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電池知識(shí)

如何讓電動(dòng)車電池延年益壽?降低汽車電池成本新途徑

來源:寶鄂實(shí)業(yè)    2019-04-25 17:50    點(diǎn)擊量:

技巧一:嚴(yán)禁存放時(shí)虧電。在虧電狀態(tài)存放電池,硫酸鉛結(jié)晶物附著在極板上,堵塞了電離子通道,造成充電不足,電池容量下降。虧電狀態(tài)閑置時(shí)間越長(zhǎng),電池?fù)p壞越嚴(yán)重。因此,電池閑置不用時(shí),應(yīng)每月補(bǔ)充電一次,這樣能較好地保持電池健康狀態(tài)。 

技巧二:定期檢驗(yàn)。如果電動(dòng)車的續(xù)行里程在短時(shí)間內(nèi)突然下降十幾公里,則很有可能是電池組中至少有一塊電池出現(xiàn)斷格、極板軟化、極板活性物質(zhì)脫落等現(xiàn)象。此時(shí),應(yīng)及時(shí)到專業(yè)電池修復(fù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢查、修復(fù)或配組。這樣能相對(duì)延長(zhǎng)電池組的壽命,最大程度地節(jié)省開支。 
技巧三:避免大電流放電。電動(dòng)車在起步、上坡時(shí),請(qǐng)用腳蹬助力,盡量避免瞬間大電流放電。大電流放電容易導(dǎo)致產(chǎn)生硫酸鉛結(jié)晶,從而損害電池極板的物理性能。 

技巧四:正確掌握充電時(shí)間。一般情況蓄電池都在夜間進(jìn)行充電,平均充電時(shí)間在8小時(shí)左右。蓄電池以放電深度為60%-70%時(shí)充一次電最佳。

日本Eamex正在加緊使該公司開發(fā)的大容量電容器產(chǎn)品化。這種電容器是一種混合型電容器,通過在固體高分子電解質(zhì)膜表面進(jìn)行鍍金處理形成電極。通過改進(jìn)鍍金的方法,增大了電極的比表面積,提高了物理吸附效果。同時(shí)還憑借在電解液中使用鋰離子產(chǎn)生的電氣化學(xué)效應(yīng)提高了能量密度。目前汽車大廠對(duì)該電容器所擁有的超過鋰離子充電電池的能量密度等表示出了濃厚的興趣,已經(jīng)有部分廠商正在探討實(shí)用化問題。

 Eamex于2009年6月宣布該公司電容器的單位體積能量密度達(dá)到了600Wh/L。600Wh/L這一數(shù)值達(dá)到了可與高性能鋰離子充電電池的能量密度相匹敵的程度。盡管未公布細(xì)節(jié),但據(jù)悉通過改善鍍金處理?xiàng)l件使電極部的比表面積增大到了2萬倍,同時(shí)還使固體高分子電解質(zhì)膜的厚度比原來的約60μm減小了一半,僅為31μm。這樣單位體積的能量密度就得到了飛躍性提高。由于電極的鍍金部的厚度為10μm,因此形成了陰陽兩電極與固體高分子膜具有相同厚度的構(gòu)造。另外,固體高分子等材料也為能量密度的提高做出了貢獻(xiàn)。固體高分子電容器與鋰離子電容器一樣,需要事先進(jìn)行吸附鋰離子的工序(預(yù)注入)(Eamex將鋰離子注入工序稱為活化(Activation)。鋰離子電容器在該工序上耗時(shí)較長(zhǎng),被公認(rèn)為難點(diǎn)之一。)。由于所采用的固體高分子具有帶負(fù)電荷的官能團(tuán),因此注入帶正電荷的鋰離子可很容易地提高靜電容量。

“可將電池成本降至1/10”

    這種電容器的單位體積功率密度達(dá)到了2萬W/L,大大超過了現(xiàn)有的電雙層電容器。而用于電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力車的蓄電池時(shí),正好就需要擁有高功率密度,以便提供起步及加速時(shí)需要的大功率。為功率密度的提高助一臂之力的是使金屬膠體集中到鍍金部位上。這是通過調(diào)整鍍金條件實(shí)現(xiàn)的。經(jīng)過這樣的改進(jìn),降低了內(nèi)部電阻,提高了功率密度。在開發(fā)之初,電容器的內(nèi)部電阻大、功率密度低曾一度成為最大難點(diǎn),現(xiàn)在已達(dá)到足以實(shí)用的水平。此外,在鍍金預(yù)處理及電解液注入方法上也運(yùn)用了可提高能量密度及功率密度的獨(dú)自技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)。

    創(chuàng)下600Wh/L紀(jì)錄的試驗(yàn)品盡管非常小,只有0.2×0.5cm,但該公司還試制成功了A4尺寸的產(chǎn)品,在確保一定性能的情況下實(shí)現(xiàn)大型化,看來并非難事。另外獲得600Wh/L的性能時(shí)需要優(yōu)化條件,并不是任何條件下都能獲得該性能。盡管如此,平均值仍達(dá)到了150Wh/L,“目前該性能已足夠。今后將為制造穩(wěn)定的單元大力開發(fā)”(Eamex代表董事瀨和信吾)。

    雖未公布細(xì)節(jié),由薄膜層疊而成的單元也開發(fā)成功。該公司推算,在面向電動(dòng)汽車量產(chǎn)單位重量能量密度為100Wh/kg的電池時(shí),使用該技術(shù)的電池有望以2萬日元/kWh的成本實(shí)施量產(chǎn)?,F(xiàn)有鋰離子充電電池的價(jià)格估計(jì)在20萬日元/kWh,成本大約只有其1/10。不過,汽車電池要求具有出色的安全性及可靠性。瀨和估計(jì),面向筆記本電腦及手機(jī)等小型電子產(chǎn)品的電池會(huì)更早達(dá)到實(shí)用水平,并自信地表示“有望2、3年后實(shí)用化”。

    另一方面,Eamex還對(duì)汽車等更大的市場(chǎng)顯示出了強(qiáng)烈欲望,表示“將力爭(zhēng)2015年前后面向汽車領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)實(shí)用化,并于2020年實(shí)施量產(chǎn)”(瀨和)。目前該公司正處于安全性驗(yàn)證等工作的關(guān)鍵期,在釘刺試驗(yàn)以及強(qiáng)制施加60V的耐壓試驗(yàn)中均未出現(xiàn)發(fā)熱等問題。溫度特性也達(dá)到了鋰離子充電電池的同等水平。作為實(shí)用化的另一難點(diǎn),該公司還提到了構(gòu)件的低成本化。今后該公司考慮棄用目前鍍金電極部所采用的金,以低價(jià)金屬材料來代替。而且還打算將固體高分子材料換成低價(jià)普通產(chǎn)品,不再采用目前昂貴的氟類樹脂,并力爭(zhēng)確保同等的性能。

在手機(jī)的日常使用中,我們會(huì)越到這樣或者那樣的問題,但手機(jī)電池的關(guān)注度顯然不及我們對(duì)于手機(jī)的愛護(hù),小編的愛機(jī)N85最近頻頻出現(xiàn)自動(dòng)關(guān)機(jī)的現(xiàn)象,找了達(dá)人一了解才知道原來是小編平時(shí)對(duì)手機(jī)的鋰電池使用不科學(xué)導(dǎo)致手機(jī)電池的老化和損傷造成的,看來日常對(duì)愛機(jī)關(guān)愛的同時(shí)對(duì)電池小兄弟的關(guān)注也該引起足夠重視才是。

1.鎳鎘電池(Ni-Cd)

最早的筆記本電腦都是使用鎳鎘電池(Ni-Cd),由于當(dāng)時(shí)電池技術(shù)不夠先進(jìn),因此鎳鎘電池有很多令人頭疼的缺點(diǎn),如:體積大、份量重、容量小、壽命短、有記憶效應(yīng)等(給我的印象就是無一是處)。這些無疑是與筆記本所追求的的輕便、快捷的性能所背道而馳的。目前鎳鎘電池已經(jīng)被淘汰,筆記本也和鎳鎘決裂了,再提它也沒有太大的必要。

2.鎳氫電池(Ni-MH)

鎳氫電池是目前最環(huán)保的電池,注重環(huán)保的國(guó)家都大力提倡使用鎳氫電池,因?yàn)橐子诨厥赵倮?,且?duì)環(huán)境的破壞也最小。不過鎳氫電池與鋰電相比,還是有一些缺點(diǎn)。充電時(shí)間長(zhǎng)、重量較沉、容量也比鋰電小,還有記憶效應(yīng)。它的記憶雖然不像鎳鎘電池那么大,但還是需要放電,用戶必須用盡后再充電。但是鎳氫電池的充電次數(shù)能夠達(dá)到700次以上,某些質(zhì)量好的產(chǎn)品充放電可達(dá)1200次,比鋰電池長(zhǎng)壽而且價(jià)格也很大眾化。

3.鋰電池(Li)、鋰離子電池(Li-ion)、高分子鋰二次鋰離子電池(Li-polymer)

鋰電很早以前就有了,當(dāng)時(shí)它使用時(shí)不太安全,經(jīng)常會(huì)在充電時(shí)出現(xiàn)燃燒、爆裂的情況,這也許是因?yàn)殇囋靥钴S的緣故。后來就有了改進(jìn)型的鋰離子電池(Li-ion)加入了能抑制鋰元素活躍的成份,它是鋰電池的替代產(chǎn)品,它的陽極采用能吸藏鋰離子的碳極,放電時(shí),鋰變成鋰離子,脫離電池陽極,到達(dá)鋰離子電池陰極。充電時(shí),陰極中鋰原子電離成鋰離子和電子,并且鋰離子向陽極運(yùn)動(dòng)與電子合成鋰原子。放電時(shí),鋰原子從石墨晶體內(nèi)陽極表面電離成鋰離子和電子,并在陰極處合成鋰原子。所以,在該電池中鋰永遠(yuǎn)以鋰離子的形態(tài)出現(xiàn),不會(huì)以金屬鋰的形態(tài)出現(xiàn),當(dāng)然也就不會(huì)出現(xiàn)燃燒、爆炸等危險(xiǎn)。鋰離子在陽極和陰極之間移動(dòng),電極本身不發(fā)生變化。這是鋰離子電池與鋰電池本質(zhì)上的差別。從而使鋰電真正達(dá)到了安全、高效、方便,而老的鋰電也隨之淘汰了。區(qū)分它們的方法也相當(dāng)簡(jiǎn)單:從電池的標(biāo)識(shí)上就能識(shí)別,鋰電的標(biāo)識(shí)為L(zhǎng)i,而鋰離子電池為L(zhǎng)i-ion(N85乃至大部分手機(jī)都是鋰電,全稱是鋰離子電池)。高分子鋰二次鋰離子電池(Li-polymer)是說在這三種主要構(gòu)造中至少有一項(xiàng)或一項(xiàng)以上使用高分子材料做為主要的電池系統(tǒng)。在形狀方面,高分子鋰二次鋰離子電池具有可薄形化、可任意面積化與可任意形狀化等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn),因此可以配合產(chǎn)品需求,做成任何形狀與容量的電池。在厚度方面,高分子鋰二次電池的厚度約為2~4mm,而目前的鋰離子電池的最小厚度則是6mm,可至少降低50%左右的厚度,可以達(dá)到的最小厚度大約為0.5mm。

下面針對(duì)我們身邊的手機(jī)鋰電(鋰離子電池)來說說保養(yǎng)的問題,也為了糾正一些以往用在其他電池保養(yǎng)上面的錯(cuò)誤做法。

1.首先拿到了一塊新的電池,很多用戶的做法就是按照商家的提示在鋰電池使用的前三次充電12小時(shí)甚至以上。就此網(wǎng)上也有很多爭(zhēng)論,不過我在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn),其實(shí)這個(gè)對(duì)于鋰電池來說多數(shù)是沒有必要的。為什么呢?商家說這樣做是為了完全激活電池的活性,完全喚醒新電池。聽起來這個(gè)理由十分的充分與可信,但是大家有沒有想過這個(gè)問題。如果,手機(jī)電池還沒有被廠商完全激活就出場(chǎng)的話,這樣的產(chǎn)品可以說只是個(gè)半成品。不可能要求每個(gè)用戶都掌握激活電池的技巧,現(xiàn)實(shí)中也不可能。因此,在電池出廠前已經(jīng)經(jīng)過了廠商的完全激活了。那么叫用戶充電12小時(shí)有利于電池的使用嗎?不!我在此給出一個(gè)否定的答案,目前的N95機(jī)身與品牌電都有完善的電源管理電路和充電管理體系,當(dāng)電池達(dá)到飽和后,控制電路自動(dòng)切換到短路狀態(tài),所以以后的時(shí)間只不過是在浪費(fèi)時(shí)間而已。各位在充電的時(shí)候都有留意到,當(dāng)一充飽電后手機(jī)會(huì)“滴”一聲提示,那么之后就再也灌不進(jìn)電了,插著也是白插。怎樣才能激活電池的活性呢?其實(shí),廠商對(duì)于電池的激活是在沒有過載保護(hù)的情況下將電池長(zhǎng)時(shí)間充電與放電。所以,前三次充電12小時(shí)是不必要的。

2.再次,很多使用者在電池的使用中非常的困惑,究竟該不該等到電池完全耗盡才充電。這個(gè)問題其實(shí)回答應(yīng)該是這樣的,如果你能這樣做肯定是好事情,但是前提是你不嫌麻煩。當(dāng)然我這里所說的完全不是指過度放電,實(shí)踐證明過度放電絕對(duì)是對(duì)電池有害的,它會(huì)縮短電池的使用壽命(有軟件是專門靠震動(dòng)或者屏幕亮度來讓手機(jī)放電,這在電池保養(yǎng)方面是不可取的)。因此當(dāng)手機(jī)還有兩格或一格的時(shí)候就可以適時(shí)充電了。有些商家一再聲明自己的鋰電池沒有記憶效應(yīng)(這也是普遍機(jī)友的想法),這種做法是極不負(fù)責(zé)任的表現(xiàn)。所以當(dāng)你的電池還有較多電量的時(shí)候還是不要充電為好,因?yàn)橛洃浶?yīng)確實(shí)存在,哪怕一點(diǎn)點(diǎn),影響也深遠(yuǎn)。這里建議一個(gè)月一次的完全放電充電也就行了。

3.我們?cè)儆懻撘幌氯粘3潆妴栴}。用鋰電的時(shí)候不用理會(huì)什么放足充足的問題,很多地方的測(cè)試都表明只有害無利,一般盡量不要用到電量不足關(guān)機(jī)才充,只要電量格剩一至兩格就可以充了,充電以1至2個(gè)小時(shí)為宜。N85原電一般直插充電是兩個(gè)小時(shí)就能充飽,我之前提過的Momax大概是50分鐘至一小時(shí)就能充飽。千萬不要超過5個(gè)小時(shí),否則對(duì)電池有害,多次超過十二小時(shí)的充電將會(huì)大幅降低鋰電的使用壽命以及電量,待機(jī)時(shí)間減少。切記!雖然是N95和原電都有過電和漏電保護(hù),但一些“品牌”充電器與“品牌”電就另當(dāng)別論了。

3.接著我們說說,在通常鋰電說明書或手機(jī)說明書上說的“使用一個(gè)月后應(yīng)該全充放一次”的做法是否必要。高端手機(jī),如N85用的鋰離子電池一般都帶有管理芯片(狀態(tài)檢測(cè))和充電控制(過電保護(hù))芯片。其中管理芯片中有一系列的寄存器,存有容量、溫度、 ID、充電狀態(tài)、放電次數(shù)等數(shù)值。這些數(shù)值在使用中會(huì)逐漸變化。我個(gè)人認(rèn)為,在使用說明中的“使用一個(gè)月后應(yīng)該全充放一次”的做法主要的作用應(yīng)該就是修正這些寄存器里不當(dāng)?shù)闹担沟秒姵氐某潆娍刂坪蜆?biāo)稱容量吻合電池的實(shí)際情況。所以這樣的工作還是不能省略的,畢竟原裝或是品牌電池的價(jià)格不菲,我們要注意保養(yǎng)。但如果你的錢多,怕費(fèi)事,那這些都僅供參考。

4.使用中最后就談?wù)劊绾巫屖謾C(jī)的電池更長(zhǎng)久。既然你買了手機(jī)就是要使用它的,電池是其中的一項(xiàng)消耗品,必然會(huì)隨使用時(shí)間的延續(xù)而走向報(bào)廢。如果你不去用,只管保養(yǎng),供著它,到一兩年后又成為一樣過時(shí)的擺設(shè)品,這樣真是得不償失。只要大家注意電池的日常使用習(xí)慣,正常的使用電池即可,大可沒有必要畏首畏尾。

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