詳細介紹鋰電池的保護板主要作用
來源：寶鄂實業(yè)
2019-06-30 20:33
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鋰電池的組成是這樣的： 電芯和保護板， 電池去除保護板就是電芯了。
保護板，顧名思義就是保護電芯用的，保護板的主要作用有：
1、過充保護：當你充電時，電壓達到電池最高電壓(4.2V)時，保護板就會自動斷電關(guān)閉，不能在充電了;
2、過放保護：當你的電池電快要用完時(手機是3.6V左右)保護板也會關(guān)閉，不能在放電了。你的儀器就會自動關(guān)機;
3、過電流保護：當電池放電時(使用)，保護板會有一個最大的限制電流(不同儀器要求不一樣)，當放電超過這個電流保護板也會自動關(guān)閉;
4、短路保護：當你的電池不小心短路時，保護板會在幾毫秒內(nèi)自動關(guān)閉，不會在通電，這時就是正負極碰到一塊也沒事。
所謂“聚合物鋰離子電池”，其實是鋰離子電池各種子系列產(chǎn)品中的一種，實際上它的主要部件：正極、負極和電解質(zhì)以及工作原理都和使用液體電解質(zhì)的鋰離子電池一樣，只是隔膜和包裝材料不同，因此，歸根結(jié)底，它實質(zhì)上就是一種鋰離子電池。
目前用量最大最普遍的鋰離子電池正極材料，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、比容量高、綜合性能突出、但是其安全性差、成本非常高，主要用于中小型號電芯，標稱電壓3.7V。
(2)錳酸鋰正極材料
一種成本低、安全性好的正極材料，但是其材料本身并不太穩(wěn)定，容易分解產(chǎn)生氣體，因此多用于和其它材料混合使用，以降低電芯成本，但其循環(huán)壽命衰減較快，容易發(fā)生鼓脹，壽命相對短，主要用于大中型號電芯，動力電池方面，其標稱電壓為3.8V。
(3)鋰鎳鈷錳三元正極材料
一種在容量與安全性方面比較均衡的材料，循環(huán)性能好于正常鈷酸鋰，前期由于技術(shù)原因其標稱電壓只有3.5-3.6V，在使用范圍方面有所限制，但到目前，隨著配方的不斷改進和結(jié)構(gòu)完善，電池的標稱電壓已達到3.7V，在容量上已經(jīng)達到或超過鈷酸鋰水平，全球5大電芯品牌SANYO，PANASONIC，SONY，LG，SAMSUNG已推出三元材料的電芯，相當部分的筆記型電池線都用三元材料的電芯替換了之前的鈷酸鋰電芯，SANYO，SAMSUNG柱式電池方面更是全面停產(chǎn)鈷酸鋰電芯轉(zhuǎn)向三元電芯的制造，目前國內(nèi)外小型的高倍率動力電池大部分使用三元正極材料。
(4)磷酸鐵鋰正極材料
目前廣受關(guān)注的一種新興鋰離子電池材料，其突出特點是安全性非常好，不會爆炸，循環(huán)性能非常優(yōu)秀可達到2000周，這些特點使其非常適合電動汽車、電動工具等領(lǐng)域。其標稱電壓只有3.2-3.3V，因此其保護線路部分也與常用鋰離子電池有所區(qū)別，但他的缺點也比較明顯，能量密度遠低于鈷酸鋰和三元材料。
保護板，顧名思義就是保護電芯用的，保護板的主要作用有：
1、過充保護：當你充電時，電壓達到電池最高電壓(4.2V)時，保護板就會自動斷電關(guān)閉，不能在充電了;
2、過放保護：當你的電池電快要用完時(手機是3.6V左右)保護板也會關(guān)閉，不能在放電了。你的儀器就會自動關(guān)機;
3、過電流保護：當電池放電時(使用)，保護板會有一個最大的限制電流(不同儀器要求不一樣)，當放電超過這個電流保護板也會自動關(guān)閉;
4、短路保護：當你的電池不小心短路時，保護板會在幾毫秒內(nèi)自動關(guān)閉，不會在通電，這時就是正負極碰到一塊也沒事。
所謂“聚合物鋰離子電池”，其實是鋰離子電池各種子系列產(chǎn)品中的一種，實際上它的主要部件：正極、負極和電解質(zhì)以及工作原理都和使用液體電解質(zhì)的鋰離子電池一樣，只是隔膜和包裝材料不同，因此，歸根結(jié)底，它實質(zhì)上就是一種鋰離子電池。
在充電過程中，鋰離子從正極活性物質(zhì)的晶格中脫出，通過有機電解質(zhì)和隔膜進入到負極金屬鋰上，同時電子從外電路傳輸至負極，實現(xiàn)電荷平衡，正極處于高電位的貧鋰態(tài);放電過程則與之相反，金屬鋰轉(zhuǎn)變?yōu)殇囯x子，同時通過有機電解質(zhì)和隔膜進入到正極活性物質(zhì)的晶格中，同時電子從外電路傳輸至正極。
但是，充電過程中，由于金屬鋰電極表面凹凸不平，電沉積速率的差異造成不均勻沉積，導(dǎo)致樹枝狀鋰晶體在負極生成。當枝晶生長到一定程度就會折斷，產(chǎn)生“死鋰”，造成鋰的不可逆，使電池充放電實際容量降低。鋰枝晶也有可能刺穿隔膜，將正極與負極連接起來，電池產(chǎn)生內(nèi)短路，短路生成大量的熱會令電池著火甚至發(fā)生爆炸。
正是由于循環(huán)過程中的“鋰枝晶”問題，電池壽命較短、安全性能差，使得鋰金屬二次電池的研究在歷史上曾經(jīng)一度處于停滯狀態(tài)。近年來，隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展以及對于高能量密度鋰二次電池的迫切需求，鋰-硫、鋰-空氣等新型鋰金屬二次電池紛紛出現(xiàn)，使得鋰金屬二次電池的研究再度成為熱點。
正是由于循環(huán)過程中的“鋰枝晶”問題，電池壽命較短、安全性能差，使得鋰金屬二次電池的研究在歷史上曾經(jīng)一度處于停滯狀態(tài)。近年來，隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展以及對于高能量密度鋰二次電池的迫切需求，鋰-硫、鋰-空氣等新型鋰金屬二次電池紛紛出現(xiàn)，使得鋰金屬二次電池的研究再度成為熱點。
(1)鈷酸鋰正極材料
目前用量最大最普遍的鋰離子電池正極材料，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、比容量高、綜合性能突出、但是其安全性差、成本非常高，主要用于中小型號電芯，標稱電壓3.7V。
(2)錳酸鋰正極材料
一種成本低、安全性好的正極材料，但是其材料本身并不太穩(wěn)定，容易分解產(chǎn)生氣體，因此多用于和其它材料混合使用，以降低電芯成本，但其循環(huán)壽命衰減較快，容易發(fā)生鼓脹，壽命相對短，主要用于大中型號電芯，動力電池方面，其標稱電壓為3.8V。
(3)鋰鎳鈷錳三元正極材料
一種在容量與安全性方面比較均衡的材料，循環(huán)性能好于正常鈷酸鋰，前期由于技術(shù)原因其標稱電壓只有3.5-3.6V，在使用范圍方面有所限制，但到目前，隨著配方的不斷改進和結(jié)構(gòu)完善，電池的標稱電壓已達到3.7V，在容量上已經(jīng)達到或超過鈷酸鋰水平，全球5大電芯品牌SANYO，PANASONIC，SONY，LG，SAMSUNG已推出三元材料的電芯，相當部分的筆記型電池線都用三元材料的電芯替換了之前的鈷酸鋰電芯，SANYO，SAMSUNG柱式電池方面更是全面停產(chǎn)鈷酸鋰電芯轉(zhuǎn)向三元電芯的制造，目前國內(nèi)外小型的高倍率動力電池大部分使用三元正極材料。
(4)磷酸鐵鋰正極材料
目前廣受關(guān)注的一種新興鋰離子電池材料，其突出特點是安全性非常好，不會爆炸，循環(huán)性能非常優(yōu)秀可達到2000周，這些特點使其非常適合電動汽車、電動工具等領(lǐng)域。其標稱電壓只有3.2-3.3V，因此其保護線路部分也與常用鋰離子電池有所區(qū)別，但他的缺點也比較明顯，能量密度遠低于鈷酸鋰和三元材料。
1、鋰電池充電時間過長適得其反。
鋰電池或充電器在電池充滿后都會自動停充，并不存在鎳電充電器所謂的持續(xù)10幾小時的“涓流”充電。也就是說，如果你的鋰電池在充滿后，放在充電器上也是白充。而我們誰都無法保證電池的充放電保護電路的特性永不變化和質(zhì)量的萬無一失，所以你的電池將長期處在危險的邊緣徘徊。這也是我們反對長充電的另一個理由。
此外在某些電動車上，充電超過一定的時間后，如果不去取下充電器，這時系統(tǒng)不僅不停止充電，還將開始放電-充電循環(huán)。也許這種做法的廠商自有其目的，但顯然對電池的壽命而言是不利的。所以在購買鋰電池電動車后，要咨詢企業(yè)或者經(jīng)銷商，做好鋰電池維護工作。
2、鋰電池動力性有待提高
鋰電池比起鉛酸蓄電池在充放電方面耐波動的能力差得多，對于目前大功率車來說不能有效采用鋰電的一大癥狀也就在此，導(dǎo)致耐用性下降。
3、鋰離子電池安全性問題突出
鋰電池的安全性仍有待提高。鋰電池起火、燃燒甚至爆炸的隱患目前仍無法完全消除。車輛發(fā)生碰撞可能導(dǎo)致電池正負極材料沖破隔膜，剎車時能量快速回充至電池時瞬間的超高電流等原因都會導(dǎo)致電池發(fā)生短路、溫度升高，引起燃燒甚至爆炸。起火的原因是碰撞、短路導(dǎo)致鋰離子析出，與空氣接觸會發(fā)生起火、燃燒。另外，鋰離子電池的電解液是有機電解液，這些物質(zhì)與空氣接觸后更容易起火燃燒。
鋰電池或充電器在電池充滿后都會自動停充，并不存在鎳電充電器所謂的持續(xù)10幾小時的“涓流”充電。也就是說，如果你的鋰電池在充滿后，放在充電器上也是白充。而我們誰都無法保證電池的充放電保護電路的特性永不變化和質(zhì)量的萬無一失，所以你的電池將長期處在危險的邊緣徘徊。這也是我們反對長充電的另一個理由。
此外在某些電動車上，充電超過一定的時間后，如果不去取下充電器，這時系統(tǒng)不僅不停止充電，還將開始放電-充電循環(huán)。也許這種做法的廠商自有其目的，但顯然對電池的壽命而言是不利的。所以在購買鋰電池電動車后，要咨詢企業(yè)或者經(jīng)銷商，做好鋰電池維護工作。
2、鋰電池動力性有待提高
鋰電池比起鉛酸蓄電池在充放電方面耐波動的能力差得多，對于目前大功率車來說不能有效采用鋰電的一大癥狀也就在此，導(dǎo)致耐用性下降。
3、鋰離子電池安全性問題突出
鋰電池的安全性仍有待提高。鋰電池起火、燃燒甚至爆炸的隱患目前仍無法完全消除。車輛發(fā)生碰撞可能導(dǎo)致電池正負極材料沖破隔膜，剎車時能量快速回充至電池時瞬間的超高電流等原因都會導(dǎo)致電池發(fā)生短路、溫度升高，引起燃燒甚至爆炸。起火的原因是碰撞、短路導(dǎo)致鋰離子析出，與空氣接觸會發(fā)生起火、燃燒。另外，鋰離子電池的電解液是有機電解液，這些物質(zhì)與空氣接觸后更容易起火燃燒。
