一文读懂锂离子电池

        锂电池的技术一直在缓慢改进,以创造出更加稳定的产品。了解PHEV和锂电池技术。

        现在锂离子电池非常受欢迎。你可以在笔记本电脑、pda、手机和ipod上找到它们。它们之所以如此普遍,是因为它们是最具能量的可充电电池之一。

锂离子电池之所以受欢迎,是因为相对于其他竞争技术,它们有许多重要的优势:

        1.它们通常比其他同尺寸的可充电电池要轻得多。锂离子电池的电极由轻质锂和碳构成。

        2.锂也是一种高活性元素,这意味着很多能量可以储存在它的原子键中。这意味着锂离子电池的能量密度非常高。

        3.一个典型的锂离子电池可以在1公斤的电池中储存150瓦时的电能。镍氢电池组(镍氢镍氢)每公斤可以储存100瓦时,铅酸电池每公斤只能储存25瓦时。使用铅酸技术,它需要6公斤来储存相当于1公斤锂离子电池所能处理的能量。锂离子电池组每个月只会损失5%的电量,而镍氢电池每月则会损失20%。

        4.它们没有记忆效应,这意味着你不必像其他一些电池化学物质一样,在充电前完全放电。锂离子电池可以处理数百次充电/放电循环。

这并不是说锂离子电池是完美无缺的。它们也有一些缺点:

        1.无论你是否使用它们,从生产之日起,它们只能使用两到三年。

        2.它们对高温极为敏感,热量会导致锂离子电池组比正常情况下降解得更快。如果你完全放电锂离子电池,它就会损坏。

        3.锂离子电池组必须有机载计算机来管理电池。这使得它们的成本昂贵。

        4.如果锂离子电池组发生故障,它就会着火。

这些特征中的许多可以通过观察锂离子电池内部的化学成分来理解。我们接下来会看这个:

内置锂离子电池组和电池

        锂离子电池组有各种形状和大小,但它们的内部看起来都差不多。如果你拆开一个笔记本电脑的电池组(不建议这样做,因为可能会导致电池短路并引发火灾),你会发现以下情况:

        锂离子电池可以是圆柱形电池,看起来几乎和AA电池一模一样,也可以是棱柱形电池,这意味着它们是方形或矩形的计算机,包括:

        1.一个或多个温度传感器,以监测电池温度

        2.一种电压转换器和调节器电路,用于维持电压和电流的安全水平

        3.一个屏蔽笔记本连接器,让电源和信息进出电池组

        4.一种电压龙头,用于监测电池组中单个电池的能量容量

        5.一个电池充电状态监视器,这是一个小电脑,处理整个充电过程,以确保电池充电尽可能快和充分。

        如果电池组在充电或使用过程中温度过高,电脑就会切断电源,试图冷却。

        如果你把笔记本电脑放在非常热的车里,并试图使用笔记本电脑,这台电脑可能会阻止你充电,直到事情冷却下来。

        如果电池完全放电,电池组就会因为电池损坏而关闭。它还可以记录充电/放电循环的次数,并发送信息,这样笔记本电脑的电池表就可以告诉你电池还剩多少电量。这是一台相当精密的小电脑,它从电池中获取能量。这种动力不足是锂离子电池在闲置状态下每月损耗5%电量的原因之一。

        锂电池和大多数电池一样,有一个金属外壳。金属的使用在这里尤其重要,因为电池是加压的。这个金属外壳有一个压力敏感的通气孔。如果电池太热,可能会因过压而爆炸,这个排气口就会释放额外的压力。之后电池可能就没用了,所以要避免这种情况发生。正温度系数(PTC)开关就是如此,这是一种防止电池过热的装置。

        这个金属盒子里有一个长长的螺旋,由三层薄板压在一起组成:

        在盒子内部,这些薄片被淹没在作为电解质的有机溶剂中。

        醚是一种常见的溶剂。分离器是一种非常薄的微穿孔塑料薄片。顾名思义,它将正极和负极分开,同时允许离子通过。

        正极由氧化钴锂(LiCoO2)制成。负极是由碳制成的。

        当电池充电时,锂离子通过电解质从正极移动到负极并附着在碳上。在放电过程中,锂离子从碳原子回到LiCoO2。

        这些锂离子的运动发生在一个相当高的电压下,所以每个电池产生3.7伏特。这比你在超市买的普通AA碱性电池的典型电压1.5伏要高得多,这有助于使锂离子电池在手机等小型设备中更紧凑。有关不同电池化学性质的详细信息,请参见电池的工作原理。

        锂离子电池组很贵,所以如果你想让你的电池续航时间更长,做到以下几点:

        1.锂离子化学倾向于局部放电而不是深度放电,所以最好不要把电池一直降到零。

        2.由于锂离子化学没有“记忆体”,你不会伤害电池组的部分放电。

        3.如果锂离子电池的电压下降到一定水平以下,它就会被破坏。

        4.即使放在闲置的架子上,它们也只能使用两到三年。因此,不要“避免使用”电池,认为电池组将持续五年。

        5.如果你要买一个新的电池组,你要确保它确实是新的。如果它已经在商店的货架上放了一年,它不会持续很长时间。生产日期很重要。

        6.避免加热,否则会使电池退化。

        现在我们知道了如何让锂离子电池工作更长时间,让我们来看看为什么它们会爆炸。

        如果电池温度高到足以点燃电解质,就会起火。

        有时候新闻会播出电池爆炸引起的火灾,当这样的火灾发生时,通常是由于电池内部短路引起的。

        锂离子电池包含一个分隔片,将正极和负极分开。如果被刺穿的薄片和电极接触,电池就会迅速升温。然后爆炸。

        在分离器故障时,锂离子电池内部也会发生同样的短路。由于锂离子电池能量如此之高,它们会变得非常热。热量使电池释放作为电解质的有机溶剂,热量(或附近的火花)可以点燃它。一旦其中一个电池发生这种情况,热量就会传导到其他电池,整个电致就会燃烧起来。

source:http://www.juda.cn/news/77793.html

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