你知道18650電池真假比聚合物電池性能強多少?
來源:寶鄂實業(yè)
2019-04-10 09:15
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聚合物電芯和18650電芯的移動電源各有其特點,用戶可以根據(jù)自身實際情況選擇。
1、聚合物電芯:
(1)、 優(yōu)點:
安全性能好、厚度小、容量大、內(nèi)阻小、形狀可定制、放電特性佳、保護板設計簡單。
(2)、 缺點:
和鋰離子電池相比,能量密度和循環(huán)次數(shù)都下降很多、制造昂貴、沒有標準外形,和鋰離子電池相比,價格、能量比較低。
2、18650電芯:
(1)、優(yōu)點:
應用廣、組合靈活、內(nèi)阻小、沒有記憶效應、電壓高、安全性高、使用壽命長、容量高,能量密度和循環(huán)次數(shù)高很多
價格低。
(2)、缺點:
我們現(xiàn)在使用的鋰電池都是鋰離子電池,此外還有鋰金屬電池,以鋰金屬或鋰合金作為負極材料的一種電池,最早在1912年便由Gilbert N. Lewis提出,當時的鋰金屬電池為一次電池(不可充電),由于相比當時的其他電池,鋰金屬電池對加工、保存的要求高,因而沒有成為主流。
而鋰離子電池則比鋰金屬電池年輕許多,它采用鋰的金屬氧化物作為正極,于20世紀70年代誕生,但直到90年代,隨著電子產(chǎn)品的快速發(fā)展,對高功率、高能量密度電池的需求增大,鋰離子電池才開始成為主流。并且,鋰金屬電池隨著技術發(fā)展,近來有開始復興的趨勢,但還未形成潮流,本文主要討論的對象三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池均為鋰離子電池,除此之外,算上鈦酸鋰電池,這三種電池是主流的車用動力電池。
☆鋰離子電池的結構
鋰離子電池的主要結構包括正、負極、電解液、隔膜和其他一些附件。其中正極材料是研究的重點,三元鋰和磷酸鐵鋰均描述了鋰離子電池的正極材料。而當前應用的負極材料主要為石墨,結晶度高,導電性好,對鋰離子的容量大,達到了372mAh/g,大大超過了正極材料的容量,這也是為什么現(xiàn)在主要研究正極材料的原因。
鋰電池的電解液與傳統(tǒng)電池(鉛酸電池、鎳鎘電池等)不同,不采用以水為溶劑的電解液,因為水的了理論分解電壓只有1.23V(想想上一期的燃料電池單電池理想電壓),因此,以水為電解液的電池電壓最高不過2V左右。而鋰電池的電壓在3-4V左右。常用的電解質(zhì)材料為無機陰離子鋰鹽,LiBF4、LiPF6、LiAsF6這三類。溶劑則有酯類、醚類和颯類。
隔膜則是起隔斷電子和透過離子作用,使電子必須從外電路遷移,而離子則可以通過電解液移動,保證外電路有電流通過,防止電池內(nèi)短路。隔膜材料有單層PE、單層PP、三層PP等。
☆鋰離子電池充放電的基本原理
先明確兩個概念,一,電池是將氧化還原反應的化學能轉化為電能的裝置。典型特征就是電極上反應物得失電子,通過外電路流動,進而便產(chǎn)生了電流。正負極之間的電荷傳遞是通過電解液中陰陽離子的運動形成的。
二,二次電池是指可多次再充放電的電池,其內(nèi)部發(fā)生的電化學反應是可逆的。電池放電,內(nèi)部的A物質(zhì)變成B物質(zhì),化學能變成電能;而充電時,B物質(zhì)又能夠變回A物質(zhì),電能變成化學能儲存。
充電時鋰離子從正極材料的晶格中脫出經(jīng)過電解質(zhì)嵌入到負極材料層中;放電時鋰離子從負極材料晶格中脫出,經(jīng)過電解質(zhì)嵌入到正極材料中。而電子則通過外電路,形成電流。
鋰電池充放電反應過程為:
式中,Y為過度金屬,在鈷酸鋰電池(LiCoO2)中Y為鈷(Co),在錳酸鋰電池中就是錳(Mn)。對于三元鋰電池就是鎳鈷錳酸鋰[Li(NiCoMn)O2]中的NiCoMn,對于磷酸鐵鋰(LiFePO4)電池,就是FePO4。
另外,正極負極指電位高低,陰極陽極則通過得失電子區(qū)分,得電子的電機發(fā)生還原反應是陰極,失電子發(fā)生氧化反應是陽極。充電和放電正負極不變,而陰陽極會反向。
對于鋰離子電池而言,正極材料的開發(fā)是其關鍵技術。理論上,根據(jù)上述反應化學式,可以實現(xiàn)鋰離子脫嵌的物質(zhì)都可以作為正極材料,但實際上,這并非易事。出于性能考慮,它需要有良好的導電性、較大的放電倍率以及與電解質(zhì)良好的相容性;出于壽命考慮,它需要有高度的可逆性和較弱的極化效應,出于安全考慮,它需要保證良好的穩(wěn)定性和溫和的電極過程動力學。
☆磷酸鐵鋰和三元鋰電池
磷酸鐵鋰電池的特點在于安全性高,高倍率充放電特性和較長的循環(huán)壽命。文獻顯示,在充電條件為1C倍率充電至3.65V,然后轉恒壓至電流下降到0.02C,之后以1C倍率放電至截止電壓2.0V,循環(huán)1600次之后電池容量仍有初始容量的80%。
PS:充放電倍率=充放電電流/額定容量;例如:額定容量為100Ah的電池用20A放電時,其放電倍率為0.2C。電池放電C率,1C,2C,0.2C是電池放電速率:表示放電快慢的一種量度。所用的容量1小時放電完畢,稱為1C放電;5小時放電完畢,則稱為1/5=0.2C放電。一般可以通過不同的放電電流來檢測電池的容量。對于24AH電池來說,2C放電電流為48A,0.5C放電電流為12A。
















