鉅大LARGE | 點擊量：1313次 | 2021年05月21日
電池，介紹一些簡單實用的電池知識
1、什么是電池？
電池是一種能源。當它正負極連接在用電器上時，因為正負極之間存在電勢之差，電流從正極流向負極，儲存在電池中的化學能直接轉化成電能釋放出來，一只電池必然由兩種不同電化學活性的物質組成正負兩極，正負極活性物質之間的電動勢差形成電池的電壓，根據其電化學系統的不同，各種類型的電池電壓各有不同。
2、一次電池和充電電池有什么差別?
電池內部的電化學設計決定了該類型的電池是否可充。根據它們的電化學成分和電極的結構可知，可充電電池的內部結構之間所發生的反應是可逆的。理論上，這種可逆性是不會受循環次數的影響，既然充放電會在電極的體積和結構上引起可逆的變化，那么可充電電池的內部設計就支持這種變化。而一次電池在給定的電池環境中兩個電極之間的電化學反應是不可逆的，因此，不可以將一次電池拿來充電，這種做法很危險也很不經濟。假如要反復使用，應選擇真正的循環次數在1000次左右的充電電池，這種電池又稱為二次電池。
另一明顯的差別就是二次電池具有較高的比能量和負載能力，但自放電率較大。一次電池能量密度遠比二次電池高。然而他們的負載能力相對要小。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
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%
3、充電電池是怎么樣實現它的能量轉換？
每種電池都具有電化學轉換的能力，即將儲存的化學能直接轉換成電能。就二次電池而言(另一術語也稱可充電便攜式電池)，在放電過程中，是將化學能轉換成電能；而在充電過程中，又將電能重新轉換成化學能。這樣的過程根據電化學系統不同，一般可充放電500次以上。
Li-ion是一種新型的可充電便攜式電池。它的額定電壓為3.63.8V。他的放電電壓會隨放電的深度而逐漸下降。
4、什么是Li-ion電池？
Li-ion是鋰離子電池發展而來。所以在介紹Li-ion之前，先介紹鋰離子電池。鋰離子電池的正極材料是鋰金屬。負極材料是碳材。按照大家習慣上的命名規律，我們稱這種電池為鋰離子電池。
Li-ion的正極材料是氧化鋰鈷，負極材料是碳材。電池通過正極出現的鋰離子在負極碳材中的嵌入與遷出來實現電池的充放電過程，所以人們稱之為Li-ion。
5、Li-ion電池的工作原理是什么？
鋰離子電池以碳素材料為負極，以含鋰的化合物作正極，沒有金屬鋰存在，只有鋰離子，這就是鋰離子電池。鋰離子電池是指以鋰離子嵌入化合物為正極材料電池的總稱。鋰離子電池的充放電過程，就是鋰離子的嵌入和脫嵌過程。在鋰離子的嵌入和脫嵌過程中，同時伴隨著與鋰離子等當量電子的嵌入和脫嵌（習慣上正極用嵌入或脫嵌表示，而負極用插入或脫插表示）。在充放電過程中，鋰離子在正、負極之間往返嵌入/脫嵌和插入/脫插，被形象地稱為搖椅電池。
鋰離子電池能量密度大，平均輸出電壓高。自放電小，每月在10%以下。沒有記憶效應。工作溫度范圍寬為-20℃～60℃。循環性能優越、可快速充放電、充電效率高達100%，而且輸出功率大。使用壽命長。沒有環境污染，被稱為綠色電池。
充電是電池重復使用的重要步驟，鋰離子電池的充電過程分為兩個階段：恒流快充階段（指示燈呈紅色或黃色）和恒壓電流遞減階段（指示燈呈綠色）。恒流快充階段，電池電壓逐步升高到電池的標準電壓，隨后在控制芯片下轉入恒壓階段，電壓不再升高以確保不會過充，電流則隨著電池電量的上升逐步減弱到0，而最終完成充電。電量統計芯片通過記錄放電曲線可以抽樣計算出電池的電量。鋰離子電池在多次使用后，放電曲線會發生改變，鋰離子電池雖然不存在記憶效應，但是充電不當會嚴重影響電池性能。
鋰離子電池過度充放電會對正負極造成永久性損壞。過度放電導致負極碳片層結構出現塌陷，而塌陷會造成充電過程中鋰離子無法插入；過度充電使過多的鋰離子嵌入負極碳結構，而造成其中部分鋰離子再也無法釋放出來。
充電量等于充電電流乘以充電時間，在充電控制電壓一定的情況下，充電電流越大（充電速度越快），充電電量越小。電池充電速度過快和終止電壓控制點不當，同樣會造成電池容量不足，實際是電池的部分電極活性物質沒有得到充分反應就停止充電，這種充電不足的現象隨著循環次數的新增而加劇。
6、HYB公司Li-ion電池的重要結構是怎么樣的？
Li-ion電池重要有以下幾部分組成:
1）鋼殼電池：電池上下鋼質蓋板，直通鋼質殼身，鋁質鉚釘；
鋁殼：鋁質頂板，鋁質殼身，鋼質鉚釘。
2）正極鈷酸鋰的活性物質及鋁質基體；
3）隔膜一種特殊的復合有機膜；
4）負極活性物質為碳，銅質基體；
5）一定比例有機物組成的電解液體系。
7、Li-ion電池有什么優點？什么缺點？
Li-ion電池具有以下優點：
1）單體電池的工作電壓高達3.6V；
2）比能量大。目前HYB鋼殼電池能達到的實際比能量為100-135W.h/kg和280-353W.h/L（2倍于Ni-Cd，1.5倍于Ni-MH），隨著技術發展，比能量可高達150W.h/kg和400W.h/L
3）循環壽命長。一般均可達到500次以上，甚至1000次。
4）安全性能好，無公害，無記憶效應。作為Li-ion前身的鋰離子電池，因金屬鋰易形成枝晶發生短路，縮減了其應用領域；Li-ion中不含鎘、鉛、汞等對環境有污染的元素；部分工藝（如燒結式）的Ni-Cd電池存在的一大弊病為記憶效應，嚴重束縛電池的使用，但Li-ion不存在這方面的問題。
5）自放電小
室溫下充滿電的Li-ion儲存1個月后的自放電率為10%左右，大大低于Ni-Cd的25-30%，Ni、MH的30-35%。
Li-ion也存在著一定的缺點，如：
1）電池成本較高。重要表現在LiCoO2的價格高（Co的資源較少），電解質體系提純困難。
2）不能大電流放電。由于有機電解質體系等原因，電池內阻相對其他類電池大，故要求較小的放電電流密度，一般放電電流在0.5C以下，只適合于中小電流的電器使用。
3）要保護線路控制。
A、過充保護：電池過充將破壞正極結構而影響性能和壽命；同時過充電使電解液分解，內部壓力過高而導致漏液等問題；因電池在充電過程中電壓會不斷上升，故必須在4.2V的恒壓下充電；
B、過放保護：過放會導致大量活性物質容量不可逆而大量衰減，故也要有保護線路控制。
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