电池基础知识培训.docx
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电池基础知识培训
电池基础知识培训
1、什么是电池？
电池是一种能源。
当它的两极（即正负极）连接在用电器上时，它的储存化学能在电池中直截了当转化成电能。
电池可视为一个电化能转换体系，类似于内部燃烧引擎。
内部燃烧引擎将化学能转换成机械能,为能达到转换的目标必须有两种物质的存在:
燃料和氧气.一只加伏电池也须要两种物质进行转换,分别有不合成分的电化学活性极完成,两种电极浸泡在电解液中,电解液在个中起传导感化。
个中的一个电极用金属比如钴酸锂，在电解液中形成正极；另一极由电子转导化合物构成，如二氧化锰、银氧、碳素粉等在电解液中形成负极。
电化学体系不合，会形成不合的电池电压，一样在1.2-4V之间。
当电池连接到一外部载体时，电能从该体系中输出，直到将储存的化学能全部转换为止。
2、一次电池和充电电池有什么差别？
电池内部的电化学性决定了该类型的电池是否可充。
依照它们的电化学成分和电极的构造可知，真正的可充电电池的内部构造之间所产生的反响是可逆的。
理论上，这种可逆性是可不能受轮回次数的阻碍，既然充放电会在电极的体积和构造上引起可逆的变更，那麽可充电电池的内部设计必须支撑这种变更，然而一次电池仅做一次放电，它的内部构造简单的多且不须要支撑这种变更，是以，弗成以将一次电池进行充电，这种做法专门危险也专门不经济。
假如须要反复应用，应选择轮回次数在500次阁下的充电电池，这种电池可成为二次电池或蓄电池。
3、一次电池和二次电池还有其它的差别吗？
它们明显的差别确实是能量容量和自放电率。
一次电池能量密度远比二次电池高。
但它们的负载才能相对要小。
二次电池具有相对较高的负载才能，可充电电池Li-ion,跟着近几年的成长，具有高能量容量。
不管何种一次电池的电化学体系属于哪种，所有的一次电池自放电率都专门小。
4、可充电便携式电池的优缺点是什么？
充电电池寿命较长，可轮回500次以上，因此价格比干电池贵，但经常应用是较划算的。
充电电池的容量比同规格的碱锰电池或锌碳电池低。
另一缺点是因为它们接近恒定的放电电压，专门难推测放电何时停止。
当放电停止时，电池电压会突然降低。
假如在拍照机上应用，电池突然放完电，就不得不终止。
但另一方面可充电池能供给的容量比大年夜部分一次电池高。
但Li-ion电池却可被广泛地用在拍照器材中，因为它容量高，能量密度大年夜，以用随放电深度的增长而逐步降低的放电电压。
5、充电电池是如何实现他的能量转换？
每种电池都具有电化学转换的才能，立即储存的化学能直截了当转换成电能。
就二次电池（也叫蓄电池）而言（另一术语也称充电便携式电池），在放电过程中，是将化学能转换成电能；而在充电过程中，又将电能从新转换成化学能。
如许的过程依照电化学体系不合，一样可充放电500次以上。
Li-ion是一种新型的可充电便携式电池。
额定电压为3.6V,放电电压会随放电的深度而逐步阑珊,不像其它充电电池一样,在放电末,电压突然降低。
6、什么是Li-ion电池？
Li-ion是锂电池成长而来。
因此在介绍Li-ion之前，先介绍锂电池。
举例来讲，往常拍照机里用的扣式电池就属于锂电池。
锂电池的正极材料是锂金属。
负极材料是碳材。
按照大年夜家适应上的定名规律，我们称这种电池为锂电池。
Li-ion的正极材料是氧化锂钴，负极材料是碳材。
电池经由过程正极产生的锂离子在负极碳材中的嵌入与迁出来实现电池的充放电过程，为了差别传统意义上的锂电池，因此人们称之为锂离子电池（Li-ionbattery）。
7、Li-ion电池的工作道理是什么？
工作道理即充放电道理。
Li-ion的正极材料是氧化钴锂，负极是碳。
当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生电，生成的锂离子经由电解液活动到负极。
而作为负极的碳呈层状构造，它有专门多微孔，达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。
同样，当对电池进行放电时（即我们应用电池的过程），嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又活动回正极。
回正极的锂离子越多，放电容量越高。
我们平日所说的电池容量指的确实是放电的容量。
在Li-ion的充放电过程中，锂离子处于从正极→负极→正极的活动状况。
Li-ion就象一把摇椅，摇椅的两端为电的池的两极，而锂电离子就象活动员一样在摇椅两端往返奔腾。
因此，Li-ion又叫摇椅式电池。
8、Li-ion电池的重要构造是如何的？
重要有以下几部分构成：
1）电池高低盖
2）正极—活性物质为氧化钴锂
3）隔阂—一种专门的复合膜
4）负极—活性物质为碳
5）有机电解液
6）电池壳（分为钢壳和铝壳两种）
9、Li-ion电池有哪些长处？
哪些缺点？
Li-ion具有以下长处：
1）单体电池的工作电压高达3.6-3.8V;
2）比能量大年夜。
今朝能达到的实际比能量为100-115W.h/kg和240-253W.h/L（2倍于NI-Cd，1.5倍于Ni-MH），今后跟着技巧成长，比能量可高达150W.h/kg和400W.h/L
3）轮回寿命长。
一样均可达到500次以上，甚至10000次。
关于小电流放电的电器，电池的应用刻日将倍增电器具竞争力。
4）安稳机能好，无公害，无经历效应。
作为Li-ion中不含镉、铅、汞等对情形有污染的元素；部分工艺（如烧结式）的NI-Cd电池存在的一大年夜弊病为“经历效应”，严峻束缚电池的应用，但Li-ion全然不存在这方面的问题。
5）自放电小
室温下充斥电的Li-ion储存1个月后的自放电率为8%阁下，大年夜大年夜低于NI-Cd的25-30%，Ni、MH的30-35%。
Li-ion也存在着必定的缺点，如：
1）电池成本较高。
重要表示在LiCoO2的价格高（Co的资本较少），解质体系提纯困难。
2）不克不及大年夜电流放电。
因为有机电解质体系等缘故，电池内阻相对其它电类电池大年夜，故要求较小的放电电流密度，一样放电电流在0.5C以下，只合适于中小电流的电器应用。
3）须要爱护线路操纵。
A、过充爱护：
电池过充将破坏正极构造而阻碍机能和寿命根子；同时过充电使电解液分化，内部压力过高而导致漏液等问题；故必须在4.1V-4.2V的恒压下充电；
B、过放电爱护：
过放会导致活性物质的复原困难，故也须要有爱护线路操纵。
C、过流爱护:
当电池大年夜电流放电时会损害电池,故须操纵大年夜电流放电
D、短路爱护:
当电池正负极短路时,刹时产生大年夜电流放电时会损害电池,故须在
电池短路落后行爱护
10、锂离子制造过程有哪些？
Li-ion的工艺技巧专门严格、复杂，那个地点只能简单介绍一下个中的几个重要工序。
1）配料
用专门的溶剂和粘接剂分别与粉末状的正负极活性物质混淆，经高速搅拌平均后，制成浆状的正负极物质。
2）涂膜
将制成的浆料平均的涂覆在金属箔的别处，烘干，分别制成正负极极片。
3）装配
按正极片——隔阂——负极片——隔阂自上而下的次序放好，经卷绕制成电池极芯，在经注入电解液、封口等工艺过程，既完成电池的装配过程，制成成品电池。
4）化成
用专用的电池充电放电设备对成品电池进行放电测试，对每一只电池都有进行检测，箍选出合格的成品电池，待出厂。
11、锂电子的安稳特效性是若何实现的？
为了确保Li-ion安稳靠得住的应用，专家们进行了专门严格、严密的电池安稳机能设计，以达到电池安稳考察指标。
1）隔阂135℃主动关断爱护。
一样采取国际先辈的PE-PP-PE三层复合膜。
在电池升温达到120℃的情形下，PE复合膜两侧的膜孔闭合，电池内阻增大年夜，电池内部升温减缓，电池升温达到135℃时，PP膜孔闭合，电池内部断路，电池不再升温，确保电池安稳靠得住。
2）向电解液中参加添加剂。
在电池过充，电池电压高于4.2V的前提下,电解液添加剂中其它物质聚合,电池内阻大年夜幅增长,电池内部形成大年夜面积断路,电池不再升温.
3）电池盖复合构造
电池盖采取刻痕防爆球构造，电池升温时，电池内部法活化过程中所产生的部分气体膨胀，电池内压加大年夜，压力达到必定程度刻痕决裂、放气。
4）各类情形滥用测试
进行各项滥用实验，如外部短路、过充、针刺、冲击、焚烧等，考察电池的安稳机能。
同时地电池进行温度冲击实验和振动、跌落、冲击等靠得住机能实验，考察电池在实际应用情形下的机能情形。
12、锂离子的充放电特点是什么？
1、以603450-1000mAh特点材料为参考：
电流
2C
1．5C
1C
0．5C
充电时刻
20-25min
30min
60min
110min
（以上2C及1.5C充电时对电池有损害）
2、常温下放电率（放电到2.75V）
电流
3C
2C
1C
0．5C
0．2C
放电率
90%
98%
100%
99%
101%
（以上3C、2CT放电时对电池有损害）
3、轮回寿命：
恒流恒压，1C充放电500次以上。
500次轮回后容量残剩率在60%以上。
4、内阻：
500次轮回中内阻平均（以20只电池运算）内阻上升15mΩ阁下。
5、不合温度的雷同倍率1C和0.5C放电特点：
放电倍率
温度
1C
0．5C
0．2C
-20
32%
85%
92%
-10
78%
89%
96%
0
93%
98%
97%
25
101%
102%
102%
60
100%
100%
100%
6、储存机能
储存前提
储存成果
储存前容量（mAh）
储存后容量（mAh）
自放电（%）
储存前内阻（mΩ）
储存后内阻（mΩ）
100％充电后，25℃储存28天
1056
1012
4.1
45
53
100％充电后，60℃储存7天
1065
959
10
45
56
13、什么是充电限制电压？
额定容量？
额定电压？
终止电压？
a）充电限制电压——按临盆厂家规定，电池由恒流充电转入恒压充电时的电压值。
一样为4.2V.
b）额定容量——临盆厂家标明的电池容量，指电池在情形温度为20℃±5℃前提下，以.0.2C放电至终止电压时所应供给的容量，单位为mAh（毫安小时）或Ah（安培小时）。
c）标称电压——用以表示电池电压的近似值。
一样为3.6V.
d）终止电压——规定放电终止时电池的负载电压，其值为n*2.75V（锂离子单体电池的串联只数用“n”表示）。
14、什么缘故恒压充电电流会逐步削减？
因为恒流过程终止时，电池内部的电化学极化仍旧保持在全部恒流中雷同的程度，恒压过程中，在恒定电场感化下，内部Li+的浓差极化在慢慢清除，离子的迁徙数和速度表示为电流的逐步削减。
15、什么是电池的容量？
电池的容量有额定容量和实际容量之分。
电池的额定容量是指设计与制造电池时规定或包管电池在必定的放电前提下，应当放出最低限度的电量。
Li-ion规定电池在常温、恒流（1C）恒压（4.2V）操纵的前提下充电3h，再以0.2C放电至2.75V时所放出的电量为其额定容量。
电池的实际容量是指电池在必定的放电前提下所放出的实际电量，重要受放电倍率和温度的阻碍（故严格来讲，电池容量应指明充放电前提）。
容量常见单位有：
mAh、Ah（1Ah=1000mAh）。
16、什么是电池的内阻？
指电池在工作时，电流流过电池内部所受到的阻力。
有欧姆内阻与极化内阻两部分构成。
电池内阻值大年夜，会导致电池放电工作电压降低，放电时刻缩短。
内阻大年夜小重要受电池的材料、制造工艺、电池构造等工艺的阻碍。
是衡量电池机能的一个重要参数。
注：
一样以充电态内阻为标准。
测量电池的内阻需用专用内阻仪测量，而不克不及用万用表欧姆档测量。
17、什么是开路电压？
指电池在非工作状况下即电路中无电流流过时，电池正负极之间的电势差。
一样情形下，Li-ion充斥电后开路电压为4.1—4.2V阁下，放电后开路电压为3..0V阁下。
经由过程电池的开路电压，能够确信电池的荷电状况。
18、什么是工作电压？
工作电压又称端电压，是指电池在工作状况下即电路中有电流流过时电池正负极之间的电势差。
在电池放电工作状况下，当电流流过电池内部时，不需克服电池的内阻所造成的阻力，故工作电压老是低于开路电压，充电时则与之相反。
Li-ion的放电工作电压在3.6V阁下。
19、什么是放电平台？
放电平台是恒压充到电压为4.2V且充电电流小于0.01C时停止充电，弃置10分钟，在任何倍率的放电电流下放电至3.6V时的放电时刻。
是衡量电池机能的一项重要标准。
20、什么是（充放电）倍率？
时率？
指电池在规定的时刻内放出其额定容量时所须要的电流值，它在数值上等于电池额定容量的倍数，平日以字母C表示。
如电池的标称额定容量为600mAh，则600mAh为1C（1倍率），300mAh则为0..5C，6A（6000mAh）为10C，以次类推。
时率又称小时率，是指电池以必定的电流放完其额定容量所须要的小时数。
如电池的额定容量为600mAh，以600mAh的电流放完其额定容量需1小时，故称600mAh的电流为1小时率，以次类推。
21、什么是自放电率？
又称荷电保持才能，是指电池在开路状况下，电池所储存的电量在必定的前提下的保持才能。
重要受电池的制造工艺、材料、储存前提等身分的阻碍。
是衡量电池的重要参数。
注：
电池100％充斥电开路弃置后，必定程度的自放电正常现象。
在GB标准规定Li-ion后在20±2℃前提下开路弃置28天，可许可电池有容量损掉15%。
22、什么是内压？
指电池的内部气压，是密封电池在充放电过程中产生的气体所致，重要受电池的材料、制造工艺、电池构造等身分阻碍。
其产生缘故主假如因为电池内部水分及有机溶剂分化产生的气体于电池内集合所致。
别的高倍率的连续过充，会导致电池温度升高、电压增大年夜，严峻时对电池的机能及外不雅产生破坏性阻碍，如漏夜、鼓底、电池内阻增大年夜、放电时刻及轮回寿命变短等。
Li-ion任何情势的过充都邑导致电池机能受到严峻破坏，甚至爆炸。
故Li-ion在充电过程中需采取恒流恒压充电方法，幸免对电池产生过充。
23、什么缘故电池要储存一段时刻后才能包装出货？
电池的储存机能是衡量电池综合机能稳固程度的一个重要参数。
电池经由一准时刻的储存后，许可电池的容量及内阻有必定程度的变更。
经由了一段时刻的储存，能够让内部各成分的电化学机能稳固下来，能够明白得该电池的自放电机能的大年夜小，以包管电池的品德。
24、什么缘故要化成？
电池制造后，经由过程必定的充放电方法将其内部正负极活性物质激活，改良电池的充放电机能及自放电、储存等综合机能的过程称为化成。
电池只有经由化成后才能表现真实机能。
25、什么是分容？
电池在制造过程中，因工艺缘故使得电池的实际容量弗成能完全一致，经由过程必定的充放电轨制检测，并将电池按容量分类的过程称为分容。
26、什么是压降？
电池按定性充电至80％以上，测量其电池空载电压。
5W1/2W电池作为负载连接电池正负极端开关作为电池的断路，通路的装配进行串联。
打开开关后5秒内，电池电压降低不大年夜于0.4V为合格，重要为测试电池负载机能。
27、什么是静态内阻？
即放电时电池内阻。
28、什么是动态内阻？
即充电时电池内阻。
29、什么是电池的负载才能？
当电池的正负极两端连接在用电器上时，带动用电器工作时的输出功率，即为电池的负载才能。
30、什么是充电效力？
什么是放电效力？
充电效力是指电池在充到过程中所消费的电能转化成电池所能储存的化学能程度的量度。
重要受电池工艺，配方及电池的工作情形温度阻碍，一样情形温度越高，则充电效力越低。
放电效力是指在必定的放电前提下放电至终点电压所放出的实际电量与电池的额定容量之比，重要受放电倍率、情形温度、内阻等身分阻碍，一样情形下，放电倍率越高，则放电效力越低。
温度越低，放电效力越低。
31、今朝常见的各类可充电电池之间有什么差别？
今朝镍镉、镍氢、锂离子充电电池大年夜量应用于各类便携试用电设备（如笔记本电脑、摄像机和移动德律风等）中，每种充电电池都具有本身专门的化学性质。
镍镉和镍氢电池之间重要差别在于：
镍氢电池能量密度比较高。
与雷同型号电池比较，镍氢电池容量是镍镉电池容量的二倍，这意味着在不为用电设备增长额外重量时，应用镍氢电池能大年夜大年夜延长设备工作时刻。
镍氢电池另一长处是：
大年夜大年夜削减了镍镉电池中存在的“经历效应”问题，从而使得镍氢电池可更便利地应用。
镍氢电池比镍镉电池更环保，因为它内部没有有毒重金属元素。
Li-ion也差不多快速成为便携设备的标准电源，Li-ion能供给和镍氢电池一样的能量，但在重量方面则可削减大年夜约35%，这关于象摄像机和笔计本辶类的用电设备来说是至关重要的。
Li-ion完全没有“经历效应”和不含有毒的长处也是使它成为标准电源的重要身分。
32、Ni-Cd\Ni-MH\Li-ion各技巧参数比较
电池类型
项目
镍镉充电电池
镍氢充电电池
镍离子充电电池
工作电压
1．2
1．2
3．6
重量比能量
50
65
105-140
体积比能量
150
200
300
充放电寿命
500
500
1000
自放电率（%月）
25-30
30-35
6-9
有列经历效应
有
无
无
有无污染
有
无
无
注：
充电电池率均为1C
33、今朝在应用和研究的“绿色电池“中有那些？
新型绿色电池是指近年来差不多投入应用或正在研制开创的一类高机能、无污染的电池。
今朝差不多有大年夜量应用的锂离子蓄电池、金属氢化物镍蓄电池和正在推广的应用的无汞碱性锌锰电池以及正在研制的锂或锂离子朔料蓄电池、燃料电池、电化学储能超等电池的范畴。
此外，今朝已有人广泛应用的里应用太阳能进行交电转换的太阳电池。
34、什么电池将会主宰市场？
跟着拍照机，移动和无绳德律风，笔计本电脑、带图象、声音的多媒体设备在家电器中占据越来越重要的地位，与一次电池比拟较，二次电池既充电电池也大年夜量的应用到这些范畴中。
而二次充电电池将向体积小，专门是用在拍照机，无绳德律风，移动德律风和笔计本电脑中。
36、今后还会有哪些新便携式能量？
没有任何代替物能够象电池一样储存并供给能量，电池将连续成为移动设备最重要的能源，既使是应用太阳能也一样经由过程太阳能电池。
没有其它的能源体系角电池哪样便利。
例如，手表能够不消电池，而经由过程动能供给能量来代替电池，然则，假如手段不动时，手表也就会停止工作了。
37、今后会可不能有一种电池能够周全知足人们的须求？
每种电池都有它的特其余用处，比其他电池能更好的知足特其余要求，它们各有本身的特点，有的价格廉价，有的容量高，有的比能量大年夜，有的寿星长，有的能应用在高或低温下工作，有的无污染等，能集各类型的电池的各长处于一身的电池是弗成能获得的。
38、Li-ion铝壳和钢壳电池比较它的长处有哪些？
同型号的铝壳电池重量较钢壳轻，容量稍高。
39、电池惯例标示符号。
电池的型号规格如下图所示：
XX633048A700T
⑴⑵⑶⑷⑸
（1）表示临盆商
（2）表示为电池的型号规格，即：
厚6..3mm*宽3.0mm*高48mm
（3）表示外壳为铝壳电池，以差别与惯例的钢壳电池。
（4）为额定容量，单位为mAh
（5）表示锂电（英文thin的第一个字母的大年夜写）
40、若何运算Li-ion电池的放电容量？
电池在不合温度下的放电容量均可依照该电池的放电时刻（H）和放电容量（I）来运算的公式位：
C（mAh）=（mA*T（h）.例如，一只383555/额定容量为500mAH的电池在常温下用恒流0.5C5A放电，由4..2V放电至2.75V时所连续的时刻为125min，应用以上的公式算它的放电容量（C）应是：
放电电流I（250MA）*放电时刻125/60（h）=520mAh,由此得出该电池的放电容量为520mAh。
41、什么缘故手机电池块待机时刻在3天以上？
厂家在测试电池的充放电机能时，电池处于连续放电的状况，如0..5C放电至2.75V时，放电时刻为120min，当花费者在应用手机的过程中，只有在播出或接进德律风，才会有较大年夜的电流（电流的大年夜小随厂家的设计而各有不合）消费电池的化学能。
在开机但没有应用的情形下，因此电路中也有对电池能量的消费，但电流相对专门小，因此0..5C下120min的放电时刻分批分期的应用，品德较好的电池可能会显现待机3天，甚至5天时刻的情形。
二、电池块部分
42、Li-ion块有哪些器件构成？
一样的成品锂离子电池块有塑料外壳（高低盖）、一节Li-ion、一块爱护PCB板和一块可复原保险丝（polyswitch）构成，某些型号的手机电池块还装有振动马达、Li-ion充电电路等。
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