什么是鋰電池?鋰電池的工作原理是什么?
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-14 10:35
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一、什么是鋰電池
什么是鋰電池?鋰電池主要是指在電極材料中使用了鋰元素作為主要活性物質(zhì)的一類電池。鋰電池具有重量輕、容量大、無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，因此這也是它在各個(gè)方面得到廣泛應(yīng)用的重要原因。
二、鋰電池工作原理是什么
鋰電池的工作原理就是指其充放電原理。當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí)，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經(jīng)過電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極。而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu)，它有很多微孔，到達(dá)負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。
同樣道理，當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行放電時(shí)(即我們使用電池的過程)，嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出，又運(yùn)動(dòng)回到正極?；氐秸龢O的鋰離子越多，放電容量越高。我們通常所說(shuō)的電池容量指的就是放電容量。
難看出，在鋰電池的充放電過程中，鋰離子處于從正極; 負(fù)極; 正極的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。如果我們把鋰離子電池形象地比喻為一把搖椅，搖椅的兩端為電池的兩極，而鋰離子就象優(yōu)秀的運(yùn)動(dòng)健將，在搖椅的兩端來(lái)回奔跑。所以，專家們又給了鋰離子電池一個(gè)可愛的名字搖椅式電池。
第二種均衡方法我沒有實(shí)驗(yàn)過，就是飛渡電容法。簡(jiǎn)單的說(shuō)就是每一節(jié)電池并聯(lián)一個(gè)電容，通過開關(guān)這個(gè)電容既可以并聯(lián)到本身這節(jié)電池上，也可以并聯(lián)到相鄰的電池。
當(dāng)某節(jié)電池電壓過高，首先將電容與電池并聯(lián)，電容電壓與電池一致，然后將電容切換到相鄰的電池，電容給電池放電。實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)移。
由于電容并不消耗能量，所以可以實(shí)現(xiàn)能量的無(wú)損轉(zhuǎn)移。但這種方式太繁瑣了，現(xiàn)在的動(dòng)力電池動(dòng)不動(dòng)幾十節(jié)串聯(lián)，要是采用這種方式，需要很多開關(guān)來(lái)控制。
飛渡電容法工作原理圖，
只是畫出相鄰兩節(jié)電池的均衡原理圖。
第一次做均衡，是做的一款動(dòng)力電池組的充電，電池容量 80ah 的兩組并聯(lián)，要求均衡電流為 10a。原來(lái)了解的一點(diǎn)均衡的原理根本不夠用，這么大電流都相當(dāng)于一個(gè)一個(gè)的小模塊了，最后還真的是采用 n 個(gè)小模塊串聯(lián)，每節(jié)電池并聯(lián)一個(gè)小模塊，如果單體電池電壓低于設(shè)定值，啟動(dòng)相應(yīng)的并聯(lián)模塊，對(duì)低電壓電池啟動(dòng)充電，補(bǔ)充能量提升電壓，實(shí)現(xiàn)均衡。
下圖為當(dāng)時(shí)采用的均衡電路的示意圖，DC-DC 輸入母線既可以是電池電壓，也可以是別的模塊提供的直流輸入，根據(jù)需要靈活配置。
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主動(dòng)均衡方法可以采用我前面提到的一個(gè)變壓器多路輸出的方法。
如果你想利用下面的電路示意圖，做一個(gè)多路輸出的反激電源，利用各個(gè)模塊的輸出電壓來(lái)對(duì)電池實(shí)現(xiàn)均衡，我估計(jì)你需要很深的功力才可以，因?yàn)閱螁谓徊嬲{(diào)整率這一項(xiàng)就很難。但是，利用這個(gè)電路，我們可以換一下思路，各路輸出不需要穩(wěn)壓，當(dāng)然為了防止開路損壞輸出電容，我們可以做一個(gè)簡(jiǎn)單的原邊反饋。然后在每路輸出到電池之間串聯(lián)一個(gè)電子開關(guān)，由于這種均衡是配合電池管理系統(tǒng)一起工作的，因此每路輸出只要串聯(lián)一個(gè)電子開關(guān)，由管理單元控制即可，哪路電壓地我們就可以打開這個(gè)電子開關(guān)，有電源輸出給該節(jié)電池充電，直到所有單體電池電壓達(dá)到我們的期望值。
采用這種均衡方法，曾經(jīng)做過 1000AH，7串電池及 300AH，80串電池的均衡，均衡完成后，所有單體電池電壓可以達(dá)到 5mV 以內(nèi)。
