前语
便携式电子产品皆以电池作为电源。跟着便携式产品的迅速开展,各种电池的用量大增,而且开宣布许多新式电池。除咱们较了解的碱性电池、可充电的镍镉电池、镍氢电池外,还有近年来成为干流的锂离子电池。这里会介绍有关锂离子电池的相关常识,包括它的特性、首要参数、运用规模,最终并供给锂离子电池充电线路之规划参阅。
锂离子电池开展与运用
锂离子电池是现在运用最为广泛的可再次充电式电池,它根据不同的电子产品的要求能够做成扁平长方形、圆柱形、长方形及扣式,能够单节电池运用于低功率运用,也能够将多节电池进行串并联组合得到更高电压与容量,用于电动工具与笔记型计算机。锂离子电池中的电解液能够是凝胶体、聚合物(锂离子/锂聚合物电池)、或凝胶体与聚合物的混合物。因为现在没有发现能够在室温条件下有用运送锂离子的聚合物,所以大大都的锂离子/ 锂聚合物电池实践上是结合凝胶体和聚合物的混合型电池。
锂离子电池有别于一般的化学电池,其充放电作业进程是经过电池正负极中锂离子的嵌入和脱嵌来完成的,当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液移动到负极。而作为负极的碳呈层状结构,它有许多微孔,到达负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。相同,当对电池进行放电时,嵌在负极碳层中的锂离子脱出,又移动回正极。回正极的锂离子越多,放电容量越高。咱们一般所说的电池容量指的便是放电容量。在充放电进程中,锂离子处于从正极到负极到正极的循环运动状况。因为锂离子电池中运用的是离子状况的锂而非金属锂,风险性低,安全性高。
电池特性
电池的性能参数首要有电动势、容量、比能量和电阻。电动势等于单位正电荷由负极经过电池内部移到正极时,电池非静电力(化学力)所做的功。电动势取决于电极资料的化学性质,与电池的巨细无关。电池所能输出的总电荷量为电池的容量,一般用安培小时作单位。
在电池反响中,每公斤反响物质所发生的电能称为电池的理论比能量。所谓比能量指的是单位分量或单位体积中所贮存的能量,以Wh/kg或Wh/L来表明。Wh是能量的单位,W是瓦、h是小时;kg是千克(分量单位),L是升(体积单位)。电池的实践比能量要比理论比能量小。因为电池中的反响物并不全按电池反响进行,一起电池内阻也会引起电压降。另一方面,电流流过电池的截面积越大,其内阻越小。锂离子电池的最大特色是比能量高,如今的锂离子电池技能可到达比能量为80~120 wh/kg,而传统铅酸电池的比能量仅为30~40 wh/kg,因而锂离子电池能够以较小体积贮存更高能量,有助于讲究轻浮矮小的举动电子设备与要求高续航力的电动车运用。
以下亦列出锂离子电池的几项特色:高容量:锂离子电池的分量是相同容量的镍镉或镍氢电池的一半,体积是镍镉的20-30%,镍氢的35-50%。
●高电压 :一个锂离子电池单体的作业电压为3.7V(标称值),相当于三个串联的镍镉或镍氢电池。
●高安稳:因为不含金属锂,风险性低,因而不受飞机运送关于制止在客机带着规则的约束。
●长寿数:可充电锂离子电池充电全满时、电压约为4.2伏特,放电时电压会下降、但不宜低于约2.5伏特,保存电压或出厂电压约为3.6至3.7 伏特。运用寿数首要要害为充电次数,优秀的可充电锂离子电池约有500次以上的寿数(由2.5伏特充电至4.2伏特算一次),且锂离子电池不存在回忆效应。
●快速充电:运用额外电压为4.2V的定电压/定电流充电器,能够使锂离子电池在1~2.5个小时内就充满电。但须留意假如充电电压超越4.3伏特以上,有爆破的风险。电池电压低于2.0伏特,则锂离子电池损毁,无法再运用或充电。
电池充电方法
由以上能够知道,锂离子电池尽管具有高容量与长寿数的优势,但是在充放电方面则需特别留意,因而一切可充电锂离子电池都需求装备其“充放电办理 IC”,用以约束充电及放电电压,以保证不超越安全电压致电池爆破,当电池电压低于2.5V堵截输出,避免电池寿数缩短。除少数规范品之外,大都锂离子电池体积外型各异,以实践运用为主,容量标准也不尽相同,因而充电电流由各制造厂商自行规划规范。根据电流巨细而有所谓快充或慢充形式;然大电流的充电形式一般有损运用寿数。尽管电池组中已包括有充电办理IC,但此仅作为电池爆破或避免焚烧的最低保护措施,而非正常的运用方法,为充沛到达电池的寿数与功率,充电器的规划仍需离此一上下限甚远。