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三元鋰電池你了解多少,天天說的三元鋰電池到底是哪三元你知道嗎?

來源:寶鄂實業(yè)    2019-04-12 09:46    點擊量:
用三元材料作為正極材料的動力鋰電池近年來憑借其容量高、循環(huán)穩(wěn)定性(電池壽命)好、成本適中等優(yōu)點,逐漸替代了鎳氫電池、鈷酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池,成為目前市場上最主流的電池。
 
三元鋰電池的三元指的是鎳(Ni)鈷(Co)錳(Mn)三種元素。
 
而這三種元素中鎳和鈷是活性金屬,錳不參與電化學反應。一般來說,活性金屬成分含量越高,電池容量就越大,但當Ni的含量過高時,會引起Ni2+占據(jù)Li+的位置,加劇了陽離子混排,從而導致容量降低。
 
Co也是活性金屬,但能起到抑制陽離子混排的作用,從而穩(wěn)定材料層狀結(jié)構(gòu)。
 
Mn作為非活性金屬主要起到穩(wěn)定反應提高安全性的作用。
 
人們發(fā)現(xiàn),三元正極材料中鎳鈷錳比例可在一定范圍內(nèi)調(diào)整,并且其性能隨著鎳鈷錳的比例的不同而變化。
 
通過大量的研究,世界各國提出了多個具有不同鎳鈷錳比例組成的三元材料體系,包括333,523,622, 811 體系等。
 
簡單來講第一個數(shù)字越大,電池的性能越強,生產(chǎn)難度越高,使用條件越苛刻。
 
最后一個數(shù)字越大,電池性能越差,生產(chǎn)成本也越低。
 
目前333、523型鋰電池是汽車動力電池的主流型號,而622、811型鋰電池也是我國的重要研究方向。
?、怒h(huán)境溫度對電池的影響較大。環(huán)境溫度過高,會使電池過充電產(chǎn)生氣體,環(huán)境溫度過低,則會使電池充電不足,這都會影響電池的使用壽命。因此,一般要求環(huán)境溫度在25℃左右,UPS浮充電壓值也是按此溫度來設(shè)定的。實際應用時,蓄電池一般在5℃~35℃范圍內(nèi)進行充電,低于5℃或高于35℃都會大大降低電池的容量、縮短電池的使用壽命。
  
  ⑵放電深度對電池使用壽命的影響也非常大。電池放電深度越深,其循環(huán)使用次數(shù)就越少,因此在使用時應避免深度放電。雖然UPS都有電池低電位保護功能,一般單節(jié)電池放電至10.5V左右時,UPS就會自動關(guān)機。但是,如果UPS處于輕載放電或空載放電的情況下,也會造成電池的深度放電。
  
 ?、请姵卦诖娣拧⑦\輸、安裝過程中,會因自放電而失去部分容量。因此,在安裝后投入使用前,應根據(jù)電池的開路電壓判斷電池的剩余容量,然后采用不同的方法對蓄電池進行補充充電。對備用擱置的蓄電池,每3個月應進行一次補充充電??梢酝ㄟ^測量電池開路電壓來判斷電池的好壞。以12V電池為例,若開路電壓高于12.5V,則表示電池儲能還有80%以上,若開路電壓低于12.5V,則應該立刻進行補充充電。若開路電壓低于12V,則表示電池存儲電能不到20%,電池不堪使用。
  
 ?、入姵爻浞烹婋娏饕话阋訡來表示,C的實際值與電池容量有關(guān)。例如,100AH的電池,C=100A。松下鉛酸免維護電池的最佳充電電流為0.1C左右,充電電流不能大于0.3C。充電電流過大或過小都會影響電池的使用壽命。放電電流一般要求在0.05C~3C之間,UPS在正常使用中都能滿足此要求,但也要防止意外情況的發(fā)生,如電池短路等。
  
  ⑸充電電壓。由于UPS電池屬于備用工作方式,市電正常情況下處于充電狀態(tài),只有停電時才會放電。為延長電池的使用壽命,UPS的充電器一般采用恒壓限流的方式控制,電池充滿后即轉(zhuǎn)為浮充狀態(tài),每節(jié)浮充電壓設(shè)置為13.6V左右。如果充電電壓過高就會使電池過充電,反之會使電池充電不足。充電電壓異??赡苁怯呻姵嘏渲缅e誤引起,或因充電器故障造成。因此,在安裝電池時,一定要注意電池的規(guī)格和數(shù)量的正確性,不同規(guī)格、不同批號的電池不要混用。外加充電器不要使用劣質(zhì)充電器,而且安裝時要考慮散熱問題。目前,為進一步提高電池壽命,先進的UPS都采用一種ABM(AdvancedBatteryManagement)三階段智能化電池管理方案,即充電分成初始化充電、浮充電和休息三個階段:第一階段是恒流均衡充電,將電池容量充到90%;第二階段是浮充充電,將電池容量充到100%,然后停止充電;第三階段是自然放電,在這個階段里,電池利用自身的漏電流放電,一直到規(guī)定的電壓下限,然后再重復上述的三個階段。這種方式改變了以前那種充滿電后,仍使電池處于一天24h的浮充狀態(tài),因此延長了電池的壽命。
  
  ⑹免維護電池由于采用吸收式電解液系統(tǒng),在正常使用時不會產(chǎn)生任何氣體,但是如果用戶使用不當,造成電池過充電,就會產(chǎn)生氣體,此時電池內(nèi)壓就會增大,將電池上的壓力閥頂開,嚴重的會使電池爆裂。
  
 ?、薝PS在運行過程中,要注意監(jiān)視蓄電池組的端電壓值、浮充電流值、每只蓄電池的電壓值、蓄電池組及直流母線的對地電阻和絕緣狀態(tài)。
  
 ?、滩灰獑为氃黾踊驕p少電池組中幾個單體電池的負荷,這將造成單體電池容量的不平衡和充電的不均一性,降低電池的使用壽命。

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