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鋰離子電池快速充電的原理與特點(diǎn)

通過對快充鋰離子電池的研究，發(fā)現(xiàn)快充鋰離子電池的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

(1)快速充電鋰離子電池結(jié)構(gòu)。

快速充電鋰離子電池結(jié)構(gòu)類似于其他細(xì)胞,采用陰極結(jié)構(gòu),區(qū)別主要是快速充電鋰離子電池負(fù)極材料的選擇,不同于其他電池,其他快餐相對于可充電鋰離子電池的整體架構(gòu)更復(fù)雜的普通鉛酸電池,鋰離子主要是采用嵌入式結(jié)構(gòu),提高鋰離子電池充電的效果,兩者同時(shí)還能滿足鋰離子電池充電的需要。

(2)快速充電鋰離子電池的工作原理。

鋰聚合物電池的工作原理與液態(tài)鋰相同，只是電解液與液態(tài)鋰不同。電池的主要結(jié)構(gòu)包括三個(gè)部分:正極、負(fù)極和電解質(zhì)。

(3)快速充電鋰離子電池的特點(diǎn)。

鋰聚合物電池和鋰離子電池技術(shù)都可以替代鎳鎘電池。但價(jià)格太高，市場無法完全接受，尤其是鋰聚合物技術(shù)。在相同體積下，聚合物鋰電池的容量比鋰電池大，并且沒有記憶效應(yīng)(鋰離子電池仍然有記憶效應(yīng)，只是相對較小)。鋰聚合物電池是一種凝膠狀的物質(zhì)，可以很容易地制成任何形狀。而且不含有害重金屬元素，是“綠色電池”。

鋰電池保護(hù)板的組成和主要功能

鋰電池保護(hù)板的組成和主要功能：防護(hù)板的組成

鋰電池(可充電的)由于其特性需要保護(hù)。由于鋰電池本身的材料決定了它不能被過充、過釋、過流、短路和超高溫充放電，所以鋰電池的鋰電池組件總是帶有一個(gè)精致的保護(hù)板和電流保護(hù)器。鋰電池的保護(hù)功能通常是由保護(hù)電路板和PTC共同完成的。該保護(hù)板由電子電路組成，可在-40℃~ 85℃范圍內(nèi)實(shí)時(shí)準(zhǔn)確監(jiān)測電池的電壓和充放電電路的電流，并可實(shí)時(shí)控制電流電路的通斷。PTC防止電池在高溫下嚴(yán)重?fù)p壞。

鋰電池升壓與降低壓問題

下面來分析下以上問題的原因，找準(zhǔn)鋰池池升降低店壓常見故障的問題所在，一起來學(xué)習(xí)下。

鋰離子電池的單體電壓有一定范圍，比如磷酸鐵鋰電池的正常工作電壓范圍是2.5V-3.65V，錳酸鋰以及三元電池的正常工作電壓范圍是3V-4.2V。

鋰離子電池在應(yīng)用中，當(dāng)總電壓在60V及以下時(shí)，需要電池保護(hù)板。60V以上時(shí)，需要用到電池管理系統(tǒng)（BMS）。這二個(gè)設(shè)備的作用得保護(hù)電池正常工作。

注意，在電池組的串?dāng)?shù)定下來后，不能隨意調(diào)整電池組電壓。即電池組的電壓變化只能在正常工作電壓范圍內(nèi)變化：充電時(shí)，從電壓下限上升到電壓上限。用電時(shí)，從電壓上限下降到電壓下限。

明白了這個(gè)問題，如果想讓鋰電池的升降低電壓范圍很大，可隨意調(diào)節(jié)。

解決方法：做好一組電池組，配一個(gè)合適逆變器，再配一個(gè)直流調(diào)壓器，就可以滿足鋰電池的升壓與降低電壓要求。

說明：這種方法在實(shí)際應(yīng)用中很少用到，除非所使用的交流電源經(jīng)常停電，或用太陽能或風(fēng)能給電池組充電時(shí)，才會(huì)考慮這種升壓與降低電壓的方法。

三元鋰電池壽命

所謂鋰電池壽命是指電池在使用過一段時(shí)間后，容量衰減為標(biāo)稱容量（室溫25℃，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，且以0.2C放電的電池容量）的70%，即可認(rèn)

為壽命終止。行業(yè)內(nèi)一般以鋰電池滿充滿放的循環(huán)次數(shù)來計(jì)算循環(huán)壽命。在使用的過程中，鋰電池內(nèi)部會(huì)發(fā)生不可逆的電化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致容

量下降，比如電解液的分解，活性材料的失活，正負(fù)極結(jié)構(gòu)的坍塌導(dǎo)致鋰離子嵌入和脫嵌的數(shù)量減少等等。實(shí)驗(yàn)標(biāo)明，更高倍率的放電會(huì)

導(dǎo)致容量更快的衰減，如果放電電流較低，電池電壓會(huì)和平衡電壓接近，能釋放出更多的能量。

三元鋰電池的理論壽命約為800次循環(huán)，在商業(yè)化的可充電鋰電池中屬于中等。磷酸鐵鋰約為2000次，而鈦酸鋰據(jù)說可以達(dá)到1萬次循環(huán)。

目前主流的電池廠家在其生產(chǎn)的三元電芯規(guī)格書中承諾大于500次（標(biāo)準(zhǔn)條件下充放電），但是電芯在配組做成電池包后，由于一致性問題

，主要是電壓和內(nèi)阻不可能完全一樣，其循環(huán)壽命大約為400次。廠家推薦SOC使用窗口為10%~90%，不建議進(jìn)行深度充放電，不然會(huì)對電池

的正負(fù)極結(jié)構(gòu)造成不可逆的損傷，若是以淺充淺放來計(jì)算的話，循環(huán)壽命至少有1000次。另外，鋰電池若是經(jīng)常在高倍率和高溫環(huán)境下放

電，電池壽命會(huì)大幅下降到不足200次。