關(guān)于鋰離子電池串聯(lián)知識(shí)詳解

由于電池在加工過程中，從涂膜開始到成為成品要經(jīng)過很多道工序。即使經(jīng)過嚴(yán)格的測(cè)試程序，使每組電源的電壓、電阻、容量一致，但使用一段時(shí)間，也會(huì)萌生這樣或那樣的差異。如同一位母親生的雙胞胎，剛生下時(shí)可能長(zhǎng)得一模一樣，做為母親都很難辨別。然而，在兩個(gè)孩子不斷成長(zhǎng)時(shí)，就會(huì)萌生這樣或那樣的差異鋰動(dòng)力電池也是這樣。使用一段時(shí)間萌生差異后，采用整體電壓控制的方式是難以適用于鋰動(dòng)力電池的，如一個(gè)36V的電池堆，非得用10只電池串聯(lián)。整體的充電控制電壓是42V，而放電控制電壓是26V。用整體電壓控制方式，初始使用階段由于電池一致性特別好，也許不會(huì)出現(xiàn)什么問題。在使用一段時(shí)間以后電池內(nèi)阻和電壓萌生波動(dòng)，形成不一致的狀態(tài)，（不一致是絕對(duì)的，一致性是相對(duì)的）這種時(shí)候依然使用整體電壓控制是不能達(dá)到其目的的。例如10只電池放電時(shí)其中兩只電池的電壓在2.8V，四只電池的電壓是3.2V，四只是3.4V，今朝的整體電壓是32V，我們讓它持續(xù)放電一直工作到26V。這樣，那兩只2.8V的電池就低于2.6V處于了過放狀態(tài)。鋰離子電池幾次過放就等于報(bào)廢。反之，用整體電壓控制充電的方式進(jìn)行充電，也會(huì)出現(xiàn)過充的狀況。比如用上述10只電池當(dāng)時(shí)的電壓狀態(tài)進(jìn)行充電。整體電壓達(dá)到42V時(shí)，那兩只2.8V的電池處于\"饑餓\"的狀態(tài)，而迅速吸收電量，就會(huì)超過4.2V，而過充的超過4.2V的電池，不僅由于電壓過高萌生報(bào)廢，甚至還會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)，這就是鋰動(dòng)力電池的特性。

 

 

鋰電池的額定電壓為3.6V(有的產(chǎn)品為3.7V)。洋溢電時(shí)的終止充電電壓與電池陽(yáng)極材料有關(guān)：陽(yáng)極材料為石墨的4.2V；陽(yáng)極材料為焦炭的4.1V。不同陽(yáng)極材料的內(nèi)阻也不同，焦炭陽(yáng)極的內(nèi)阻略大，其放電曲線也略有差別，如圖1所示。一般稱為4.1V鋰電池及4.2V鋰電池。今朝使用的大部分是4.2V的，鋰電池的終止放電電壓為2.5V～2.75V(電池廠給出工作電壓范圍或給出終止放電電壓，各參數(shù)略有不同)。低于終止放電電壓持續(xù)放電稱為過放，過放對(duì)電池會(huì)有損害。

 

 

便攜式電子產(chǎn)品以電池作為電源。隨著便攜式產(chǎn)品的迅猛發(fā)展，各種電池的用量大增，并且開發(fā)出許多新型電池。除大家較熟悉的高性能堿性電池、可充電的鎳鎘電池、鎳氫電池外，還有近年來(lái)開發(fā)的鋰離子電池。本文主要解析有關(guān)鋰離子電池的基本知識(shí)。這包括它的特性、主要參數(shù)、型號(hào)的意義、使用范圍及使用留意事項(xiàng)等。

 

 

鋰是一種金屬元素，其化學(xué)符號(hào)為L(zhǎng)i(其英文名為lithium)，是一種銀白色、十分柔軟、化學(xué)性能活潑的金屬，在金屬中是最輕的。它除了使用于原子能工業(yè)外，可制造特種合金、特種玻璃(電視機(jī)上用的熒光屏玻璃)及鋰離子電池。在鋰離子電池中它用作電池的陽(yáng)極。

 

 

鋰離子電池也分成兩大類：不可充電的及可充電的兩類。不可充電的電池稱為一次性電池，它只能將化學(xué)能一次性地轉(zhuǎn)化為電能，不能將電能還原回化學(xué)能(或者還原性能極差)。而可充電的電池稱為二次性電池(也稱為蓄電池)。它能將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)，在使用時(shí)，再將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能，它是可逆的，如電能化學(xué)能鋰離子電池的主要特點(diǎn)。

 

 

靈敏型便攜式電子產(chǎn)品要求尺寸孝重量輕，但電池的尺寸及重量與其它電子元器件相比往往是最大的及最重的。例如，想當(dāng)年的“大哥大”是相當(dāng)“粗大、笨重”，而今天的手機(jī)是如此的輕靈。其中電池的改進(jìn)是起了緊要作用的：過去是鎳鎘電池，今朝是鋰電池。

 

 

鋰離子電池的最大特點(diǎn)是比能量高。什么是比能量呢?比能量指的是單位重量或單位體積的能量。比能量用Wh/kg或Wh/L來(lái)表示。Wh是能量的單位，W是瓦、h是小時(shí)；kg是千克(重量單位)，L是升(體積單位)。這里舉一個(gè)例來(lái)說(shuō)明：5號(hào)鎳鎘電池的額定電壓為1?2V，其容量為800mAh，則其能量為0?96Wh(1?2V×0?8Ah)。同樣尺寸的5號(hào)鋰－二氧化錳電池的額定電壓為3V，其容量為1200mAh，則其能量為3?6Wh。這兩種電池的體積是相同的，則鋰－二氧化錳電池的比能量是鎳鎘電池的375倍!

 

 

一節(jié)5號(hào)鎳鎘電池約重23g，而一節(jié)5號(hào)鋰－二氧化錳電池約重18g。一節(jié)鋰－二氧化錳電池為3V，而兩節(jié)鎳鎘電池才2?4V。所以采用鋰離子電池時(shí)電池?cái)?shù)量少(使便攜式電子產(chǎn)品體積減孝重量減輕)，并且電池的工作壽命長(zhǎng)。

 

 

另外，鋰離子電池具有放電電壓穩(wěn)定、工作溫度范圍寬、自放電率低、儲(chǔ)存壽命長(zhǎng)、無(wú)記憶效應(yīng)及無(wú)公害等優(yōu)勢(shì)。

 

 

鋰離子電池的缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴，所以目前尚不能普遍使用，主要使用于掌上計(jì)算機(jī)、pDA、通信設(shè)備、照相機(jī)、衛(wèi)星、導(dǎo)彈、魚雷、儀器等。隨著技術(shù)的發(fā)展、工藝的改進(jìn)及加工量的增加，鋰離子電池的價(jià)格將會(huì)不斷地下降，使用上也會(huì)更普遍。