电轻40%,较铝壳电池轻20%。 4.容量大 聚合物电池较同等尺寸规格的钢壳电池容量高10~15%,较铝壳电池高5~10%,成为彩屏手机及彩信手机的首选,现在市面上新出的彩屏和彩信手机也大多采用聚合物电芯。5.内阻小 聚合物电芯的内阻较一般液态电芯小,目前国产聚合物电芯的内阻甚至可以做到35mΩ以下,极大的减低了电池的自耗电,延长手机的待机时间,完全可以达到与国际接轨的水平。这种支持大放电电流的聚合物锂电更是遥控模型的理想选择,成为最有希望替代镍氢电池的产品。 6.形状可定制

制造商不用局限于标准外形,能够经济地做成合适的大小。聚合物电池可根据客户的需求增加或减少电芯厚度,开发新的电芯型号,价格便宜,开模周期短,有的甚至可以根据手机形状量身定做,以充分利用电池外壳空间,提升电池容量。 7.放电特性佳 聚合物电池采用胶体电解质,相比液态电解质,胶体电解质具有平稳的放电特性和更高的放电平台。 8.保护板设计简单 由于采用聚合物材料,电芯不起火、不爆炸,电芯本身具有足够的安全性,因此聚合物电池的保护线路设计可考虑省略PTC和保险丝,从而节约电池成本。 二.缺点: 和锂离子电池相比能量密度和循环次数都有下降。 制造昂贵。 没有标准外形,大多数电池为高容量消费市场而制造。 和锂离子电池相比,价格、能量比较高

如何给聚合物锂电池设计充电器

如何设计聚合物电池充电器 目前市场上相当多的超薄便携式应用采用单节锂离子/聚合物电池,它们要求一个全功能的、可靠的电池充电器,它能够提供很好的功能、非常小的体积、非常好的性价比、以及灵活性。AAT3681A可满足以上所有要求,而且只需要一个外部元件。 AA T3681A的封装尺寸非常小,只有2.0×2.1mm,这使得它非常适合便携式和超便携式应用。这一器件是即插即用型充电器设计师能够得到的最理想器件,它可以帮助设计师节省设计和PCB布板时间,也有助于将产品快速推向市场。 AnalogicTech可提供专为便携式和手持式电池供电应用设计的大量电源转换解决方案。一个成功设计的最重要特征之一是,器件与目标应用之间的匹配是非常完美的。 就AAT3681A来说,现代便携式应用的功能正在以一个令人瞠目结舌的速度扩展,所有类型的新功能正被添加进去以满足市场的要求。因此,提供这一器件的目的是把单节锂离子电池充电器所需的所有功能全部集成在一起,以及最大程度地减小电路设计师的设计工作量。现在他们可以把精力更多地集中在充电器设计的主要目标上,而不是电池充电器设计的非常深入的细节上。 AA T3681A Battery Manager是一个高度集成的单节锂离子/聚合物电池充电器IC,设计用于从一个DC电源或USB口进行充电,输入电压可高达7.5V。它只需要一个外部元件就能实现全部的功能。AAT3681A可精确地为4.2V(或4.375V)锂离子/聚合物电池组调节电池充电电压和电流。 当从AC适配器或USB口充电时,高达300mA的电池充电电流可通过一个外部电阻进行设置。电池充电状态被不间断地监测,一旦错误情况(如过压、短路或过热)发生,该器件将自动关断,从而保护充电设备、控制系统和处于充电状态的电池。AAT3681A提供一个状态监测输出脚,它通过直接驱动一个外部LED来指示电池充电状态。 AA T3681A采用节省空间的8脚无铅耐热SC70JW封装,占板面积只有2.0×2.1mm,工作温度范围为-40℃到+85℃。 最近发布的AAT3681A是一个单节电池充电器,它适合很多的应用,包括:1)蓝牙耳机; 2)DECT耳机;3)数码相机;4)MP3便携式音乐播放机、PMP;5)腕表;6)其它锂离子/聚合物电池供电设备。 尽管该器件的设计目的是为了让充电器的设计变得非常快速、简单和容易,但它集成了很多特性来帮助优化电池充电性能和PCB布板面积。下面是这些特性和功能的一部分:1)USB或AC适配器系统电池充电器;2)15mA到300mA的可编程充电电流;3)4.0V到7.5V 的输入电压范围;4)与内部充电器件的高度集成;5)反向阻塞二极管;6)自动电流感应;7)自动再充定序;8)充满电自动关断/睡眠模式/充电终结;9)关机电流小于1uA;10)电池预充、过压和紧急过热保护状态下的自动涓流充电;11)上电复位和软启动;12)LED状态引脚;13)8脚2.0×2.1mm SC70JW封装。

聚合物锂离子电池隔膜的研究

B013聚合物锂离子电池隔膜的研究 操建华朱宝库徐又一* (浙江大学高分子科学研究所,杭州,310027) 摘要采用偏氟乙烯-六氟丙烯无规共聚物(PVDF-HFP)为膜材料,N,N-二甲基乙酰 胺(DMAc)为溶剂,相转化法制备了PVDF-HFP微孔膜。该膜用1 M的LiPF6-PC/DMC(体 积比1:1)电解质液体活化后得到聚合物电解质膜。研究了聚合物浓度和凝固浴组成及温 度等对PVDF-HFP微孔膜的结构形态、孔隙率、N2透气率和吸液率的影响。扫描电镜观察 了各种条件下制得的膜的形态及结构。所得到的PVDF-HFP膜为非对称膜,孔隙率可达70%,N2透气率在0.1Mpa下为306.92 ml/min?cm2,吸附电解液的能力为自身重量的300%,吸液后其室温电导率为9.02×10-4S cm-1。 关键词聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)相转化锂离子电池隔膜 Study on the polymer microporous membranes for lithium ion battery separator CAO Jianhua, ZHU Baoku, XU Youyi (Institute of Polymer Science and Engineering, Zhejiang University, Hangzhou, 310027, Zhejiang, China) Abstract The PVDF-HFP microporous membrane was prepared by phase inversion method (using DMAc as solvent), then activated by 1M LiPF6 in EC/DMC (1:1, v/v) electrolyte solution. The effect of polymer concentration, composition of coagulation bath and temperature on membrane morphology, porosity and electrolyte liquid uptake were investigated. The surface and cross section structure of membranes were observed by SEM. The porosity of membranes is up to 70% and the permeability of N2 is 306.92 ml/min?cm2 at 0.1MPa.The liquid uptake is 300wt% of its weight. Gel polymer electrolyte composed of PVDF-HFP-based microporous membrane, LiPF6-EC/DMC show high ionic conductivity and can reach to 9.02×10-4S cm-1 at room temperature. Keywords Poly (vinyldiene fluoride-co- hexafluoropropylene), phase inversion, lithium ion battery, separator 引言 随着能源、信息、材料的发展,二次锂离子电池技术及其相关材料也得到迅速发展。聚合物锂离子电池与目前使用的液态锂离子电池相比,具有体积小、质量轻、寿命长、安全性能高及易于电池形状设计等特点,可满足手机和笔记本电脑等进一步向小型化、轻量化发展的要求[1-2]。在二次锂离子电池中,微孔聚合物隔膜是电池的重要组成部分,它置于正负电极之间,起到既可以使两电极尽量靠近又可避免正负极活性物质接触短路的作用。隔膜性能的优劣影响着电池的内阻、充放电电流密度、循环性等特性,因此性能优异的隔膜对于提高电池的综合性能有着重要的意义。 目前,二次锂离子电池中广泛使用的隔膜为Celgard法生产的微孔膜。所采用的材料为聚丙烯或聚乙烯,结晶度高且极性小而不利于电解质液的溶胀,仅靠微孔中包埋的电解质导电, *通讯联系人

聚合物锂离子电池的充放电方式

深圳市沃尔德电子 聚合物锂离子电池的充放电方式: 聚合物锂离子电池的充电方式与液体锂离子电池基本上相同,主要有两种方式:恒流充电和恒压充电,当然两者也可以交叉进行。前者主要用于实验室研究,后者则较少用。在恒流充电过程中,电压起始升高较快,容量一般随时间线性增加,内阻也不断增加。商品锂离子电池则是先采用恒流充电,然后采用恒压充电。电压、电流和充电量随充电时间的变化。恒流、恒压充电方式最简单的电路实现方法为:设计一个高精度的恒定电压控制电路,并在该电压环路内添加高精度的电流限制环路。电流限制环路用于限制电池的充电电流,直到电池电压真正达到终止电压(单体聚合物锂离子电池通常为4V)。当电池电压刚刚达到终止电压时,电池实际上只完成了充电的70%~80%。因此需要在恒压模式下继续对电池充电,直到流入电池的电流衰减到最小(5%C)时,才说明电池达到满充电状态。在实际应用或检测中,也可以采用脉冲放电或充电方式。脉冲充电为将全波整流后的交流电压直接接至控制系统,当全波处于上升沿时,电压将超过设定的阈值时,切断充电电路;当全波信号的电压降至低于阈值时,充电电路再次启动。使用这一电路,电池仅在线性充电器的输入输出电压差较低时充电。这可以减小便携式设备的功率损耗,同时允许使用简单的全波整流适配器,电池充电器价格低。 聚合物锂离子电池的放电方式在实际过程中主要是负荷固定的方式。尽管负荷的电阻不变,然而电池的电阻会发生变化。随放电过程的进行,电压下降。当电压降低到一定值时,会发生过放,导致集流体的溶解。为了检测电池的性能,也可以采用恒流放电方式。电池的输出功率与放电电流有关。当电流位于一适中值,输出功率最大(Pmax)。通常可接受的最大功率为Padm。随着聚合物锂离子电池的进一步发展,充电技术也得到不断提高,以期缩短充电时间,提高充电效率和改进充电效果,例如多阶段变电流间歇快速充电方法、初始电流大的多阶段恒流充电等。在聚合物锂离子电池的充电过程中,不可避免会发生包括欧姆极化、浓差极化和电化学极化等在内的极化现象,导致充电电压升高、充电效率降低。为了减小充电过程产生的极化,有效增大充电量,提高充电效率,可以采用去极化的方式。去极化的方式主要有两种:自然去极化(即采用中途停止充电、间歇的方式)和强制去极化(即采用脉冲放电的方式)。 脉冲充电和去极化脉冲的方式也可以对聚合物锂离子电池进行充电。为了提高聚合物锂离子电池充电的效果,除了进行变电流充电以及充电波形(利用间歇和放电脉冲)的改进,还需要考虑电池状态(包括荷电状态或可接受充电电流以及老化状态)对充电的影响。随电池充电的增多,其可接受充电电流减小。并且,随着电池循环次数的增多,电池老化严重,其充电特性也逐渐变劣。 在不同的充电或放电状态下,正极、负极的状态不一样,电阻也不一样。了解其变化对于正确理解聚合物锂离子电池的充放电行为具有积极意义。对于整个电池而言,电池的电阻由本体电阻、膜电阻(Rsei)和电荷传递阻抗(Rct)组成。在循环过程中,发现电池的本体电阻和膜电阻不变,而电荷传递阻抗表现出2个最小值。温度降低时,Rct明显减少,决定电池的电阻。在低温下充电比放电更难。处于全充电状态时,电阻主要由负极的SEI 膜决定;而处于全放电状态时,主要由正极的电荷传递阻抗决定。大电流下的放电容量受正极中锂离子的扩散系数限制,而负极的影响很小。200次循环后,正极的电阻增加最大,例如充电状态为50%时,增加约200%。低温放电时,负极的电阻最大。放电快结束时,正极电阻占据主要地位,而负极的电阻减少。 为了衡量聚合物锂离子电池的循环性能,如果进行实际测试,直到循环达到500次或容量衰减到80%为止,将花费大量时间。通过一系列试验,也可以建立一套模型,采用该模

相关主题
文本预览
相关文档 最新文档