最全面的锂电池知识Word文档下载推荐.docx

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设计过后要经过大量的测试。

锂电池充电电路的设计

这里选择了芯片TP4056为例子。

根据所接电阻不同可以控制充电最大电流。

可以设计充电指示灯，可以设计充电温度即多少到多少度之间进行充电。

国家标准规定锂电池的标准荷电保持测试为（IEC无相关标准）

电池在25摄氏度条件下以0.2C放至3.0/支后,以1C恒流恒压充电到4.2V,截止电流10mA,在温度为20+_5下储存28天后,再以0.2C放电至2.75V计算放电容量

什么是二次电池的自放电不同类型电池的自放电率是多少?

自放电又称荷电保持能力，它是指在开路状态下，电池储存的电量在一定环境条件下的保持能力。

一般而言，自放电主要受制造工艺，材料，储存条件的影响自放电是衡量电池性能的主要参数之一。

一般而言，电池储存温度越低，自放电率也越低，但也应注意温度过低或过高均有可能造成电池损坏无法使用，BYD常规电池要求储存温度范围为-20~45。

电池充满电开路搁置一段时间后，一定程度的自放电属于正常现象。

IEC标准规定镍镉及镍氢电池充满电后，在温度为20度湿度为65%条件下，开路搁置28天，0.2C放电时间分别大于3小时和3小时15分即为达标。

与其它充电电池系统相比，含液体电解液太阳能电池的自放电率明显要低，在25下大约为10%/月。

什么是电池的内阻怎样测量?

电池的内阻是指电池在工作时,电流流过电池内部所受到的阻力,一般分为交流内阻和直流内阻,由于充电电池内阻很小,测直流内阻时由于电极容量极化,产生极化内阻,故无法测出其真实值,而测其交流内阻可免除极化内阻的影响,得出真实的内值.

交流内阻测试方法为:

利用电池等效于一个有源电阻的特点,给电池一个1000HZ,50mA的恒定电流,对其电压采样整流滤波等一系列处理从而精确地测量其阻值.

什么是电池的内压电池正常内压一般为多少?

电池的内压是由于充放电过程中产生的气体所形成的压力.主要受电池材料制造工艺,结构等使用过程因素影响.一般电池内压均维持在正常水平,在过充或过放情况下,电池内压有可能会升高:

如果复合反应的速度低于分解反应的速度,产生的气体来不及被消耗掉,就会造成电池内压升高.

什么是内压测试?

锂电池内压测试为:

（UL标准）

模拟电池在海拔高度为15240m的高空（低气压11.6kPa）下,检验电池是否漏液或发鼓。

具体步骤:

将电池1C充电恒流恒压充电到4.2V,截止电流10mA,然后将其放在气压为11.6Kpa,温度为（20+_3）的低压箱中储存6小时,电池不会爆炸,起火,裂口,漏液.

环境温度对电池性能有何影响?

在所有的环境因素中，温度对电池的充放电性能影响最大，在电极/电解液界面上的电化学反应与环境温度有关，电极/电解液界面被视为电池的心脏。

如果温度下降，电极的反应率也下降，假设电池电压保持恒定，放电电流降低，电池的功率输出也会下降。

如果温度上升则相反，即电池输出功率会上升，温度也影响电解液的传送速度温度上升则加快，传送温度下降，传送减慢，电池充放电性能也会受到影响。

但温度太高，超过45，会破坏电池内的化学平衡，导致副反应

过充电的控制方法有哪些?

为了防止电池过充，需要对充电终点进行控制，当电池充满时，会有一些特别的信息可利用来判断充电是否达到终点。

一般有以下六种方法来防止电池被过充：

1.峰值电压控制:

通过检测电池的峰值电压来判断充电的终点；

2.dT/dt控制:

通过检测电池峰值温度变化率来判断充电的终点；

3.T控制:

电池充满电时温度与环境温度之差会达到最大；

4.-V控制:

当电池充满电达到一峰值电压后,电压会下降一定的值

5.计时控制:

通过设置一定的充电时间来控制充电终点,一般设定要充进130%标称容量所需的时间来控制；

6.TCO控制:

考虑电池的安全和特性应当避免高温（高温电池除外）充电,因此当电池温度升高60时应当停止充电。

什么是过充电，对电池性能有何影响?

过充电是指电池经一定充电过程充满电后，再继续充电的行为。

由于在设计时，负极容量比正极容量要高，因此，正极产生的气体透过隔膜纸与负极产生的镉复合。

故一般情况下，电池的内压不会有明显升高，但如果充电电流过大，或充电时间过长，产生的氧气来不及被消耗，就可能造成内压升高，电池变形，漏液，等不良现象。

同时，其电性能也会显着降低。

什么是过放电，对电池性能有何影响?

电池放完内部储存的电量，电压达到一定值后，继续放电就会造成过放电，通常根据放电电流来确定放电截止电压。

0.2C-2C放电一般设定1.0V/支,3C以上如5C或10C放电设定为0.8V/支,电池过放可能会给电池带来灾难性的后果,特别是大电流过放，或反复过放对电池影响更大。

一般而言，过放电会使电池内压升高，正负极活性物质可逆性受到破坏，即使充电也只能部分恢复，容量也会有明显衰减。

不同容量的电池组合在一起使用会出现什么问题?

如果将不同容量或新旧电池混在一起使用,有可能出现漏液,零电压等现象。

这是由于充电过程中，容量差异导致充电时有些电池被过充，有些电池未充满电，放电时有容量高的电池未放完电，而容量低的则被过放。

如此恶性循环，电池受到损害而漏液或低（零）电压。

什么是电池的爆炸怎样预防电池爆炸?

电池内的任何部分的固态物质瞬间排出，被推至离电池25cm以上的距离，称为爆炸。

判别电池爆炸与否，采用下述条件实验。

将一网罩住实验电池，电池居于正中，距网罩任何一边为25cm。

网的密度为6-7根/cm，网线采用直径为0.25mm的软铝线，如果实验无固体部分通过网罩，证明该电池未发生爆炸。

锂电池串联问题

由于电池在生产过程中，从涂膜开始到成为成品要经过很多道工序。

即使经过严格的检测程序，使每组电源的电压、电阻、容量一致，但使用一段时间，也会产生这样或那样的差异。

如同一位母亲生的双胞胎，刚生下时可能长得一模一样，做为母亲都很难分辨。

然而，在两个孩子不断成长时，就会产生这样或那样的差异锂动力电池也是这样。

使用一段时间产生差异后，采用整体电压控制的方式是难以适用于锂动力电池的，如一个36V的电池堆，必须用10只电池串联。

整体的充电控制电压是42V，而放电控制电压是26V。

用整体电压控制方式，初始使用阶段由于电池一致性特别好，也许不会出现什么问题。

在使用一段时间以后电池内阻和电压产生波动，形成不一致的状态，（不一致是绝对的，一致性是相对的）这种时候仍然使用整体电压控制是不能达到其目的的。

例如10只电池放电时其中两只电池的电压在2.8V，四只电池的电压是3.2V，四只是3.4V，现在的整体电压是32V，我们让它继续放电一直工作到26V。

这样，那两只2.8V的电池就低于2.6V处于了过放状态。

锂电池几次过放就等于报废。

反之，用整体电压控制充电的方式进行充电，也会出现过充的状况。

比如用上述10只电池当时的电压状态进行充电。

整体电压达到42V时，那两只2.8V的电池处于"

饥饿"

的状态，而迅速吸收电量，就会超过4.2V，而过充的超过4.2V的电池，不仅由于电压过高产生报废，甚至还会发生危险，这就是锂动力电池的特性。

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，如图1所示。

一般称为4.1V锂离子电池及4.2V锂离子电池。

现在使用的大部分是4.2V的，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。

便携式电子产品以电池作为电源。

随着便携式产品的迅猛发展，各种电池的用量大增，并且开发出许多新型电池。

除大家较熟悉的高性能碱性电池、可充电的镍镉电池、镍氢电池外，还有近年来开发的锂电池。

本文主要介绍有关锂电池的基本知识。

这包括它的特性、主要参数、型号的意义、应用范围及使用注意事项等。

锂是一种金属元素，其化学符号为Li（其英文名为lithium），是一种银白色、十分柔软、化学性能活泼的金属，在金属中是最轻的。

它除了应用于原子能工业外，可制造特种合金、特种玻璃（电视机上用的荧光屏玻璃）及锂电池。

在锂电池中它用作电池的阳极。

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，如电能化学能锂电池的主要特点。

灵巧型便携式电子产品要求尺寸孝重量轻，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12V，其容量为800mAh，则其能量为096Wh（12V×

08Ah）。

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36Wh。

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375倍!

一节5号镍镉电池约重23g，而一节5号锂-二氧化锰电池约重18g。

一节锂-二氧化锰电池为3V，而两节镍镉电池才24V。

所以采用锂电池时电池数量少（使便携式电子产品体积减孝重量减轻），并且电池的工作寿命长。

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。

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。

本文仅介绍前两种最常用的。

1、锂-二氧化锰电池（LiMnO2）

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。

这里列举大家较熟悉的1#（尺寸代码D）、2#（尺寸代码C）及5#（尺寸代码AA）电池的主要参数。

CR表示为圆柱形锂-二氧化锰电池；

五位数字中，前两位表示电池的直径,后三位表示带一位小数的高度。

例如，CR14505，其直径为14mm，高度为505mm（这种型号是通用的）。

这里要指出的是不同工厂生产的同型号的电池其参数可能有些差别。

另外，标准放电电流值是较小的，实际放电电流可以大于标准放电电流，并且连续放电及脉冲放电的允许放电电流也不同，由电池厂提供有关数据。

例如，力兴电源公司生产的CR14505给