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最新有关电池的使用及说明

2017-06-27 12:12 309 查看
1.一次电池:指无法进行充电,仅能放电的电池,但一次电池容量一般大于同等规格充电电池,如锌锰、碱性干电池,锂扣电池,锂亚电池等。

二次电池:指可反复充电再循环的电池,如铅酸、镍镉、镍氢、锂离子、锂聚合物、燃料、锌、铝、镁空气电池等。

2.温度特性:由于充电电池在电解液体和电极片中的迁移速率与温度密切相关,因此温度的上下波动会显著的影响充电电池的技术性能。锂电池充放电在化学上是氧化还原反应,在物理上就是锂离子做往返运动,所以也成为“摇摆式”电池,在充电时,锂离子脱出,嵌入负极,如果过量充电,造成正极结构坍塌,负极由于嵌入过量锂离子,而析出堆积负极表面;在放电时,锂离子脱出负极,回到正极,如果过量放电,造成负极载流体铜离子析出,跑到负极表面,甚至正极表面,影响正负极活性物质结构而失效。 锂电池充电一般设置为两个步骤,分为两个过程,恒流充电过程和恒压充电过程,其中恒流充电过程占大部分充电时间,恒压充电是一个涓流充电过程在充电过程中要注意锂电池过度充电的发生,正规的锂电池充电器都会根据锂电池的特性去设定好充电程序,锂电池组中都带有保护板,可以防止锂电池过度充电情况的发生。

3.电池由于内部有液体,在低温情况下长期储藏会破坏电池内部化学物质,所以建议有条件的情况下,储藏温度不要低于-20℃;而过高的温度也使电池无法达到其额定容量,一般储藏温度不要高于40℃。充电电池的正常储藏温度为-20℃~+65℃,当温度降到低于-20℃时,电池中的电解液会凝固,电池的内阻会变得无穷大,电池将无法使用。当温度超过+65℃时,电解液会发生副反应而产生大量的气体,电极片中的树酯粘接剂也会发生变质,从而导致整个电池逐渐老化和衰退,甚至在短期在失效。

4.额定容量:指电池在充满电後,空载状态下放电至截止电压时,所能释放出的电能量,一般以mAh或Ah(1Ah=1000mAh)符号来表示。但如果电池使用时连接负载及长期使用后,电池释放的电量会下降。容量由于充放电是在一定的C-倍率条件下进行的,因此电池的容量与C-倍率直接相关。通常情况下电池的标称容量是指0.2C条件下测试得到的电容量。C-倍率越大,电池的放电率越小。充电容量(Ah或者mAh)=充电电流×充电时间,放电容量(Ah或者mAh)=放电电流×放电时间。一般而言,0.2C电流放电基本能够达到95%~100%放电率,而1C电流放电只能能够达到90%放电率左右,由于充电受电池原材料本身特性影响,相应需要多充一部分时间,大致是同等电流放电时间的120~160%,例如,NI-MHAA1800mAh,以0.2C(360mA)充电约需6~8小时,而以0.2C(360mA)放电约可以达到5小时。

5.内阻:指电池内部由化学材料自动生成的阻抗,一般而言,内阻越小,电池的充放电性能越好。电池内阻是一个非常复杂而又非常重要的特性,又称为电池阻抗,包含直流电阻和交流电阻。影响电池内阻的因素有:①电解质的成份;②正负电极片中的成份配方,例如导电碳粉的含量;③正负电极片的几何面积以及比表面积;④金属基片(铜箔和铝箔);⑤电解液与正负电极片界面状态;⑥温度;⑦充电状态(电池的开路电压);⑧测量频率高低;⑨电池的内部结构设计。

C:用来表示电池充放电时电流大小的比率,即倍率。如1200mAh的电池,0.2C表示240mA(1200mAh的0.2倍率),1C表示1200mA(1200mAh的1倍率)。充放电效率充放电效率也与C(倍率)相关,在0.2C条件下,聚合物锂电池的充放电效率应该在99.8%。充放电效率=放电容量/充电容量×100%

6.锂电池一般会有安全保护电路及多种安全装置,保证在过度充放电和短路时自动切断电池的电路,因此除非有质量问题,否则电池不会因为长时间插着充电而发生爆炸。

但是,充满电后不拔掉电源,会让电池一直保持满电状态,虽然不会爆炸,但是会加快电池容量的损失速度。

7.锂离子电池的充电过程可以分为四个阶段:涓流充电(低压预充)、恒流充电、恒压充电以及充电终止。

锂电池充电器的基本要求是特定的充电电流和充电电压,从而保证电池安全充电。增加其它充电辅助功能是为了改善电池寿命,简化充电器的操作,其中包括给过放电的电池使用涓流充电、电池电压检测、输入电流限制、充电完成后关断充电器、电池部分放电后自动启动充电等。

锂电池的充电方式是限压恒流,都是由IC芯片控制的,典型的充电方式是:先检测待充电电池的电压,如果电压低于3V,要先进行预充电,充电电流为设定电流的1/10,电压升到3V后,进入标准充电过程。标准充电过程为:以设定电流进行恒流充电,电池电压升到4.20V时,改为恒压充电,保持充电电压为 4.20V。此时,充电电流逐渐下降,当电流下降至设定充电电流的1/10时,充电结束。



阶段1:涓流充电——涓流充电用来先对完全放电的电池单元进行预充(恢复性充电)。在电池电压低于3V左右时采用涓流充电,涓流充电电流是恒流充电电流的十分之一即0.1c(以恒定充电电流为1A举例,则涓流充电电流为100mA),

阶段2:恒流充电——当电池电压上升到涓流充电阈值以上时,提高充电电流进行恒流充电。恒流充电的电流在0.2C至 1.0C之间。电池电压随着恒流充电过程逐步升高,一般单节电池设定的此电压为3.0-4.2V.

阶段3:恒压充电—— 当电池电压上升到4.2V时,恒流充电结束,开始恒压充电阶段。电流根据电芯的饱和程度,随着充电过程的继续充电电流由最大值慢慢减少,当减小到0.01C时,认为充电终止。(C是以电池标称容量对照电流的一种表示方法,如电池是1000mAh的容量,1C就是充电电流1000mA。)

阶段4:充电终止——

有两种典型的充电终止方法:采用最小充电电流判断或采用定时器(或者两者的结合)。最小电流法监视恒压充电阶段的充电电流,并在充电电流减小到0.02C至0.07C范围时终止充电。第二种方法从恒压充电阶段开始时计时,持续充电两个小时后终止充电过程。

手机充电器的工作流程一般为: 1. 检测电池的电压,如果低于一个阈值电压,就要进行涓流充电; 2. 电池充到一定电压(一般设置为2.9V)时,进行全电流充电; 3. 当电池电压达到预置电压(锂离子电池一般为4.2V)时,开始恒压充电,同时充电电流降低; 4. 当电流逐渐减小到规定的值时,充电过程结束。

8.电池电压低于2.5V(Vshort)时,锂离子电池充电器用25mA的电流预充,防止深度放电的锂离子电池在快充时被损坏甚至发生危险。

对于电压过低的电池需要进行预充,电池电压低于2.5V(Vshort)时,锂离子电池充电器用25mA的电流预充,防止深度放电的锂离子电池在快充时被损坏甚至发生危险。

充电终止检测除电压检测外,还需采用其他的辅助方法作为防止过充的后备措施,如电池温度监测,检测电池温度用电池组温度传感器连续检测电池温度,当电池温度超出设定范围时关闭对电池充电。

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