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鋰離子電池的知識(shí)你了解多少?

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1567次  |  2020年11月29日  

一、充放電倍率


最高越好。C是描述電池充放電電流巨細(xì)的專用符號(hào)。1C放電就代表1小時(shí)內(nèi)把電池從滿電放到空的電流巨細(xì)。iPhone6電池容量為1810mAH,那么這顆電池的1C放電電流便是1.81安培;比亞迪e6電動(dòng)轎車中運(yùn)用的每顆電池容量是200AH,則這個(gè)電池1C放電電流便是200安培。一個(gè)電池假如用高倍率放電,一般放出的能量比低倍率少。


二、充放電循環(huán)次數(shù)


最多越好。500次是鋰離子電池的常見值,根據(jù)不同資料制作的鋰離子電池充放電次數(shù)從300-3000次不等。這個(gè)值的具體意義每個(gè)廠可能略有不同,大致能夠理解為:按廠商規(guī)定的充放電倍率(比方1C放電,0.3C充電;每次從0%充放到100%,照此循環(huán))下,500次循環(huán)后,電池容量還剩開端的80%。充放電次數(shù)和運(yùn)用習(xí)氣的聯(lián)系太大了,咱們舉幾個(gè)比方。


1、充放電強(qiáng)度對(duì)循環(huán)次數(shù)的影響


廠標(biāo)注:每次從0%充放到100%,1C放,0.3C充,500次后容量衰減到80%,這是最苛刻的測(cè)驗(yàn)循環(huán),也能夠不這么嚴(yán)厲,看下面


假如每次電量的循環(huán)都在25%-75%,1C放,0.3C充,2000次后容量衰減到80%


假如每次電量的循環(huán)都在50%-100%,1C放,0.3充,1800次后容量衰減到80%


2、淺充淺放對(duì)壽數(shù)的影響


廠標(biāo)注:每次從0%充放到100%,1C放,0.3C充,500次后容量衰減到80%,是最苛刻的測(cè)驗(yàn)循環(huán),也能夠不這么嚴(yán)厲,看下面


每次電量的循環(huán)都在25%-75%,1C放,0.3C充,2000次后容量衰減到80%


每次電量的循環(huán)都在50%-100%,1C放,0.3充,1800次后容量衰減到80%


以上兩個(gè)比方可看出充放電的倍率越小、越有利于壽數(shù)提高;淺充淺放也有利于壽數(shù)提高。


三、內(nèi)阻


越小越好,這個(gè)參數(shù)隨負(fù)載輕重、溫度等因素隨時(shí)改變,隨著電池壽數(shù)削減,內(nèi)阻也在逐步增大。內(nèi)阻越小的電池越能夠高倍率充放電,18650的一般電池內(nèi)阻在50m左右,動(dòng)力型的18650電池在15m左右。想了解內(nèi)阻多大需求用專用的設(shè)備丈量,一般萬(wàn)用表不可。


丈量電池內(nèi)阻的東西


四、電池共同性


選用相同資料、相同工藝出產(chǎn)的電池在容量、內(nèi)阻、充放電曲線上的共同性越高越好。電池能否大規(guī)劃組成電池組這一點(diǎn)十分關(guān)鍵,電池組規(guī)劃越大對(duì)共同性要求越高。


下面幾頁(yè)咱們將按運(yùn)用的難易程度:


1、手機(jī)、平板、穿戴設(shè)備中的鋰離子電池


2、筆記本電腦和移動(dòng)電源中的鋰離子電池


3、電動(dòng)自行車中的鋰離子電池


4、電動(dòng)轎車中的鋰離子電池


分別介紹一些知識(shí),這樣分頁(yè)是按電池規(guī)劃從小到大排序的。


手機(jī)、平板、穿戴設(shè)備中的鋰離子電池


為何說這個(gè)范疇是最簡(jiǎn)單的呢?由于這些設(shè)備里只需一塊鋰離子電池,并且根本都是三元鋰離子電池。三元的意思是三種元素:鎳、鈷、錳、這種鋰離子電池的正極資料Li(NiCoMn)O2,不是完全相同的,會(huì)根據(jù)運(yùn)用要求對(duì)三種元素的配比做調(diào)整。


一、充放電倍率


在數(shù)碼設(shè)備中運(yùn)用的電池一般對(duì)此項(xiàng)要求很低。你很難一個(gè)小時(shí)內(nèi)把滿電的手機(jī)用到主動(dòng)關(guān)機(jī)吧?也沒人會(huì)規(guī)劃一個(gè)續(xù)航只需1小時(shí)的數(shù)碼設(shè)備。至少都能夠續(xù)航3小時(shí),所以電池的放電倍率到達(dá)0.3C左右就能滿意需求,充電要求往往也很低,一般3-4小時(shí)充溢的數(shù)碼設(shè)備咱們都能承受,所以充電上對(duì)電池提出的要求也是0.3C左右。


不管國(guó)產(chǎn)仍是松下、三星之類的進(jìn)口鋰離子電池,1C放電是最起碼的規(guī)范,數(shù)碼設(shè)備對(duì)電池放電的要求都遠(yuǎn)低于電池職業(yè)的遍及規(guī)范。充電倍率上和電池職業(yè)現(xiàn)在能做到的根底目標(biāo)大致適當(dāng),假如沒有極特別規(guī)劃一般也不必?fù)?dān)心。


OPPO的電池閃充特性,對(duì)充電提出了較高要求


最近手機(jī)職業(yè)呈現(xiàn)了特例,以O(shè)PPO為代表提出了快充的特性,實(shí)踐上對(duì)電池廠商提出了特別需求。以O(shè)PPO最新的N3來說,VOOC閃充許諾30分鐘充溢75%的電量,這算下來便是1.5C的充電電流,是一般手機(jī)電池充電倍率的10倍,N3賣3999元也貴的有道理,起碼這個(gè)電池就會(huì)比一般電池貴一、二倍。


二、充放電循環(huán)次數(shù)


數(shù)碼設(shè)備中,手機(jī)算是運(yùn)用強(qiáng)度最高的產(chǎn)品,咱們按一天一充計(jì)算,循環(huán)次數(shù)是500次便是500天壽數(shù),這樣算對(duì)嗎?其實(shí)是脫離了運(yùn)用條件,所以是錯(cuò)的。500次的循環(huán)指的是1C放電,0.3C充電下持續(xù)循環(huán)500次,電池容量還剩開端的80%。但咱們平常運(yùn)用手機(jī)放電倍率遠(yuǎn)小于1C,往往是0.01C-0.5C之間。所以循環(huán)次數(shù)一般能夠700次后還有80%電量剩下,這現(xiàn)已2年時(shí)刻了,手機(jī)也快過期了。蘋果在這方面規(guī)劃的很精明,它有意不運(yùn)用大電量的電池,不光能夠獲得輕浮的優(yōu)勢(shì),還由于2年后你必定要換下一代iPhone了,干嘛非要多花本錢在電池上呢?至于有一些人一年就顯著感覺續(xù)航少了,也是確有原因的,之后分析。


隨時(shí)堅(jiān)持100%電量并不好


其他數(shù)碼設(shè)備,比方平板電腦,電池充放周期就更久了,但有時(shí)也會(huì)發(fā)現(xiàn)不到2年續(xù)航就顯著下降了,這個(gè)原因也是有解說的,看完整篇文章你就會(huì)了解。


三、電池內(nèi)阻


沒有特別解說的。


四、電池共同性


沒有特別解說的。


筆記本電池規(guī)范常見的4芯、6芯,8芯什么意思?這指的是18650電芯數(shù)量,以8芯為例,有2種組合方法,一種是2串4并,一種是4串2并,具體選用哪一種要根據(jù)筆記本廠商電壓轉(zhuǎn)換電路的規(guī)劃,和電池倉(cāng)形狀。


4芯筆記本電池


這種說法也能夠描述移動(dòng)電源,市售正派品牌的移動(dòng)電源10400mAh容量的產(chǎn)品便是由4節(jié)2600mAh的18650電芯并聯(lián)而成。由于三星SDK為了搶占我國(guó)商場(chǎng),對(duì)大訂單采取賤價(jià),乃至賠本賣1美元/顆,所以許多大牌子移動(dòng)電源廠商很喜歡用這種既廉價(jià)質(zhì)量又好的電芯,也由于單顆容量為2600,所以移動(dòng)電源的容量常常是2600mAh的倍數(shù):5200mAh,7800mAh,10400mAh。


一、充放電倍率


新的筆記本電池少有1小時(shí)就放光電的狀況,所以放電倍率1C對(duì)他們來說現(xiàn)已滿意,充電的要求也不高,比方筆記本電池在3-4小時(shí)內(nèi)充溢咱們都能夠承受。而對(duì)移動(dòng)電源來說對(duì)電池充放電倍率的要求就更低了,簡(jiǎn)直是悉數(shù)數(shù)碼設(shè)備中最低的。


小米10400移動(dòng)電源內(nèi)部結(jié)構(gòu)


以現(xiàn)在商場(chǎng)中10400mAh(3.7V)的移動(dòng)電源來說,最大輸出電流為2A(5V),也便是用最大電流也需求3.7個(gè)小時(shí)才能放光電,放電倍率只需滿意0.3C都?jí)蛴?。充電方面,一般的?guī)范是10400mAh裝備一個(gè)1.0A的輸進(jìn)口。這樣充電的倍率只需0.13C。這便是為何移動(dòng)電源劣質(zhì)產(chǎn)品特別多的原因:哪怕是正規(guī)廠商也能夠購(gòu)買電池商場(chǎng)中性能最等級(jí)低(注意,性能低和質(zhì)量差并不完全同等,但仍是高度相關(guān)的)的產(chǎn)品用在移動(dòng)電源中,并且還能夠滿意運(yùn)用規(guī)范的需求。


二、充放電循環(huán)次數(shù)


筆記本和移動(dòng)電源運(yùn)用頻率相較于手機(jī)大幅降低,手機(jī)最多三天充一次,可是移動(dòng)電源和筆記本均勻下來往往一周都不必定能完成一次充放電,這樣算下來,只需確保50次充放電壽數(shù)就能撐一年。有關(guān)老練的鋰離子電池來說最差最差也能供給300次的循環(huán)壽數(shù),這個(gè)次數(shù)對(duì)運(yùn)用筆記本和移動(dòng)電源的人來說都?jí)蛘_\(yùn)用6年的了。


而咱們往往用不到這么久就更新?lián)Q代了,所以尤其是移動(dòng)電源這個(gè)職業(yè),實(shí)踐運(yùn)用中的輕負(fù)載和低頻率的充放電次數(shù),讓咱們很難察覺到產(chǎn)品質(zhì)量的好壞。一些無良的廠商就會(huì)用最差的電芯,乃至把拆機(jī)電芯用在移動(dòng)電源上。拆機(jī)電芯可能早年用在其他設(shè)備中,現(xiàn)已循環(huán)了400次,按壽數(shù)看還有100次就要篩選了,而100次也滿意讓移動(dòng)電源撐上兩年時(shí)刻,所以廢物使用買來裝移動(dòng)電源里面,根本不會(huì)有人發(fā)現(xiàn)。


相對(duì)移動(dòng)電源來說,筆記本中的原配的電池電芯都來自世界大廠。但咱們也常常發(fā)現(xiàn)周圍有人的筆記本買來不到2年電池續(xù)航就大幅下降了,這是什么原因呢?


還記得上一頁(yè)提到平板電腦運(yùn)用周期不頻頻,但有的也會(huì)呈現(xiàn)1-2年,電池續(xù)航就大幅下降吧?其實(shí)他們都是由同一個(gè)原因引起的:電池保存不妥。


假如你常常沒事就把電池充溢,或許充電線一向插在設(shè)備上,那就隨時(shí)保持最高電量,電池容量就會(huì)快速削減。這個(gè)原因涉及到鋰離子電池的結(jié)構(gòu)。


鋰離子電池內(nèi)部簡(jiǎn)圖


鋰離子電池的正極是由含有鋰離子的金屬氧化物組成,負(fù)極一般是石墨構(gòu)成的晶格,充電時(shí)鋰離子向石墨一端移動(dòng),最終鉆入由石墨構(gòu)成的安穩(wěn)的晶格中,蓄勢(shì)待發(fā)。能夠容納鋰離子的晶格越多,能夠移動(dòng)的鋰離子越多,電池容量越大。長(zhǎng)時(shí)刻滿電寄存首要影響的是能夠移動(dòng)的鋰離子數(shù)量,由于滿電后電池到達(dá)4.2V電壓,保持的高電壓讓電解液和電池的正負(fù)極均發(fā)作一些反響,而這些反響在3.0V-3.7V的狀態(tài)下盡管也在發(fā)作,可是十分微弱。這種反響在電極上生成了鈍化膜,電壓越高膜越厚,膜越厚能夠移動(dòng)的到負(fù)極鉆入石墨晶格的鋰離子數(shù)量越少。所以宏觀上的表現(xiàn)便是電池容量衰減。


負(fù)極石墨組成的小房子,供鋰離子鉆入鉆出


什么算長(zhǎng)時(shí)刻呢?在我看來7天就現(xiàn)已滿意構(gòu)成惡劣影響了。有多惡劣?這兒有個(gè)比方,玩兒航模的人有2塊規(guī)范相同的全新三元資料鋰離子電池A和B,六月份買來一起寄存,A剩下電量30%寄存,B充溢100%寄存,3個(gè)月后測(cè)驗(yàn)電池容量,A容量為開端的98%,B容量為開端的60%。沒錯(cuò),影響便是如此惡劣,所以你的筆記本電池常常長(zhǎng)時(shí)刻保持高電壓,一年后續(xù)航大幅下降也就不要稀罕了。手機(jī)是最不容易遇到長(zhǎng)時(shí)刻滿電寄存的設(shè)備,由于即使充溢了,也一向在運(yùn)用,不到幾個(gè)小時(shí)電壓就降下來了。但手機(jī)偶然也會(huì)遇到這個(gè)問題,比方充溢電后關(guān)機(jī)了,這時(shí)沒有任何耗電,電池就一向保持高壓,也許一周后你打開盒子一看,電池現(xiàn)已鼓包了。


正確的做法是充30%-40%的電量,然后長(zhǎng)時(shí)刻保存。


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