三元鋰電池用途有哪些，詳解三元鋰電池保養(yǎng)方法及工作原理
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-17 21:14
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用三元材料作為正極材料的動(dòng)力鋰電池近年來(lái)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(diǎn)，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(chǎng)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(xué)反應(yīng)。一般來(lái)說(shuō)，活性金屬成分含量越高，電池容量就越大，但當(dāng)Ni的含量過(guò)高時(shí)，會(huì)引起Ni2+占據(jù)Li+的位置，加劇了陽(yáng)離子混排，從而導(dǎo)致容量降低。
Co也是活性金屬，但能起到抑制陽(yáng)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(yīng)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(guò)大量的研究，世界各國(guó)提出了多個(gè)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(jiǎn)單來(lái)講第一個(gè)數(shù)字越大，電池的性能越強(qiáng)，生產(chǎn)難度越高，使用條件越苛刻。
最后一個(gè)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(chē)動(dòng)力電池的主流型號(hào)，而622、811型鋰電池也是我國(guó)的重要研究方向。
⑴環(huán)境溫度對(duì)電池的影響較大。環(huán)境溫度過(guò)高，會(huì)使電池過(guò)充電產(chǎn)生氣體，環(huán)境溫度過(guò)低，則會(huì)使電池充電不足，這都會(huì)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(lái)設(shè)定的。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，蓄電池一般在5℃～35℃范圍內(nèi)進(jìn)行充電，低于5℃或高于35℃都會(huì)大大降低電池的容量、縮短電池的使用壽命。
?、品烹娚疃葘?duì)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(shí)應(yīng)避免深度放電。雖然UPS都有電池低電位保護(hù)功能，一般單節(jié)電池放電至10.5V左右時(shí)，UPS就會(huì)自動(dòng)關(guān)機(jī)。但是，如果UPS處于輕載放電或空載放電的情況下,也會(huì)造成電池的深度放電。
?、请姵卦诖娣?、運(yùn)輸、安裝過(guò)程中，會(huì)因自放電而失去部分容量。因此，在安裝后投入使用前，應(yīng)根據(jù)電池的開(kāi)路電壓判斷電池的剩余容量，然后采用不同的方法對(duì)蓄電池進(jìn)行補(bǔ)充充電。對(duì)備用擱置的蓄電池，每3個(gè)月應(yīng)進(jìn)行一次補(bǔ)充充電?？梢酝ㄟ^(guò)測(cè)量電池開(kāi)路電壓來(lái)判斷電池的好壞。以12V電池為例，若開(kāi)路電壓高于12.5V，則表示電池儲(chǔ)能還有80％以上，若開(kāi)路電壓低于12.5V，則應(yīng)該立刻進(jìn)行補(bǔ)充充電。若開(kāi)路電壓低于12V，則表示電池存儲(chǔ)電能不到20％，電池不堪使用。
?、入姵爻浞烹婋娏饕话阋訡來(lái)表示，C的實(shí)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(hù)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(guò)大或過(guò)小都會(huì)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(mǎn)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(shí)才會(huì)放電。為延長(zhǎng)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(mǎn)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(guò)高就會(huì)使電池過(guò)充電,反之會(huì)使電池充電不足。充電電壓異?？赡苁怯呻姵嘏渲缅e(cuò)誤引起，或因充電器故障造成。因此，在安裝電池時(shí)，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(hào)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(shí)要考慮散熱問(wèn)題。目前，為進(jìn)一步提高電池壽命，先進(jìn)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(gè)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(gè)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(fù)上述的三個(gè)階段。這種方式改變了以前那種充滿(mǎn)電后，仍使電池處于一天24h的浮充狀態(tài)，因此延長(zhǎng)了電池的壽命。
?、拭饩S護(hù)電池由于采用吸收式電解液系統(tǒng)，在正常使用時(shí)不會(huì)產(chǎn)生任何氣體，但是如果用戶(hù)使用不當(dāng)，造成電池過(guò)充電，就會(huì)產(chǎn)生氣體，此時(shí)電池內(nèi)壓就會(huì)增大,將電池上的壓力閥頂開(kāi)，嚴(yán)重的會(huì)使電池爆裂。
?、薝PS在運(yùn)行過(guò)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(xiàn)的對(duì)地電阻和絕緣狀態(tài)。
