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聚合物锂离子电池充放电的问题 |
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| 发布时间：2011-12-14 23:53:39 资讯来源：钜大电子聚合物事业部 点击次数： |
聚合物锂离子电池是眼前使用最为宽泛的可再次充气式电池，它依据没有同的电子货物的请求能够做出扁平长方形、圆柱形、长方形及扣式，能够单节电池运用于低功率使用，也能够将多节电池停止串串联结合失去更高电压与定量，用来电开工具与笔记型电脑。聚合物锂离子电池中的电解液能够是凝胶体、聚合物(锂离子/锂聚合物电池)、或者凝胶体与聚合物的混合物。由于眼前尚未发觉可以正在室温环境下无效运送锂离子的聚合物，因为大少数的锂离子/ 锂聚合物电池实践上是联合凝胶体和聚合物的混合型电池。聚合物锂离子电池有别于正常的化学电池，其充尖端放电任务进程是经过电池正阴极中锂离子的嵌入和脱嵌来完成的，当对于电池停止充气时，电池的阳极上有锂离子生成，生成的锂离子通过电解液挪动到阴极。而作为阴极的碳呈层状构造，它有很多微孔，到达阴极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子电池越多，充气定量越高。异样，当对于电池停止尖端放电时，嵌正在阴极碳层中的锂离子脱出，又挪动回阳极。回阳极的锂离子越多，尖端放电定量越高。咱们一般所说的电池定量指的就是尖端放电定量。正在充尖端放电进程中，锂离子在于从阳极到阴极到阳极的重复活动形态。
因为聚合物锂离子电池中运用的是离子形态的锂而非非金属锂，风险性低，保险性高。电池特点电池的功能参数次要有自动势、定量、比能量和电阻。自动势等于部门准时电荷由阴极经过电池外部移到阳极时，电池非静风力(化学力)所做的功。自动势起源于栅极资料的化学本质，与电池的大小有关。电池所能输入的总点电荷量为电池的定量，一般用安培时辰作部门。正在电池反响中，每公斤反响精神所发生的动能称为电池的实践比能量。叫做比能量指的是部门分量或者部门容积中所贮存的能量，以Wh/kg或者Wh/L来示意。Wh是能量的部门，W是瓦、h是时辰；kg是千克(分量部门)，L是升(容积部门)。电池的实践比能量要比实践比能量小。由于电池中的反响物并没有全按电池反响停止，同声电池电抗也会惹起电压降。另一范围，直流电流过电池的截面积越大，其电抗越小。聚合物锂离子电池的最大特性是比能量高，现今的聚合物锂离子电池技能可到达比能量为80~120 wh/kg，而保守铅酸电池的比能量仅为30~40 wh/kg，因而聚合物锂离子电池能够以较小容积贮存更高能量，无助于于讲求轻浮贫乏的言论电子安装与请求高牵引力的自动车使用。以次亦列出聚合物锂离子电池的多少项特性：高定量：聚合物锂离子电池的分量是相反定量的镍镉或者镍氢电池的一半，容积是镍镉的20-30%，镍氢的35-50%。高电压 ：一度聚合物锂离子电池单体的任务电压为3.7V(标称值)，相等于三个并联的镍镉或者镍氢电池。高稳固：因为没有含非金属锂，风险性低，因此没有受铁鸟运载对于于制止正在客机照顾规则的制约。短命命：可充气聚合物锂离子电池充气全满时、电压约为4.2伏特，尖端放电时电压会降落、但没有宜低于约2.5伏特，销毁电压或者出界电压约为3.6至3.7 伏特。运用寿数次要要害为充气位数，优质的可充气聚合物锂离子电池约有500次之上的寿数(由2.5伏特充气至4.2伏特算一次)，且集合物锂离子电池没有具有回忆效应。快捷充气：运用额外电压为4.2V的定电压/定直流电充气料，能够使聚合物锂离子电池正在1~2.5个时辰内就充溢电。但须留意假如充气电压超越4.3伏特之上，有作响的风险。电池电抬高于2.0伏特，则聚合物锂离子电池损毁，无奈再运用或者充气。电池充气形式由之上能够晓得，聚合物锂离子电池固然存正在高定量与短命命的劣势，然而正在充尖端放电范围则需尤其留意，因而一切可充气聚合物锂离子电池都需求配置其“充尖端放电治理 IC”，用以制约充气及尖端放电电压，以确保没有超越保险电压致电池作响，当电池电抬高于2.5V切断输入，防止电池寿数延长。除多数规范品之外，少数聚合物锂离子电池容积外型各异，以实践使用为主，定量规格也没有尽相反，因而充气直流电由各打造厂商自行设想标准。根据直流电大小而有叫做快充或者慢充形式；然大直流电的充气形式一般有损运用寿数。固然电池组中已蕴含有充气治理IC，但此仅作为电池作响或者预防熄灭的最低掩护措施，而非畸形的运用形式，为充足到达电池的寿数与频率，充气料的设想仍需离此一上上限甚远。除非过尖端放电之外，聚合物锂离子电池也没有适宜用作大电放逐电，大电放逐电时会升高尖端放电工夫(外部会发生较高的量度而消耗能量)。因而电池打造牌子准该货物最大尖端放电直流电，正在运用中应小于最大尖端放电直流电。聚合物锂离子电池对于充气质量的请求很高，需求精细的充气通路以保障充气的保险，特别请求停止充气电压精密度正在额外值的 1%之内(相似:充4.2V的聚合物锂离子电池，其允差为±0.042V)过压充动能够对于聚合物锂离子电池形成永远性保护，重大者招致电池作响；聚合物锂离子电池的充气直流电应依据电池打造厂的标准选用。固然某些电池充气直流电标称可达2C(C是电池的定量，标示如1000mAh，1C充气率即充气直流电为1A)，但高充气直流电会升高电池寿数，因而正常罕用的充气率为0.25C～1C。因充气进程的电化学反响会发生热，有定然的能量丧失；此外聚合物锂离子电池充气并非全副采纳定直流电充气，再有定电压形式充气，因为实践充气工夫约为2.5时辰内外；聚合物锂离子电池充气的量度正在0℃~ 60℃范畴。假如充气直流电过常会发生温渡过高，没有只会保护电池并能够惹起作响。因而正在大直流电充气时，需求对于电池停止量度检测，况且正在超越设定充气量度时能中止充气以保障保险。此外，充气料通路中有设定的限流电阻，保障充气直流电没有超越设定的制约直流电。
眼前聚合物锂离子电池的充气料常采纳三段充气法，即预充气形式(Pre-Charging Mode)、定直流电充气(Fast Charging Mode)、定电压充气形式(Constant Voltage Mode)。聚合物锂离子电池停止尖端放电电压为2.5V。设想完美的充气料可对于过放的电池停止援救修补，即正在正式充气行进行预解决。于充气前先检测电池的电压：若电池电压大于 3V，则按畸形形式充气；若电池电抬高于3V，则以小直流电(约为10%的定直流电形式充气直流电)充气称之为预充气形式，让在于深浅尖端放电形态下而溶化的钝化膜停止复原。于是，当电池适度尖端放电时，还能够释出全体铜非金属正在正极形成短路，这时若以高直流电停止胁迫充气就会招致电池过热，而预充气阶段则能防止这种景象发作。等充到3V后再按畸形定直流电形式充气。当电池电压大于3V，则按畸形形式充气的充气特点如图1所示(以4.2V聚合物锂离子电池为例)。开端以设定的定直流电形式充气，这时电池电压以较快的斜率下降，随着电池风力贮存的增多，电池电压下降斜率会逐渐升高，下降到濒临 4.2V 时，定直流电充气阶段终了。充气料改以 4.2V定电压充气，正在定电压阶段充气时，电压简直没有变，但充气直流电延续降落。当充气直流电降到某一值时，激活定计器，经一段计数定计截止后，终了充气，实现充气顺序。 |
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