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  1.正負(fù)極活性材料

  鋰電池中正極材料是儲Li一方，更多的決定了鋰電池的性能，正極材料主要通過包覆與摻雜來改善顆粒之間的電子傳導(dǎo)能力。如摻雜Ni后增強(qiáng)了P-O鍵的強(qiáng)度，穩(wěn)定了LiFePO4/C的結(jié)構(gòu)，優(yōu)化了晶胞體積，可有效降低正極材料的電荷轉(zhuǎn)移阻抗。

  而通過電化學(xué)熱耦合模型仿真分析得知在高倍率放電條件下，活化極化特別是負(fù)極活化極化的大幅增加是極化嚴(yán)重的主要原因。減小負(fù)極顆粒粒徑可以有效減小負(fù)極活化極化，當(dāng)負(fù)極固相粒徑減小一半時，活化極化可降低45%。因此，就電池設(shè)計而言，正負(fù)極材料本身的改善研究也是必不可少的。

  2.導(dǎo)電劑

  石墨和炭黑因其良好性能，在鋰電池領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。相對于石墨類導(dǎo)電劑，正極添加炭黑類導(dǎo)電劑的電池倍率性能更優(yōu)，因為石墨類導(dǎo)電劑具有片狀顆粒形貌，大倍率下引起孔隙曲折系數(shù)較大增長，易出現(xiàn)Li液相擴(kuò)散過程限制放電容量的現(xiàn)象。而添加了CNTs的電池其內(nèi)阻更小，因為相對石墨/炭黑與活性材料的點接觸，纖維狀的碳納米管與活性材料屬于線接觸，可以降低電池的界面阻抗。

  3.集流體

  降低集流體與活性物質(zhì)間的界面電阻，提高兩者之間的粘結(jié)強(qiáng)度是提升鋰電池性能的重要手段。在鋁箔表面涂覆導(dǎo)電碳涂層和對鋁箔進(jìn)行電暈處理可有效降低電池的界面阻抗。相較普調(diào)鋁箔，使用涂碳鋁箔可以使電池的內(nèi)阻降低65%左右，且可降低電池在使用過程中內(nèi)阻的增幅。

  經(jīng)電暈處理的鋁箔交流內(nèi)阻可降低20%左右，在常使用的20%——90%SOC區(qū)間內(nèi)，直流內(nèi)阻整體偏小且隨放電深度的增加，其增幅逐漸較小。

  4.隔膜

  電池內(nèi)部的離子傳導(dǎo)需依賴電解液中Li離子通過隔膜多孔的擴(kuò)散，隔膜的吸液潤濕能力是形成良好離子流動通道的關(guān)鍵，當(dāng)隔膜具有更高的吸液率和多孔結(jié)構(gòu)時，能提升導(dǎo)電性減小電池阻抗，提高電池的倍率性能。相較普通基膜，陶瓷隔膜和涂膠隔膜不但能大幅提高隔膜的高溫耐收縮性，而且可增強(qiáng)隔膜的吸液潤濕能力，在PP隔膜上增加SiO2陶瓷涂層，可使隔膜的吸液量增加17%。在PP/PE復(fù)合隔膜上涂覆1μm的PVDF-HFP，隔膜吸液率由70%增加到82%，電芯內(nèi)阻下降20%以上。

 設(shè)計指標(biāo)的區(qū)別

 兩種設(shè)備均采用了IGBT技術(shù)，同時都能提供兩路選擇輸出供電。但兩者在逆變器的控制系統(tǒng)上有很大差異：UPS是以電壓反饋的單閉環(huán)控制系統(tǒng)，因此其輸出電壓的正弦波波形及電壓的動態(tài)調(diào)整精度較好；而EPS的逆變器控制系統(tǒng)是由電壓、電流反饋組成的多閉環(huán)控制系統(tǒng)，其輸出功率的過載能力、負(fù)載適應(yīng)能力強(qiáng)，可靠性高。

 輸出上的區(qū)別

 UPS的供電對象是計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，負(fù)載性質(zhì)差別不大，所以國標(biāo)規(guī)定UPS輸出功率因數(shù)為0.8。而EPS主要是作為電源應(yīng)急保障，負(fù)載性質(zhì)為感性、容性及整流性負(fù)載兼而有之。有些負(fù)載是市電停電后才投入工作的，因而要求EPS能提供很大的沖擊電流，一般要求120%額定負(fù)載下仍能正常運行10min以上，所以EPS需要輸出動態(tài)特性要好，抗過載能力要強(qiáng)。UPS額定容量以視在功率(kV·A)為單位，EPS額定容量以有功功率(kW)為單位。在線式UPS為保證輸出供電不間斷和優(yōu)質(zhì)供電，是選擇逆變優(yōu)先；而EPS電源為保證應(yīng)急使用，是選擇市電優(yōu)先。

 應(yīng)用范圍的不同

 在我國EPS主要用于消防類負(fù)荷及一些對供電質(zhì)量要求不太高但需保證連續(xù)供電的用電設(shè)備，僅強(qiáng)調(diào)能持續(xù)供電這一功能。EPS用于消防負(fù)荷時，其產(chǎn)品技術(shù)受公安部消防認(rèn)證。UPS一般用于計算機(jī)及數(shù)字信息系統(tǒng)等場合，要求供電質(zhì)量較高的負(fù)載，主要強(qiáng)調(diào)逆變切換時間、輸出電壓、頻率穩(wěn)定性、輸出波形的純正、無各種干擾等。

 功能上的區(qū)別

 兩者均有市電旁路及逆變電路，但EPS僅具有持續(xù)供電功能，一般對逆變切換時間要求不高，可有多路輸出，有些EPS還配置蓄電池單體監(jiān)測功能。在市電中斷時才轉(zhuǎn)為逆變供電，電能利用率高，UPS并不是僅在市電中斷時才發(fā)揮作用，當(dāng)市電出現(xiàn)電壓過低、過高，線路出現(xiàn)浪涌等異常情況，UPS能輸出高質(zhì)量電源，確保用電設(shè)備正常運行。

 在選用UPS、EPS時，需分清使用性質(zhì)、場合、用途，合理地選擇。千萬不能片面地認(rèn)為EPS比UPS好或UPS比EPS好，它們各有各的用途，各有各的設(shè)計理念?？偠灾?，UPS電源與EPS電源工作原理不同，所負(fù)載的設(shè)備也不相同，因此，UPS電源不能完全代替EPS電源，反之相同。

 1.極板面積的影響

 在UPS電池殼體容積相同的條件下，選用薄極板，添加極板片數(shù)，也就是添加了極板面積，這樣就進(jìn)步了電池的容量和比能量，改善了電池的大電流、低溫放電功能，但不足之處在于UPS電池的浮充壽數(shù)會有少數(shù)下降。

 2.極板高度的影響

 在極板高度方向上，活性物質(zhì)利用率散布不是均勻的，特別是當(dāng)極板較高時，極板下半部的利用率較差。放電初期極板上部的電流密度約為下部的2～2.5倍，跟著放電進(jìn)行電流密度逐步減小，但上部一直比下部的電流密度大，所以極板規(guī)劃不宜寬度小而高度過高。

 3.極板厚度的影響

 前面在放電率對UPS電池容量的影響中曾評論過，因為受H2SO4分散的約束，活性物質(zhì)效果的深度有限，因而，跟著極板厚度的添加，活性物質(zhì)利用率將降低。這一點在大電流放電時體現(xiàn)得愈加顯著。但是，因為這種UPS電池的浮充及循環(huán)壽數(shù)較長，所以它在通訊備用電源中被遍及選用。

 4.電解液的濃度

 在鉛酸電池中，電解液也是反響物，在體積一定下，添加電解液的濃度就等于添加反響物質(zhì)，所以在實踐使用的電解液濃度范圍內(nèi)，跟著電解液濃度的添加，UPS電池容量也添加，特別是在高倍率放電并由正極板約束電池容量時更是如此。所以在選取合適的電解液濃度時必須與實踐的應(yīng)用領(lǐng)域相結(jié)合。

 UPS電源蓄電池容量的重要性不容忽視，蓄電池的維護(hù)保養(yǎng)也要落實到位，保證UPS電源蓄電池時刻處在最佳的工作狀態(tài)，以應(yīng)對市電斷電，UPS電源的正常運轉(zhuǎn)。

   UPS電源蓄電池應(yīng)用時間長了，有時會出現(xiàn)起鼓鼓包變形現(xiàn)象，其實不管什么類型的蓄電池，也包括我們常用的手機(jī)電池，使用時間長的話也會出現(xiàn)鼓包現(xiàn)象。鼓包對電池的使用影響很大，甚至?xí)斐杀ㄎｋU。

   UPS電源電池出現(xiàn)鼓包變形，主要是由體內(nèi)壓力激刷增加而產(chǎn)生的，主要原因有以下幾點：

  （1）密封電池充電運行中特別是在串聯(lián)UPS電源蓄電池組中，如果對電池組進(jìn)行過充電，若有品質(zhì)不良的電池常會出現(xiàn)內(nèi)部氣體復(fù)合不良等現(xiàn)象，從而出現(xiàn)鼓包現(xiàn)象。

  （2）安全閥開閥壓力過高，或者是安全閥阻塞。當(dāng)體內(nèi)壓力增加到一定程度時閥門不能正常打開，在這種情況下勢必造成鼓包變形。

  （3）因密封電池屬于貧液式設(shè)計，對氣體的化合留有預(yù)留避道，而如果有“富液”現(xiàn)象，就會阻擋產(chǎn)生的O2擴(kuò)散到負(fù)極，降低O2的復(fù)合率，體內(nèi)壓力增大。

  （4）浮充電壓設(shè)得過高，充電電流大，導(dǎo)致正極板上O2析出加快，而來不及在負(fù)極復(fù)合，同時UPS電源電池體內(nèi)的溫度上升也很快，在排氣不及，壓力達(dá)到一定時，使蓄電池出現(xiàn)鼓包變形。

  三元鋰電池目前的單體能量密度已經(jīng)接近極限，很難再有大的突破。越來越多的國內(nèi)外企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)將重心集中到了固態(tài)電池上。目前純電動汽車的發(fā)展一直受到電池能量密度低的桎梏。電池能量密度沒有大的突破，純電動車的續(xù)航里程就無法大幅提高，純電動汽車的發(fā)展將智能依賴于政策支持，缺乏市場動力。

 業(yè)內(nèi)人士表示三元鋰電池目前的單體能量密度已經(jīng)接近極限，很難再有大的突破。要想進(jìn)一步提升三元鋰電池的能量密度，就需要進(jìn)一步提升電池中鎳的比重。但是電池中鎳的比重提升后，由于高鎳的熱穩(wěn)定性很差，電池內(nèi)部的熱反應(yīng)就會非常劇烈，安全問題令人擔(dān)憂。

 依靠三元里電池技術(shù)路線，動力電池能量密度要做到350Wh/kg的目標(biāo)，難度很大。因此行業(yè)希望依靠固態(tài)電池進(jìn)一步提升電池能量密度。固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解質(zhì)的電池。其固態(tài)電解質(zhì)不可燃、無腐蝕、不揮發(fā)、不漏液，高溫下表現(xiàn)良好，安全性更高。固態(tài)電池會大大降低電動車自燃的概率。越來越多的國內(nèi)外企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)將重心集中到了全固態(tài)鋰電池上。大眾曾宣布計劃研發(fā)續(xù)航1000km固態(tài)電池;豐田汽車預(yù)計2022年完成固態(tài)電池的研發(fā)工作，并計劃于2030年實現(xiàn)量產(chǎn)。

 電解質(zhì)材料是全固態(tài)鋰電池技術(shù)的核心，目前固態(tài)電解質(zhì)的研究主要集中在三大類材料：聚合物、氧化物和硫化物。聚合物高溫性能好，已經(jīng)有商業(yè)化的應(yīng)用案例;氧化物循環(huán)性能良好，適用于薄膜柔性結(jié)構(gòu);硫化物電導(dǎo)率最高，是未來主要方向。

  一般認(rèn)為將鋰電池的空載電壓放到3.0V以下就認(rèn)為電用完了（具體值需要看電池保護(hù)板的門限值，比如有低到2.8V，也有3.2V的）。大部分鋰電池放電不能將空載電壓放到3.2V以下的，否則過度放電會損害電池（一般市場上的鋰電池基本都是帶保護(hù)板才使用的，因此過度放電還會導(dǎo)致保護(hù)板檢測不到電池，從而無法給電池充電）。

  4.2V是電池充電的最高限制電壓，一般認(rèn)為將鋰電池的空載電壓充到4.2V就認(rèn)為電充滿了，電池充電過程中，電池的電壓在3.7V逐漸上升到4.2V，鋰電池充電不能將空載電壓充到4.2V以上的，否則也會損害電池，這就是鋰電池特殊的地方，一般來講，18650鋰電池具有以下的優(yōu)點。

  1、使用范圍廣

  筆記本電腦、對講機(jī)、便攜式DVD，儀器儀表、音響設(shè)備、航模、玩具、攝像機(jī)、數(shù)碼照相機(jī)等電子設(shè)備。

  2、串聯(lián)

  可串聯(lián)或并聯(lián)組合成18650鋰電池組。

  3、內(nèi)阻小

  聚合物電芯的內(nèi)阻較一般液態(tài)電芯小，國產(chǎn)聚合物電芯的內(nèi)阻甚至可以做到35mΩ以下，極大的減低了電池的自耗電，延長手機(jī)的待機(jī)時間，完全可以達(dá)到與國際接軌的水平。這種支持大放電電流的聚合物鋰電更是遙控模型的理想選擇，成為最有希望替代鎳氫電池的產(chǎn)品。

  4、沒有記憶效應(yīng)

  在充電前不必將剩余電量放空，使用方便。

  5、電壓高

  18650鋰電池的電壓一般都在3.6V、3.8V和4.2V，遠(yuǎn)高于鎳鎘和鎳氫電池的1.2V電壓。

  6、安全性能高

  18650鋰電池安全性能高，不爆炸，不燃燒；無毒，無污染，經(jīng)過RoHS商標(biāo)認(rèn)證；各種安全性能一氣呵成，循環(huán)次數(shù)大于500次；耐高溫性能好，65度條件下放電效率達(dá)100%。為防止電池短路現(xiàn)象，18650鋰電池的正負(fù)極是分開的。所以它發(fā)生短路現(xiàn)象的可能已經(jīng)降到了極致?？梢约友b保護(hù)板，避免電池過充過放，這樣還能延長了電池的使用壽命。

  7、使用壽命長

  18650鋰電池的使用壽命很長，正常使用時循環(huán)壽命可達(dá)500次以上，是普通電池的兩倍以上。

  8、容量大

  18650鋰電池的容量一般為1200mah~3600mah之間，而一般電池容量只有800左右，如果組合起18650鋰電池來成18650鋰電池組，那18650鋰電池組是隨隨便便都可以突破5000mah的

         正確的說法：鋰電壽命和充電周期的完成次數(shù)有關(guān)，和充電次數(shù)沒有直接關(guān)系。

　　 簡單的理解，例如，一塊鋰電在第一天只用了一半的電量，然后又為它充滿電。如果第二天還如此，即用一半就充，總共兩次充電下來，這只能算作一個充電周期，而不是兩個。因此，通?？赡芤?jīng)過好幾次充電才完成一個周期。每完成一個充電周期，電量就會減少一點。不過，減少幅度非常小，高品質(zhì)的電池充過多次周期后，仍然會保留原始電量的80%，很多鋰電供電產(chǎn)品在經(jīng)過兩三年后仍然照常使用，就是這個原因。當(dāng)然鋰電壽命到了最終還是需要更換的。

　　 鋰電的壽命一般為300～500個充電周期。假設(shè)一次完全放電提供的電量為Q，如不考慮每個充電周期以后電量的減少，則鋰電在其壽命內(nèi)總共可以提供或為其補(bǔ)充300Q-500Q的電力。由此我們知道，如果每次用1/2就充，則可以充600-1000次；如果每次用1/3就充，則可以充900～1500次。以此類推，如果隨機(jī)充電，則次數(shù)不定?？傊?，不論怎么充，總共補(bǔ)充進(jìn)300Q～500Q的電力這一點是恒定的。所以，我們也可以這樣理解：鋰電池壽命和電池的總充電電量有關(guān)，和充電次數(shù)無關(guān)。深放深充和淺放淺充對于鋰電壽命的影響相差不大。

　　 事實上，淺放淺充對于鋰電更有益處，只有在產(chǎn)品的電源模塊為鋰電做校準(zhǔn)時，才有深放深充的必要。所以，使用鋰電供電的產(chǎn)品不必拘泥于過程，一切以方便為先，隨時充電，不必?fù)?dān)心影響壽命。

　　 如果在高于規(guī)定的操作溫度，即35°C以上的環(huán)境中使用鋰電，電池的電量將會不斷的減少，即電池的供電時間不會像往常那樣長。如果在這樣的溫度下，還要為設(shè)備充電，那對電池的損傷將更大。即使是在較熱的環(huán)境中存放電池，也會不可避免的對電池的質(zhì)量造成相應(yīng)的損壞。所以，盡量保持在適益的操作溫度是延長鋰電壽命的好方法。

　　 如果在低溫環(huán)境，即4°C以下中使用鋰電，同樣也會發(fā)現(xiàn)電池的使用時間減少了，有些手機(jī)的原裝鋰電在低溫環(huán)境中甚至充不上電。但不必太擔(dān)心，這只是暫時狀況，不同于高溫環(huán)境下的使用，一旦溫度升起來，電池中的分子受熱，就馬上恢復(fù)到以前的電量。

　　 要想發(fā)揮鋰離子電池的最大效能，就需要經(jīng)常用它，讓鋰電內(nèi)的電子始終處于流動狀態(tài)。如果不經(jīng)常使用鋰電，請一定記得每月給鋰電完成一個充電周期，做一次電量校準(zhǔn)，即深放深充一次。

         正確的說法：鋰電壽命和充電周期的完成次數(shù)有關(guān)，和充電次數(shù)沒有直接關(guān)系。

　　 簡單的理解，例如，一塊鋰電在第一天只用了一半的電量，然后又為它充滿電。如果第二天還如此，即用一半就充，總共兩次充電下來，這只能算作一個充電周期，而不是兩個。因此，通常可能要經(jīng)過好幾次充電才完成一個周期。每完成一個充電周期，電量就會減少一點。不過，減少幅度非常小，高品質(zhì)的電池充過多次周期后，仍然會保留原始電量的80%，很多鋰電供電產(chǎn)品在經(jīng)過兩三年后仍然照常使用，就是這個原因。當(dāng)然鋰電壽命到了最終還是需要更換的。

　　 鋰電的壽命一般為300～500個充電周期。假設(shè)一次完全放電提供的電量為Q，如不考慮每個充電周期以后電量的減少，則鋰電在其壽命內(nèi)總共可以提供或為其補(bǔ)充300Q-500Q的電力。由此我們知道，如果每次用1/2就充，則可以充600-1000次；如果每次用1/3就充，則可以充900～1500次。以此類推，如果隨機(jī)充電，則次數(shù)不定?？傊?，不論怎么充，總共補(bǔ)充進(jìn)300Q～500Q的電力這一點是恒定的。所以，我們也可以這樣理解：鋰電池壽命和電池的總充電電量有關(guān)，和充電次數(shù)無關(guān)。深放深充和淺放淺充對于鋰電壽命的影響相差不大。

　　 事實上，淺放淺充對于鋰電更有益處，只有在產(chǎn)品的電源模塊為鋰電做校準(zhǔn)時，才有深放深充的必要。所以，使用鋰電供電的產(chǎn)品不必拘泥于過程，一切以方便為先，隨時充電，不必?fù)?dān)心影響壽命。

　　 如果在高于規(guī)定的操作溫度，即35°C以上的環(huán)境中使用鋰電，電池的電量將會不斷的減少，即電池的供電時間不會像往常那樣長。如果在這樣的溫度下，還要為設(shè)備充電，那對電池的損傷將更大。即使是在較熱的環(huán)境中存放電池，也會不可避免的對電池的質(zhì)量造成相應(yīng)的損壞。所以，盡量保持在適益的操作溫度是延長鋰電壽命的好方法。

　　 如果在低溫環(huán)境，即4°C以下中使用鋰電，同樣也會發(fā)現(xiàn)電池的使用時間減少了，有些手機(jī)的原裝鋰電在低溫環(huán)境中甚至充不上電。但不必太擔(dān)心，這只是暫時狀況，不同于高溫環(huán)境下的使用，一旦溫度升起來，電池中的分子受熱，就馬上恢復(fù)到以前的電量。

　　 要想發(fā)揮鋰離子電池的最大效能，就需要經(jīng)常用它，讓鋰電內(nèi)的電子始終處于流動狀態(tài)。如果不經(jīng)常使用鋰電，請一定記得每月給鋰電完成一個充電周期，做一次電量校準(zhǔn)，即深放深充一次。

 1 單體電池的工作電壓高

 滿電狀態(tài)可達(dá)4.2V~4.35V，遠(yuǎn)高于鎳氫和鎳鎘電池的1.2V。

 2 高的能量密度，內(nèi)阻小

 單只電池容量可高達(dá)20WH，同時可以通過串并聯(lián)的設(shè)計來提高電池的電壓。和容量，以滿足對電壓和容量更高要求的設(shè)計；

 3 循環(huán)壽命長 

 一 般均可達(dá)到300次、500次以上；目前已經(jīng)可以達(dá)到1000次以上。

 4 無記憶效應(yīng)，（鎳氫\鎳鎘具有記憶效應(yīng)）；

 5 安全性能好，無公害

 聚合物鋰電池在結(jié)構(gòu)上采用鋁塑軟包裝，有別于液態(tài)電芯的金屬外殼，一旦發(fā)生安全隱患，液態(tài)電芯容易爆炸，而聚合物電芯最多只會氣鼓。

 6 自放電小，

 室溫下充滿電的鋰離子聚合物電池儲存1個月后的自放電率為5%左右，大大低于Ni-Cd的25-30%，Ni-MH的30-35%；

 7 厚度薄、重量輕、節(jié)約空間，目前已經(jīng)成為移動電子產(chǎn)品首選電源。

 聚合物電池重量較同等容量規(guī)格的鋼殼鋰電輕40%，較鋁殼電池輕20%。

 8 形狀可以定制，模具限制的程度較小，可以制作成弧形、異形的不規(guī)則形狀的尺寸。

   鋰離子電池目前主要分為三大類，分別是方形、圓柱、軟包；其中方形和圓柱的外殼主要采用的是鋁合金，不銹鋼等硬殼，而軟包的外殼則采用的是鋁塑膜，那與方形和圓柱的外殼相比較，軟包鋰電池主要具有哪些優(yōu)勢呢？

   1 安全性能好：軟包電池電解液較少漏液，且在發(fā)生安全隱患的情況下軟包電池會鼓氣裂開，而不像硬殼電池那樣內(nèi)壓過大會發(fā)生爆炸；

   2 重量輕：軟包電池重量較同等容量的鋼殼方形電池輕 40%，較鋁殼方形電池輕 20%；

   3 電池容量大：軟包節(jié)約體積 20%，較同等規(guī)格尺寸的鋼殼電池容量高 50%，較鋁殼電池高 20～30%；

   4 循環(huán)性能好：軟包電池的循環(huán)壽命更長，100 次循環(huán)衰減比鋁殼少 4%～7%；

   5 內(nèi)阻小：軟包電池的內(nèi)阻較鋰電池小，國內(nèi)最小可做到 35mΩ以下，極大地降低電池的自耗電；

   6 設(shè)計靈活：可根據(jù)客戶需求定制外形，可以做更薄，普通鋁殼只能做到 4mm，軟包可以做到 0.5mm。

   在性能方面軟包電池更具綜合優(yōu)勢，未來應(yīng)用前景廣闊：

   1 軟包電池更適合便攜式、對空間或厚度要求高的應(yīng)用領(lǐng)域，例如 3C 消費類電子產(chǎn)品；

   2 雖然方形電池的單體容量高，但又重又大，而軟包電池在能量密度方面優(yōu)勢明顯，而且目前單體電芯也在往大容量、高倍率方向發(fā)展，將更符合新能源汽車等領(lǐng)域?qū)σ苿与娫吹囊蟆?/span>