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電池知識

為何要針對性的選擇所消費的電池呢?怎樣選用有助于設(shè)備需求的電池能源?

來源:寶鄂實業(yè)    2019-06-28 22:09    點擊量:

我們生活中最常用的電池有兩種:堿性電池和可充電電池,堿性電池是不可充電電池而充電電池包括鎳氫電池和鋰離子電池,為了滿足工作需求我們在選用電池時必須要考量電池的綜合指標(biāo),也就是電池的使用壽命。

  對于電池的指標(biāo)考量看似一個簡單的規(guī)格形式,其實不然它涉及到很多方面,如電源效率、系統(tǒng)電源管理、系統(tǒng)負載等,除了特殊的重要性之外,這些特性之間的相互影響力還會增強或減弱最終用戶體驗,為了避免不需要頻繁地更換電池及頻繁地給電池充電,所以必須要關(guān)注電池,針對產(chǎn)品的設(shè)計過程做更多的了解,這樣一來對用戶只對使用設(shè)備做單一的工作,不必全注于兩者之間,為客戶帶來良好的體現(xiàn)。

 

  在選擇電池時,首先從電池的化學(xué)性質(zhì)著手,電池和系統(tǒng)之間的相互制約是設(shè)計中常常被忽視的問題,保證電池的容量與系統(tǒng)的需求相吻合非常關(guān),對不可充電的堿性電池而言,設(shè)計中誤區(qū)是:只關(guān)注工作效率,而忽視了靜態(tài)電流和休眠電流狀態(tài)下的電流損耗,即使從電池消耗數(shù)十μA的電流也會導(dǎo)致電池的頻繁更換,在近幾年的發(fā)展下設(shè)計中用軟開關(guān)替代了機械開關(guān),電池和系統(tǒng)之間成了相互性關(guān)聯(lián),這與以前相比卻更加普遍,對于功耗較低的應(yīng)用,堿性電池將是一個很好的選擇。

  針對可充電電池而言,常用鎳氫電池或鋰離子電池,主要是當(dāng)負載對于堿性電池而言過大時所選用的充電電池,NiMH電池成本比鋰離子電池低, NiMH電池適于完全充滿和完全放電的過程,電池能量耗盡時即從設(shè)備上移出電池,然后由外部充電器給電池充電。這種應(yīng)用在數(shù)碼相機中比較普遍,而鋰電池是相對偶爾消耗電量設(shè)備所需求,主要有幾個優(yōu)勢,除了重量密度外,對于短時間的充-放電沒有限制,這樣一來簡化了產(chǎn)品使用。

  為何要針對性的選擇所消費的電池,因為常用的電池,堿性電池、鎳氫電池和鋰離子電池,它們之間是不可互換的,絕大多數(shù)產(chǎn)品都有一個最佳選擇方案,所以都是依據(jù)所使用的設(shè)備需求要供所所需要的電池。

  注意事項:拆了之后有可能著火,甚至爆炸。并且聚合物的電解質(zhì)遇到空氣里水分會生成劇毒的氫氟酸(HF)。

  1、鋰離子電池和鋰聚合物電池可以在電池的包裝標(biāo)注上區(qū)別,鋰離子電池通常標(biāo)注有Li-ion字樣,鋰聚合物電池通常標(biāo)注有Li-Polymer字樣,如下圖。同時由于鋰聚合物電池的電解質(zhì)為膠狀,較無電解液泄露問題,因此大多為鋁塑軟包裝。

  2、鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池,由愛迪生發(fā)明。電池運用的反應(yīng)方程式為:Li+MnO2=LiMnO2該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng),放電。在以前,因為鋰金屬的化學(xué)性質(zhì)非?;顫?,對加工、保存、使用,對環(huán)境要求非常高,所以鋰電池長期沒有得到應(yīng)用。

  鋰電池通常分為兩類:鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含有金屬態(tài)的鋰,并且是可以充電的??沙潆婋姵氐牡谖宕a(chǎn)品鋰金屬電池在1996年誕生,其安全性、比容量、自放電率和性能價格比均優(yōu)于鋰離子電池。

  3、鋰聚合物電池(Li-polymer,又稱高分子鋰電池):相對以前的電池,來說、能量高、小型化、輕量化,是一種化學(xué)性質(zhì)的電池。在形狀上,鋰聚合物電池具有超薄化特征,可以配合一些產(chǎn)品的需要,制作成不同形狀與容量的電池。該類電池,理論上的最小厚度可達0.5mm。
 鋰電池過放保護,當(dāng)鋰電池電快要用完時,電壓到一個要求的zui低值,保護板也會關(guān)閉,不能在放電了,產(chǎn)品因此會自動關(guān)機,形成的一種過放保護作用。過充保護,在給產(chǎn)品充電時,電壓達到鋰電池zui高電壓(4.2V)時,保護板就會自動斷電關(guān)閉,顯示充滿不在繼續(xù)充電了。形成的一種過沖保護作用。短路保護,當(dāng)鋰電池不小心短路時,保護板會在幾毫秒內(nèi)自動關(guān)閉,不會在通電,這時就是正負極碰到一塊也沒事,形成的一種短路保護不會引起爆炸事件發(fā)生。過電流保護,當(dāng)鋰電池放電時,保護板會有一個zui大的限制電流,不同產(chǎn)品是不一樣的,當(dāng)放電超過這個電流保護板也會自動關(guān)閉。

 

  鋰電池可以安全、長效地使用,主要依賴于鋰電池組保護板的保護機制,對于鋰電池組規(guī)模龐大,串并聯(lián)復(fù)雜的鋰電池組會使用功能更加豐富的BMS鋰電池管理系統(tǒng),不管是鋰電池組保護版還是鋰電池管理系統(tǒng),其作用都是為了保鋰電池,防止個體鋰電池出現(xiàn)過充過放,延長鋰電池組整體壽命,提升鋰電池壽命的zui有效方法。

  鋰電池放電時鋰離子不能全部移向正極,必須保留一部分鋰離子在負極,以保證在下次充電時鋰離子能夠暢通地嵌入通道。否則,電池壽命就相應(yīng)縮短。為了保證石墨層中放電后留有部分鋰離子,就要嚴(yán)格限制放電終止zui低電壓,也就是說鋰電池不能過放電。放電終止電壓通常為3.0V/節(jié),zui低不能低于2.5V/節(jié)。電池放電時間長短與電池容量、放電電流大小有關(guān)。電池放電時間(小時)=電池容量/放電電流。鋰電池放電電流(mA)不應(yīng)超過電池容量的3倍。(如1000mAH電池,則放電電流應(yīng)嚴(yán)格控制在3A以內(nèi))否則會使電池損壞。目前市場上所售鋰電池組內(nèi)部均封有配套的充放電保護板。只要控制好外部的充放電電流即可。

 

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