要想使新電池在短時(shí)期內(nèi)達(dá)到最佳使用效果噶怎么做?
隨著電動(dòng)汽車及用于固定位置的大型蓄電池系統(tǒng)在家庭及社會(huì)生活中的普遍應(yīng)用,在充電電池由鎳氫電池向鋰離子電池的過渡逐步完成以后,不但鋰電池的研發(fā)方向出現(xiàn)了多用途發(fā)展的趨勢(shì),而且也誕生了鋰離子電容器和液流電池兩種新的蓄電技術(shù)路線。下面對(duì)這三種蓄電方式各自的優(yōu)缺點(diǎn)作一比較:
1、鋰電池利用鋰離子在正負(fù)極間的來回嵌入和脫嵌進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而工作,因此可以組合成多種正極材料與負(fù)極材料以實(shí)現(xiàn)不同的目的,如高功率型、大容量型、耐高溫型、長(zhǎng)壽命型等不同突出性能的鋰電池,但同時(shí)獲得全優(yōu)或者多項(xiàng)重要參數(shù)優(yōu)秀的鋰電池還需要新材料技術(shù)的革命。動(dòng)力型鋰電池目前在全球范圍內(nèi)比較發(fā)達(dá)的地區(qū)是歐美、東亞,鋰電池強(qiáng)國(guó)則有中美日韓等。
2、鋰離子電容器是對(duì)傳統(tǒng)的雙電層電容器的改進(jìn)品種,負(fù)極與鋰離子電池的原理相同,正極則利用雙電層效應(yīng)產(chǎn)生的靜電容量。這樣,鋰離子電容器既具備了雙電層電容器的高功率及長(zhǎng)壽命優(yōu)點(diǎn),又具備鋰離子電池的高容量特點(diǎn),鋰離子電容器之所以比雙電層電容器的能量密度高是因?yàn)閱卧碾妷杭办o電容量增加。
這種效果通過兩個(gè)途徑來實(shí)現(xiàn):(1)、通過添加鋰離子使電容器由傳統(tǒng)的雙電層電容器電壓由2.5V~3V上升到4V,(2)、負(fù)極因?yàn)榭傻玫戒囯x子,因而高于雙電層電容器原來的活性碳,而提高了至少1倍的容量。
3、氧化還原液流電池是采用隔膜隔離開兩種離子溶液,設(shè)置在兩種溶液中的電極(正極和負(fù)極)隨著溶液通過用泵對(duì)儲(chǔ)液罐工作而開始的循環(huán)流動(dòng)分別進(jìn)行氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)。
液流電池的能量密度相對(duì)鋰電池來說比較低,但可以很容易地提高輸出功率(通過增設(shè)單元堆棧)和容量(通過增設(shè)釩溶液罐),因而,對(duì)于大型儲(chǔ)電設(shè)施的高功率和大容量要求有著特別優(yōu)勢(shì),也因此成為動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)的未來能量之一
Eamex公司是日本一家汽車配件生產(chǎn)商,去年年初,公司針對(duì)動(dòng)力鋰電池在某些性能方面的缺陷進(jìn)行了改造,從而提升了鋰電池快速充電性能和其他性能。
在去年2月份,公司開發(fā)了一款鋰離子電容器,實(shí)現(xiàn)了100Wh/L的能量密度,比現(xiàn)有鋰離子電容器20~40Wh/L的能量密度提高數(shù)倍。在此基礎(chǔ)上,Eamex計(jì)劃達(dá)到鋰電池300Wh/L的能量密度。這款產(chǎn)品通過采用新材料實(shí)現(xiàn)了五個(gè)方面的改進(jìn):
1、比表面積提高:這種電容型鋰電池使用金屬電極夾住固體高分子膜,通過優(yōu)化金屬電極制造時(shí)的電鍍條件使比表面積提高到公司原有相同規(guī)模產(chǎn)品的10倍。
2、與鋰離子電池相同,通過鋰離子穿過電解液在電極上的嵌入和脫嵌,得到或失去電量,形成電池容量。這種方式使其有向鋰離子電池能量密度接近的可能,這一參數(shù)目前是100Wh/L。
3、與雙電層電容器相比,其充電反應(yīng)表現(xiàn)為物理吸附形式,而不是靠鋰離子的氧化還原反應(yīng)。這提高了電容型鋰電池的快速充放電性能,充電時(shí)間只要10分鐘即可。
4、因?yàn)楦幕瘜W(xué)反應(yīng)為物理反應(yīng),因而輸出密度與充放電循環(huán)壽命問題得以解決。輸出密度為1500W/L,與現(xiàn)有雙電層電容器相同,但充放電壽命則達(dá)到10萬次。
5、短路時(shí),電極表面的固體高分子成分被破壞,可在瞬間變成絕緣狀態(tài),不會(huì)發(fā)生燃燒和爆炸,因而確保了安全性。
在去年三月初的時(shí)候,公司又對(duì)外發(fā)布了一款“高分子玻璃電池”,該電池采用硫化物玻璃作為負(fù)極活性物質(zhì),如果用于制作鋰離子電池負(fù)極,可以使電池快速充放電,因而具有優(yōu)秀的充放電性能。Eamex在采用這種負(fù)極材料時(shí)是與導(dǎo)電性高分子膜正極材料匹配使用的,在這種環(huán)境下,負(fù)極材料表現(xiàn)了以下優(yōu)秀性能:
1、材料防水防氧化效果好,鋰離子在正負(fù)極間運(yùn)動(dòng)時(shí),不會(huì)在穿過電解液的過程中產(chǎn)生鋰枝晶,預(yù)防了鋰枝晶穿透隔膜而出現(xiàn)內(nèi)部短路。
2、負(fù)極材料與導(dǎo)電性高分子鋰電池具有相容性,可以達(dá)到與聚合物鋰電池一樣的性能效果。
3、高倍率充放電性能穩(wěn)定,在1C條件下,充放電1萬次后有望保持90%以上的容量。
4、快速充電能力強(qiáng),用于動(dòng)力鋰電池時(shí),可以有效地改善在途充電狀況。
上述兩款產(chǎn)品都有針對(duì)鋰離子電池某個(gè)方面性能的改善,更準(zhǔn)確地說,是為了解決電動(dòng)汽車用動(dòng)力鋰電池在高倍率充放電、快速充電以及工作過程中電量儲(chǔ)存存在的問題而體現(xiàn)的針對(duì)性,算得上是兩種改良型動(dòng)力鋰電池。
鋰電池保養(yǎng)的目的就是要使鋰電池性能保持在優(yōu)化狀態(tài),由于鋰電池在工作時(shí)一般只是正常與否的現(xiàn)象,所以,鋰電池保養(yǎng)的工作主要體現(xiàn)在使用用電器具前的充電行為和擱置期間的注意事項(xiàng)兩個(gè)部分。
一、鋰電池保養(yǎng)中的科學(xué)充電行為:
1、要想使新電池在短時(shí)期內(nèi)達(dá)到最佳使用效果,可以進(jìn)行三次或以上完全的充放電,當(dāng)然,也可以不這樣做。如果說明書上有此要求,還是應(yīng)該按照說明書要求來做,這樣有利于日后的鋰電池保養(yǎng);
2、選擇正宗鋰電池充電器廠家生產(chǎn)的充電器,并遵照說明書操作,在使用快速充電器時(shí),如果指示燈轉(zhuǎn)變時(shí),表示充滿了90%,此時(shí)不能著急,可以等到電池完全充滿;
3、關(guān)機(jī)充電比開機(jī)充電好;
4、工作溫度在-20℃到60℃之間,為此,最好是在室溫下進(jìn)行充電,并且不要在充電時(shí)在手機(jī)上覆蓋其他東西。
二、鋰電池保養(yǎng)中的科學(xué)擱置狀態(tài):
1、貯藏溫度最好選擇在4℃到35℃之間,不要將電池暴露在高溫或嚴(yán)寒下,一只已經(jīng)啟用的鋰電池一般至少有一半時(shí)間處于擱置狀態(tài),因而適宜的溫度對(duì)鋰電池保養(yǎng)具有最經(jīng)常和最重要的意義;
2、長(zhǎng)期不用的鋰電池,每個(gè)月要進(jìn)行一次類似“激活”的充放電,做一次電量校準(zhǔn)。因?yàn)?,長(zhǎng)期不用的鋰電池會(huì)發(fā)生電池電極鈍化,應(yīng)該讓鋰電池內(nèi)的電子處于流動(dòng)狀態(tài),鈍化會(huì)破壞電極結(jié)構(gòu),從而影響電池壽命。當(dāng)然,最好的情況是使其保持半荷電狀態(tài)。
任何方法都是在一定條件下有效的,鋰電池保養(yǎng)的措施并不是延長(zhǎng)鋰電池壽命,而是在鋰電池設(shè)計(jì)的有效循環(huán)周期內(nèi)延長(zhǎng)鋰電池的使用壽命。明乎此,就要把鋰電池保養(yǎng)的意義定位在不使其減少壽命上,以此體現(xiàn)出鋰電池保養(yǎng)的經(jīng)濟(jì)性來。
















