18350,18650,26650,這都是什么?我使用18350的電池,阻值在什么范圍內(nèi)合適?
據(jù)美國消防局去年九月公布的報(bào)道,電子煙造成的火災(zāi)和爆炸事故中,大部分與電子煙電池有關(guān),從2009到2014年,至少有25起電子煙事故與電池相關(guān)。
所以,對于電子煙玩家來說,有必要對電子煙電池方面的知識有所了解,安全至上!
1、什么是動(dòng)力電池?
動(dòng)力鋰電池可以放電的倍率更高。
以磷酸亞鐵鋰材料的動(dòng)力鋰電池和普通的鋰電池為例,雖然整個(gè)正負(fù)極材料體系和構(gòu)造都是一樣的,但是動(dòng)力性鋰電池的正負(fù)極材料顆粒比普通型更加細(xì)小(增大表面積,加快化學(xué)反應(yīng)速率),采用的隔膜材料以及電解液導(dǎo)電性能更好,另外動(dòng)力性在正負(fù)極引出的極耳等也比普通類型的更多(減小極耳內(nèi)阻和滿足更大電流)。
2、18350,18650,26650,這都是什么?
這些都是動(dòng)力電池的型號。前兩位數(shù)字是指電池的直徑后三位是電池的高度。比如18350,指的就是直徑18MM,長度65MM的圓柱電池。26650就是直徑26MM,高度65MM的圓柱電池。
3、我使用18350的電池,阻值在什么范圍內(nèi)合適?
一般市面的18350最高也就15A放電,所以請盡量做在0.8以上。
4、用萬用表如何測量電阻?
a.將您手中的萬用表調(diào)到200K的檔位。
b.通過短接正負(fù)表針,計(jì)算阻值誤差。
c.將正負(fù)表針接觸霧化器正負(fù)極,讀數(shù)后減去之前所計(jì)算的誤差,即可得到當(dāng)前熱絲電阻值。
5、電池可以串聯(lián)嗎?有什么危險(xiǎn)嗎?
串聯(lián)有危險(xiǎn),盡量不要這樣操作。
6、什么是阻尼測定器?我玩電子煙必須用阻尼測定器嗎?
阻尼測定器,就是一個(gè)可以將霧化器裝上之后讀取電阻值的小盒子,也稱為電阻盒子,如果您是電子桿玩家完全可以不用購買這個(gè)設(shè)備。如果是機(jī)械桿玩家,請您在霧化器通電之前,務(wù)必準(zhǔn)確測量阻值。
7、電池續(xù)航的問題?正常可以用多久?
電池能否使用的長久,跟您的使用電子煙的頻率和功率有很大關(guān)系。一般15W左右的輸出功率,堅(jiān)持一天是沒有問題的。常備兩塊備用電池是個(gè)不錯(cuò)的選擇。
如何選擇電子煙電池?
Δ無品牌的電池一律不用!
Δ無保護(hù)的ICR電池是絕對不能用在電子煙中的。
常用的18650電池有3種,IMR電池,含保護(hù)電路的ICR電池,和混合型電池。高質(zhì)量的IMR電池是最好的選擇。
IMR電池又稱錳酸鋰(LIMN)電池,是現(xiàn)有可用于電子煙的最安全的電池,因?yàn)槭褂冒踩幕瘜W(xué)原料,IMR電池不需要保護(hù)電路,而且,IMR電池能夠承受更大的壓力和沖擊,雖然也會漏液,但是要比ICR電池的反應(yīng)好太多,當(dāng)ICR電池保護(hù)電路失效時(shí),ICR電池在漏液時(shí)會發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)而導(dǎo)致著火甚至爆炸。
如果你需要使用1歐姆以下的霧化器,那么你必須要使用放電電流大于10安倍的電池。低品質(zhì)不適用于電子煙的電池,這些電池的質(zhì)量和安全性不適用于電子煙。
充電器,建議購買可承受的最貴的充電器,數(shù)據(jù)顯示,絕大多數(shù)電池事故都是在充電時(shí)發(fā)生的。
即使是最好的電池也會出故障,數(shù)據(jù)顯示,絕大多數(shù)電池故障都是因?yàn)檫^快放電造成的,要么是點(diǎn)火按鈕被長時(shí)間按下,要么是短路。絕不要堆疊電池,比如2顆電池串聯(lián)。
電子煙電池也不要被放在口袋中,因?yàn)橛矌藕丸€匙很容易引起電池短路、過熱。
誤用充電器也可能會導(dǎo)致電子煙爆炸,這些慘劇在國外有發(fā)生過。
通常我們說得最多的動(dòng)力電池主要有磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池、鈷酸鋰電池以及三元鋰電池(三元鎳鈷錳)。
以上各類電池都有優(yōu)缺點(diǎn),大致歸納為:
磷酸鐵鋰:
優(yōu)點(diǎn):壽命長、充放電倍率大、安全性好、高溫性好、元素?zé)o害、成本低。
缺點(diǎn):能量密度低、振實(shí)密度低(體積密度)。
三元鋰:
優(yōu)點(diǎn):能量密度高、振實(shí)密度高。
缺點(diǎn):安全性差、耐高溫性差、壽命差、大功率放電差、元素有毒(三元鋰電池大功率充放電后溫度急劇升高,高溫后釋放氧氣極容易燃燒)。
錳酸鋰:
優(yōu)點(diǎn):振實(shí)密度高、成本低。
缺點(diǎn):耐高溫性差,錳酸鋰長時(shí)間使用后溫度急劇升高,電池壽命衰減嚴(yán)重(比如日產(chǎn)電動(dòng)車LEAF)。
鈷酸鋰:
通常用于3C產(chǎn)品,安全性極差,不適合做動(dòng)力電池。
理論上,我們需要的電池應(yīng)該是能量密度高、體積密度高、安全性好、耐高溫低溫、循環(huán)壽命長、無毒無害、可大功率充放電,聚所有優(yōu)點(diǎn)為一體而且低成本。但目前并不存在這樣的電池,那么在不同種類電池的優(yōu)缺點(diǎn)中就需要取舍。而且,不同的電動(dòng)車對電池的需求點(diǎn)也是不同的,因此只有立足于長遠(yuǎn)地對電動(dòng)汽車作出判斷,才能有利于我們正確地判斷電池路線的選擇。
磷酸鐵鋰電池的優(yōu)越性
這里就需要回溯前兩篇的論述,我們分析了未來的電動(dòng)汽車應(yīng)該以小里程、快充電的電動(dòng)汽車為主。而目前家用車需要長續(xù)航的雙?;旌蟿?dòng)力,以及公交市場的大續(xù)航純電汽車。那么這樣的車需要什么樣的電池?
一、安全
首先安全是汽車必備的前提。汽車不同于手機(jī)和電腦,汽車在高速行駛中有可能遇到眾多不可預(yù)知因素,比如車禍造成的電池?cái)D壓和撞擊。而任何一個(gè)不利的因素,都有可能造車車毀人亡。我們可以看到一些老年代步車使用劣質(zhì)的鉛酸電池,完全沒有安全保障,電池自燃、受撞擊燃燒的案例比比皆是。再比如特斯拉近一年的連續(xù)著火事件,雖然得利于特斯拉的安全設(shè)計(jì)并沒有出現(xiàn)人員傷亡。但同時(shí)也要看到,這幾次事件都是非常輕微的碰撞事故,碰撞本身對車和人并無傷害,而電池卻著火了,那么如果是更嚴(yán)重的事故呢?
二、高倍率放電壽命
普通汽車使用壽命長達(dá)數(shù)十年,一輛電動(dòng)汽車的電池,10年至少需要3000次的循環(huán)壽命。電池作為比較貴的部件,壽命能否與車等同是非常重要的,既要保證車輛的性能又要保證車主的利益,這樣才能利于市場的推動(dòng)。目前世界各車企的電動(dòng)汽車,只有去年上市的比亞迪“秦”做到了電芯終生質(zhì)保。
電池的壽命也就是循環(huán)壽命,并非簡單的電池參數(shù)給出的數(shù)字。電池的循環(huán)壽命和電池的循環(huán)狀態(tài)是息息相關(guān)的,比如放電倍率、充電倍率、溫度等。通常電池實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)得出的循環(huán)壽命,是以0.3C恒定的充放電倍率,在20度恒定最佳溫度下得到的。但是在實(shí)際用車過程中,倍率和溫度都是非恒定的。這也就是為什么通常無論是筆記本、手機(jī),還是電瓶車的電池,實(shí)際使用中的壽命都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如廠商給出的數(shù)據(jù)的原因。而中小里程純電以及長續(xù)航雙?;旌蟿?dòng)力車,因?yàn)樗鶐У碾姵乇容^少,對其放電的要求就會更高,對壽命的影響就會更大。
比如A123的磷酸鐵鋰電池,通常循環(huán)壽命可以到3000次以上。但是,A123的磷酸鐵鋰航模電池,以10C的充電倍率、5C的放電倍率使用,實(shí)驗(yàn)室中的壽命縮短到只有600次,而真正實(shí)際使用中只有400次左右,可見放電倍率對壽命的影響。
再以比亞迪“秦”為例,只有13KWH的電池驅(qū)動(dòng)峰值功率110KW的電機(jī)??梢杂?jì)算出,當(dāng)“秦”滿電時(shí)其最大放電倍率高達(dá)8.4C。尤其是當(dāng)“秦”只有50%電量時(shí),其最大放電倍率可以達(dá)到18C。如果電量再低放電倍率將超過25C,這會極大地縮短電池的壽命。
再看P85度電的特斯拉,最大功率310KW的電機(jī),看起來很龐大,其實(shí)電池放電倍率不過4C。在只有30%的電量時(shí),最大放電倍率也不過10C。而且特斯拉的大容量電池,在極大程度上避免電池處于大功率的放電之中。
通過簡單的對比,就可以看出比亞迪電池的高倍率放電壽命的優(yōu)越性。
三、溫度適應(yīng)性
極寒對電池的影響,主要表現(xiàn)在充放電倍率低和電容量減少;極熱對電池的影響,主要表現(xiàn)為壽命減低、高溫安全性以及充放電能力下降。
極寒對于電池的影響相對較輕,因?yàn)橐话沅囯姵囟伎梢栽诹阆?0度以下使用,而且在電池的放電過程中本身就會產(chǎn)生熱量,但能耗的增加以及電量的減少不可避免。
極寒對純電車的影響和對雙?;旌蟿?dòng)力車又不一樣。純電動(dòng)車因?yàn)闆]有其他動(dòng)力來源,在極寒情況下要達(dá)到合適的溫度,必須依靠電池放電加熱,那么對于能耗以及續(xù)航里程就會有很大影響。特斯拉在冬天無論是百公里能耗以及續(xù)航里程都和平時(shí)有顯著不同。
對于雙?;旌蟿?dòng)力影響就較弱。因?yàn)榛靹?dòng)有發(fā)動(dòng)機(jī)作為備用提供能量。比如去年11月份比亞迪在包頭舉行的“秦”推廣活動(dòng),當(dāng)時(shí)夜間氣溫在零下15至20度,在早晨極寒的情況下啟動(dòng)車輛,系統(tǒng)會自動(dòng)切換到HEV模式,發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)空調(diào),迅速提高車內(nèi)溫度,當(dāng)溫度提高以后再切換回EV模式。
極熱對純電和混動(dòng)影響都很大,比如電池本身大功率放電溫度就會升高。以普通鋰離子電池為例,20C的放電,電池的溫度可以提升到接近50度。這么高的溫度,不僅對電池的壽命有影響,更重要的是安全隱患。比如特斯拉的三元電池在高溫環(huán)境下會釋放氧氣,而氧氣是易燃物體。特斯拉通過循環(huán)冷卻系統(tǒng)降低溫度、以硬外殼包裹隔離電池以防止氧氣溢出。但是當(dāng)遇到撞擊時(shí)還是難免起火。
四、能量密度
能量密度,顧名思義就是單位重量的電池所能容納的能量。能量密度通常是判斷電池優(yōu)略的重要指標(biāo),但是在筆者的分析體系里,能量密度在電池性能指標(biāo)中不是很重要。
原因有兩個(gè):
1.能量密度必須結(jié)合其他性能。比如磷酸鐵鋰電池的能量密度確實(shí)不高。但是因?yàn)槠浒踩€(wěn)定耐高溫等特點(diǎn),以磷酸鐵鋰為電芯所組成的電池極為簡單,不需要太多保護(hù)輔助設(shè)備。而特斯拉的三元電池雖然電池電芯密度很高,但由于其安全性差不耐高溫,所以必須結(jié)合一套復(fù)雜的電池保護(hù)設(shè)備,而這些設(shè)備都加大了汽車的重量。有報(bào)道稱在發(fā)生連續(xù)燃燒事故后,特斯拉又準(zhǔn)備加厚電池保護(hù)設(shè)備,這就將三元電池的能量密度優(yōu)勢消弱了。
2.重量對于汽車的影響不大,特別是對于未來電動(dòng)汽車的主流趨勢混合動(dòng)力以及小里程純電動(dòng)汽車。我們可以設(shè)想,以130千瓦時(shí)/公斤能量密度和200千瓦時(shí)/公斤能量密度的電池做一個(gè)對比。即使是最大的80度總電量,兩種電池的重量差不過200KG。
這對于一輛接近2噸的汽車影響很低。
因此筆者認(rèn)為,盡管電池的能量密度自然是越大越好,但并不必要刻意追求最大。特別是能量密度越大越不穩(wěn)定,這是基本常識。只要達(dá)到夠用的程度,能量密度不是太重要。
五、成本
成本非常好理解,要廣泛普及必須要有成本優(yōu)勢,這在本系列第一篇也已經(jīng)計(jì)算過。小里程純電或者混動(dòng)電動(dòng)車,一方面需要減少車載電池量節(jié)約電芯成本,另一方面需要降低電池包+保護(hù)設(shè)備的成本。因此我們發(fā)現(xiàn),特斯拉的電芯成本雖然較低,但是整體成本依然居高不下。
通過以上論述我們知道,不同鋰離子電池都有天然優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。但重要的是,如何對未來電動(dòng)車發(fā)展的重點(diǎn)要素排序,這樣才能選出適合潮流的電池。綜上,從安全、壽命、放電能力、溫度適應(yīng)、能量密度、成本等因素綜合考慮,筆者認(rèn)為磷酸鐵鋰電池最適合未來電動(dòng)汽車電池的發(fā)展方向。
















