介紹鋰電池的材料構(gòu)成及正確充電方法
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-06-30 16:06
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首先我們來(lái)了解一下鋰電池的材料構(gòu)成，鋰離子電池的性能主要取決于所用電池內(nèi)部材料的結(jié)構(gòu)和性能。這些電池內(nèi)部材料包括負(fù)極材料、電解質(zhì)、隔膜和正極材料等。其中正、負(fù)極材料的選擇和質(zhì)量直接決定鋰離子電池的性能與價(jià)格。因此廉價(jià)、高性能的正、負(fù)極材料的研究一直是鋰離子電池行業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。
負(fù)極材料一般選用碳材料，目前的發(fā)展比較成熟。而正極材料的開(kāi)發(fā)已經(jīng)成為制約鋰離子電池性能進(jìn)一步提高、價(jià)格進(jìn)一步降低的重要因素。在目前的商業(yè)化生產(chǎn)的鋰離子電池中，正極材料的成本大約占整個(gè)電池成本的40%左右，正極材料價(jià)格的降低直接決定著鋰離子電池價(jià)格的降低。對(duì)鋰離子動(dòng)力電池尤其如此。比如一塊手機(jī)用的小型鋰離子電池大約只需要5克左右的正極材料，而驅(qū)動(dòng)一輛公共汽車(chē)用的鋰離子動(dòng)力電池可能需要高達(dá)500千克的正極材料。
盡管從理論上能夠用作鋰離子電池正極材料種類(lèi)很多，常見(jiàn)的正極材料主要成分為 LiCoO2，充電時(shí)，加在電池兩極的電勢(shì)迫使正極的化合物釋出鋰離子，嵌入負(fù)極分子排列呈片層結(jié)構(gòu)的碳中。放電時(shí)，鋰離子則從片層結(jié)構(gòu)的碳中析出，重新和正極的化合物結(jié)合。鋰離子的移動(dòng)產(chǎn)生了電流。這就是鋰電池工作的原理。
CR2032電池知識(shí)普及：
電壓是3V，其實(shí)新電池的電壓是3.4V左右，高壓3V的電壓是虛電壓，意思是從3.4V降到3V的電壓時(shí)間是比較短的!CR2032的CR代表是鋰-二氧化錳一次電池，20代表的是直徑：20mm，32代表的是高度：3.2mm，紐扣鋰電池是環(huán)保的電池，好壞的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)是：容量、儲(chǔ)存時(shí)間，CR2032的標(biāo)稱容量是210mAh(是工作電流乘以工作時(shí)間，也就是說(shuō)如果你是0.01mA的電流持續(xù)放電，能工作210/0.01=21000個(gè)小時(shí)左右)，現(xiàn)在國(guó)外的電池如松下、索尼、萬(wàn)勝、三菱、RANAT等是220mAh，國(guó)內(nèi)的信湖、力佳、力興、高能達(dá)等也是220mAh，深圳市恒柱科技電池的CR2032是240mAh，以上品牌的電池儲(chǔ)存時(shí)間都能達(dá)到5年，也就是說(shuō)目前的國(guó)內(nèi)好的紐扣電池的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的紐扣鋰電池能替代甚至超越國(guó)外知名品牌的紐扣鋰電池!
鋰電池充電時(shí)，加在電池兩極的電勢(shì)迫使正極的化合物釋出鋰離子，嵌入負(fù)極分子排列呈片層結(jié)構(gòu)的碳中。放電時(shí)，鋰離子則從片層結(jié)構(gòu)的碳中析出，重新和正極的化合物結(jié)合。鋰離子的移動(dòng)產(chǎn)生了電流。原理雖然很簡(jiǎn)單，然而在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中，需要考慮的實(shí)際問(wèn)題要多得多：正極的材料需要添加劑來(lái)保持多次充放的活性，負(fù)極的材料需要在分子結(jié)構(gòu)級(jí)去設(shè)計(jì)以容納更多的鋰離子;填充在正負(fù)極之間的電解液，除了保持穩(wěn)定，還需要具有良好導(dǎo)電性，減小電池內(nèi)阻。
雖然鋰離子電池有以上所說(shuō)的種種優(yōu)點(diǎn)，但它對(duì)保護(hù)電路的要求比較高， 在使用過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格避免出現(xiàn)過(guò)充電、過(guò)放電現(xiàn)象，放電電流也不宜過(guò)大，一般而言，放電速率不應(yīng)大于0.2C。鋰電池的充電過(guò)程中。在一個(gè)充電周期內(nèi)， 鋰離子電池在充電開(kāi)始之前需要檢測(cè)電池的電壓和溫度， 判斷是否可充。如果電池電壓或溫度超出制造商允許的范圍， 則禁止充電。允許充電的電壓范圍是：每節(jié)電池2.5V~4.2V。
鋰電池正確充電方法：
⑴標(biāo)準(zhǔn)充電法：以0.2C5恒流充電至電池端電壓為4.20V，改為恒壓充電，至充電電流<0.01C5即視為充滿。
標(biāo)準(zhǔn)充電法常用于電池容量的標(biāo)定，因充電太慢，日常使用中很少使用。
⑵快速充電法：以1C5恒流充電至電池端電壓為4.20V，改為恒流充電，至充電電流<0.01C5。
快速充電法的注意事項(xiàng)：
?、俪跏汲潆婋娏鞑荒芴螅悦怆姵剡^(guò)熱，出現(xiàn)漏液、爆裂現(xiàn)象。
②電池端電壓到達(dá)4.20V時(shí)，必須立刻轉(zhuǎn)入恒壓，該電壓要求較高(誤差<0.5%)，必須用四位半以上萬(wàn)用表測(cè)量。
鋰電池放電方法：
?、艠?biāo)準(zhǔn)放電法：以0.2C5恒流放電至電池端電壓為2.75V。
因?yàn)槿粘Ｊ褂弥泻茈y滿足這個(gè)條件，所以意義不大，本方法主要用于電池容量的標(biāo)定。
?、瓶焖俜烹姺ǎ阂蜾囯x子電池內(nèi)阻很小，所以允許大電流放電，在室溫下，以1C5電流放電可放電54分鐘以上(90%以上);1.5C5放電時(shí)間30分鐘以上;2C5放電時(shí)間23分鐘以上;并允許短時(shí)更大電流放電。
鋰電池手機(jī)在使用中的充放電問(wèn)題最重要的提示：
1、按照標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間和程序充電，即使是前三次也要如此進(jìn)行，先將充電器(線充)插上電源然后再將充電器的輸出端插上手機(jī)充電端口(開(kāi)關(guān)機(jī)充電皆可)
2、當(dāng)出現(xiàn)手機(jī)電量過(guò)低提示時(shí)，應(yīng)該盡量及時(shí)開(kāi)始充電;鋰電池在過(guò)放電的情況下最易損壞!
3、鋰電池的激活并不需要特別的方法，在手機(jī)正常使用中鋰電池會(huì)自然激活。
盡管從理論上能夠用作鋰離子電池正極材料種類(lèi)很多，常見(jiàn)的正極材料主要成分為 LiCoO2，充電時(shí)，加在電池兩極的電勢(shì)迫使正極的化合物釋出鋰離子，嵌入負(fù)極分子排列呈片層結(jié)構(gòu)的碳中。放電時(shí)，鋰離子則從片層結(jié)構(gòu)的碳中析出，重新和正極的化合物結(jié)合。鋰離子的移動(dòng)產(chǎn)生了電流。這就是鋰電池工作的原理。
CR2032電池知識(shí)普及：
電壓是3V，其實(shí)新電池的電壓是3.4V左右，高壓3V的電壓是虛電壓，意思是從3.4V降到3V的電壓時(shí)間是比較短的!CR2032的CR代表是鋰-二氧化錳一次電池，20代表的是直徑：20mm，32代表的是高度：3.2mm，紐扣鋰電池是環(huán)保的電池，好壞的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)是：容量、儲(chǔ)存時(shí)間，CR2032的標(biāo)稱容量是210mAh(是工作電流乘以工作時(shí)間，也就是說(shuō)如果你是0.01mA的電流持續(xù)放電，能工作210/0.01=21000個(gè)小時(shí)左右)，現(xiàn)在國(guó)外的電池如松下、索尼、萬(wàn)勝、三菱、RANAT等是220mAh，國(guó)內(nèi)的信湖、力佳、力興、高能達(dá)等也是220mAh，深圳市恒柱科技電池的CR2032是240mAh，以上品牌的電池儲(chǔ)存時(shí)間都能達(dá)到5年，也就是說(shuō)目前的國(guó)內(nèi)好的紐扣電池的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的紐扣鋰電池能替代甚至超越國(guó)外知名品牌的紐扣鋰電池!
鋰電池充電時(shí)，加在電池兩極的電勢(shì)迫使正極的化合物釋出鋰離子，嵌入負(fù)極分子排列呈片層結(jié)構(gòu)的碳中。放電時(shí)，鋰離子則從片層結(jié)構(gòu)的碳中析出，重新和正極的化合物結(jié)合。鋰離子的移動(dòng)產(chǎn)生了電流。原理雖然很簡(jiǎn)單，然而在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中，需要考慮的實(shí)際問(wèn)題要多得多：正極的材料需要添加劑來(lái)保持多次充放的活性，負(fù)極的材料需要在分子結(jié)構(gòu)級(jí)去設(shè)計(jì)以容納更多的鋰離子;填充在正負(fù)極之間的電解液，除了保持穩(wěn)定，還需要具有良好導(dǎo)電性，減小電池內(nèi)阻。
鋰電池正確充電方法：
⑴標(biāo)準(zhǔn)充電法：以0.2C5恒流充電至電池端電壓為4.20V，改為恒壓充電，至充電電流<0.01C5即視為充滿。
標(biāo)準(zhǔn)充電法常用于電池容量的標(biāo)定，因充電太慢，日常使用中很少使用。
⑵快速充電法：以1C5恒流充電至電池端電壓為4.20V，改為恒流充電，至充電電流<0.01C5。
快速充電法的注意事項(xiàng)：
?、俪跏汲潆婋娏鞑荒芴螅悦怆姵剡^(guò)熱，出現(xiàn)漏液、爆裂現(xiàn)象。
②電池端電壓到達(dá)4.20V時(shí)，必須立刻轉(zhuǎn)入恒壓，該電壓要求較高(誤差<0.5%)，必須用四位半以上萬(wàn)用表測(cè)量。
鋰電池放電方法：
?、艠?biāo)準(zhǔn)放電法：以0.2C5恒流放電至電池端電壓為2.75V。
因?yàn)槿粘Ｊ褂弥泻茈y滿足這個(gè)條件，所以意義不大，本方法主要用于電池容量的標(biāo)定。
?、瓶焖俜烹姺ǎ阂蜾囯x子電池內(nèi)阻很小，所以允許大電流放電，在室溫下，以1C5電流放電可放電54分鐘以上(90%以上);1.5C5放電時(shí)間30分鐘以上;2C5放電時(shí)間23分鐘以上;并允許短時(shí)更大電流放電。
鋰電池手機(jī)在使用中的充放電問(wèn)題最重要的提示：
1、按照標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間和程序充電，即使是前三次也要如此進(jìn)行，先將充電器(線充)插上電源然后再將充電器的輸出端插上手機(jī)充電端口(開(kāi)關(guān)機(jī)充電皆可)
2、當(dāng)出現(xiàn)手機(jī)電量過(guò)低提示時(shí)，應(yīng)該盡量及時(shí)開(kāi)始充電;鋰電池在過(guò)放電的情況下最易損壞!
3、鋰電池的激活并不需要特別的方法，在手機(jī)正常使用中鋰電池會(huì)自然激活。
