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隨著科技的發(fā)展和技術(shù)的成熟,鋰離子電池的應(yīng)用越來越廣泛。14.8V鋰電池具有單體電壓高、相對質(zhì)量輕、對環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn),但是經(jīng)過多個(gè)周期充放電循環(huán)后會出現(xiàn)電池容量等性能下降的現(xiàn)象。相同條件下電池容量衰減的越快,電池品質(zhì)就相對較差。鋰離子電池的循環(huán)性能是衡量其質(zhì)量的重要指標(biāo),許多關(guān)于鋰離子電池的標(biāo)準(zhǔn)都有循環(huán)壽命這一項(xiàng)目。
鋰離子電池充放電循環(huán)過程是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)過程,其循環(huán)壽命影響因素是多方面的。一方面與電池本身的特性相關(guān),例如設(shè)計(jì)、制造工藝和材料性能退化等;另一方面與使用過程中電池受外界的影響有關(guān),例如使用環(huán)境和充放電制度等。下面就對影響鋰離子電池循環(huán)壽命的因素進(jìn)行分析。

1 鋰離子電池結(jié)構(gòu)及原理簡介鋰離子電池主要由正負(fù)極材料、電解液、隔膜、集流體和電池外殼組成,正負(fù)極材料由兩種不同的鋰離子嵌入化合物組成。充電時(shí),鋰離子從正極上脫嵌下來通過電解液經(jīng)隔膜嵌入負(fù)極,放電時(shí)則相反。在鋰離子電池充放電過程中,負(fù)極和電解液的相界面上能夠形成一層鈍化膜。
2 設(shè)計(jì)和制造工藝的影響在電池設(shè)計(jì)過程中,材料的選擇是最重要的因素。不同的材料性能特性不同,鋰電池電壓供應(yīng)商,所研發(fā)的電池性能也有差距。正負(fù)極材料匹配的循環(huán)性能好,電池的循環(huán)壽命才會長。在配料方面,鋰電池電壓,要注意正、負(fù)材料的添加量。一般來說,設(shè)計(jì)裝配過程中一般要求負(fù)極容量相對正極過量一些,如果不過量,在充電過程中負(fù)極會析出鋰,形成鋰枝晶從而影響安全性。負(fù)極相對正極過量太多,正極可能過度脫鋰,造成結(jié)構(gòu)坍塌。








鋰電池保護(hù)電路方案
目前使用的各類電池中,鋰電池(也稱鋰離子二次電池或鋰離子蓄電池)是近十幾年才發(fā)展起來的一種新型電源。鋰電池有別于一般的化學(xué)電源,其充放電工作過程是通過鋰離子在電池正負(fù)極中的嵌入和脫嵌來實(shí)現(xiàn)的。鋰電池的負(fù)極是碳素材料,鋰電池電壓定制廠家,例如石墨;正極是含鋰的過渡金屬氧化物,例如鈷氧化鋰(LiC002)。并且鋰電池正負(fù)極材料均采用鋰離子可以自由嵌入和脫離出的具有層狀結(jié)構(gòu)的鋰離子嵌入化合物,處于層間的鋰離子,在適當(dāng)?shù)碾娊庖褐校瑫l(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。充電時(shí),在外部電場的驅(qū)動下鋰離子從正極晶格中脫出,經(jīng)過電解質(zhì),嵌入到負(fù)極晶格中。放電時(shí)的過程正好相反,鋰離子返回正極,電子則通過外部電路到達(dá)正極與鋰離子復(fù)合。

與常用的鎳*、鎳氫電池相比較,鋰電池有許多優(yōu)越特性,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(1)鋰電池供電電壓高,一般為3.6V,約為鎳*電池、鎳氫電池電壓的3倍。對于供電電壓要求較高的電子設(shè)備,電池組所需串聯(lián)電池?cái)?shù)也可大大減少。因此組合使用的鋰電池容易獲得更高的電壓。
(2)比能量高,即同重量的鋰電池提供的能量比其它電池高。鋰電池的比能量一般為鎳*電池、鎳氫電池的2~3倍。因此有利于便攜式電子設(shè)備小型輕量化。
(3)無記憶效應(yīng)。鎳*電池、鎳氫電池都有記憶效應(yīng),必須進(jìn)行定期放電,否則就會因記憶效應(yīng)導(dǎo)致電池失效。而鋰電池?zé)o記憶效應(yīng),不必理會殘余電量的多少,可直接進(jìn)行充電。這樣就使鋰電池效能得到充分發(fā)揮。

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