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耐高溫鋰電池的壽命多長(zhǎng)

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 高溫鋰電池一般能夠充放300-500次。最好對(duì)鋰電池進(jìn)行部分放電,而不是完全放電,并且要盡量避免經(jīng)常的完全放電。一旦電池下了生產(chǎn)線,壽命就開(kāi)始衰減,不管你是否使用。

 

耐高溫鋰電池最高可承受800度的高溫。一般鋰電池在承受高溫的測(cè)試中,有200度、500度和800度等,但通常情況下,日常生活中根本不會(huì)接觸到如此的高溫,但是我們卻可以時(shí)而見(jiàn)到充電或過(guò)度使用電器時(shí)電池?fù)p毀的情況。

 

高溫鋰電池大致可分為兩類:鋰金屬電池和鋰離子電池。

 

鋰離子電池不含有金屬態(tài)的鋰,并且是能夠充電的。可充電電池的第五代產(chǎn)品鋰金屬電池在1996年誕生,其安全性、比容量、自放電率和性能價(jià)格比均優(yōu)于鋰離子電池。

 

一些大型器械和設(shè)備就需要耐高溫鋰電池。由于鉛酸電池不環(huán)保,能量密度低,體積大,壽命短,而且重量較重,現(xiàn)在商家新開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品或通過(guò)改造升級(jí)的電池都基本都采用了耐高溫鋰電池作為設(shè)備主要供電系統(tǒng)。

 

為了確保鋰電池的壽命及安全可靠性,耐高溫鋰電池組內(nèi)都會(huì)采用先進(jìn)的保護(hù)管理系統(tǒng),防止過(guò)充電,過(guò)放電,高溫運(yùn)行,低溫充電,或短路而被破壞,甚至出現(xiàn)安全性問(wèn)題。

 

磷酸鐵鋰電池是鋰離子電池的一種,是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。特點(diǎn)是安全穩(wěn)定性強(qiáng)、耐高溫、循環(huán)性能好。

 

和三元鋰電池一樣,磷酸鐵鋰電池理論壽命同樣超過(guò)2000次充放電循環(huán),即使一天一充,也能維持五年多時(shí)間。一般來(lái)說(shuō)日常家用為三天一充,也能用八年左右。不過(guò)由于磷酸鐵鋰電池低溫性能較差,所以在南方地區(qū),磷酸鐵鋰電池的壽命會(huì)相對(duì)更長(zhǎng)。

 

與三元鋰電池相比的耐高溫優(yōu)勢(shì)。磷酸鐵鋰電池的高溫性能更好,可耐350°C~500°C的高溫,而錳酸鋰/鈷酸鋰通常只有200°C左右,改性的三元鋰電池的材料大致也會(huì)在200°C時(shí)發(fā)生分解。

 

磷酸鐵鋰電池比鉛酸電池和三元鋰電池的循環(huán)壽命都長(zhǎng)。鉛酸電池中的“長(zhǎng)壽命”者不過(guò)300次左右或者500次;三元鋰電池理論上可達(dá)2000次,實(shí)際應(yīng)用到1000次左右容量會(huì)衰減到60%;而磷酸鐵鋰電池真實(shí)壽命即達(dá)到2000次,此時(shí)還有95%的容量。

五種挑選優(yōu)質(zhì)鋰電池的方法

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 隨著鋰電池技術(shù)水平的快速提升,鋰電池成本也在持續(xù)下降。能量密度更高、質(zhì)量更輕、污染更小、使用壽命更長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì),使得鋰電池在電動(dòng)自行車等領(lǐng)域越來(lái)越受到業(yè)界的關(guān)注。

 

目前,市場(chǎng)上各種品牌的鋰電池魚(yú)龍混雜,好壞難以分辨。如何選擇一款新國(guó)標(biāo)專用鋰電池,成為各經(jīng)銷商及消費(fèi)者迫在眉睫的事情

 

一、檢查外觀和包裝

一款電池的好壞,首先可以從外觀和包裝先行判斷,一款連包裝上的細(xì)節(jié)都做不好的產(chǎn)品肯定不是一款專業(yè)的產(chǎn)品。外觀上能幫助我們篩選掉一些劣質(zhì)產(chǎn)品。

 

二、比較重量

鋰電池的重量與容量是成正比的,如果是聚合物鋰電池,重量相差太大的話,容量肯定就不足,但有些電池本身容量的大小存在差異。除此之外,還可以從外包裝感知一下電池重量是否是比較沉,若厚重者則偏向于優(yōu)質(zhì)鋰電池。

 

三、測(cè)試內(nèi)阻和最大電流

其實(shí),判斷鋰電池性能最快的檢驗(yàn)方法是測(cè)試內(nèi)阻和最大放電電流。質(zhì)量好的鋰電池,內(nèi)阻非常小,最大放電電流很大。采用20A量程的萬(wàn)用表,直接短接鋰電池的兩個(gè)電極,電流一般應(yīng)在10A左右,甚至更高,而且能保持一段時(shí)間,相對(duì)穩(wěn)定的就是好電池。

 

四、檢測(cè)帶電工作

在鋰電池帶電工作過(guò)程中,持續(xù)放電10分鐘左右電池兩極若不發(fā)燙,則證明電池保護(hù)板系統(tǒng)完善,一般帶優(yōu)質(zhì)保護(hù)板的鋰電池質(zhì)量均比普通鋰電池好。

 

五、看電芯

一款電池中最重要的組成部分無(wú)疑是它的電芯。目前,市面上多采用的電芯大部分是軟包電芯和18650電芯,這兩者也是較為常見(jiàn)的鋰電池包電芯材料。首先檢查電芯是否為全新,因?yàn)槭袌?chǎng)上存在一些不良的小作坊使用二手電芯制作鋰電池的情況。軟包鋰電芯又名聚合物電芯,是一種軟包裝電解液呈膠狀的電池,可被制成各種形狀,電池安全性高,不會(huì)爆炸?,F(xiàn)在的電動(dòng)車電池,基本上是18650電芯,里面主要以磷酸鐵鋰,錳酸鋰和三元為材料的。

怎樣抑制鋰電池異常產(chǎn)氣

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 首先要設(shè)計(jì)優(yōu)化材料及電解液體系,保證形成致密穩(wěn)定的SEI膜,提高正極材料的穩(wěn)定性,抑制異常產(chǎn)氣的發(fā)生。

 

針對(duì)電解液的處理常常采用添加少量的成膜添加劑的方法使SEI膜更均勻、致密,減少電池在使用過(guò)程中的SEI膜脫落和再生過(guò)程產(chǎn)氣導(dǎo)致電池鼓脹,相關(guān)研究已有報(bào)道并在實(shí)際中得到應(yīng)用,報(bào)道表明,使用成膜添加劑VC可以減少電池氣脹現(xiàn)象。但研究多集中在單組分添加劑上,效果有限。華東理工大學(xué)的曹長(zhǎng)河等人,采用VC與PS復(fù)合作為新型電解液成膜添加劑,取得了很好的效果,電池在高溫?cái)R置和循環(huán)過(guò)程中產(chǎn)氣明顯減少。

 

研究表明,EC、VC形成的SEI膜組分為線性烷基碳酸鋰,高溫下附在LiC的烷基碳酸鋰不穩(wěn)定,分解生成氣體(如CO2等)而產(chǎn)生電池鼓脹。而PS形成的SEI膜為烷基磺酸鋰,雖膜有缺陷,但存在著一定的二維結(jié)構(gòu),覆在LiC高溫下仍較穩(wěn)定。當(dāng)VC和PS復(fù)合使用時(shí),在電壓較低時(shí)PS在負(fù)極表面形成有缺陷的二維結(jié)構(gòu),隨著電壓的升高VC在負(fù)極表面又形成線性結(jié)構(gòu)的烷基碳酸鋰,烷基碳酸鋰填充于二維結(jié)構(gòu)的缺陷中,形成穩(wěn)定附在LiC具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的SEI膜。此種結(jié)構(gòu)的SEI膜大大提高了其穩(wěn)定性,可以有效抑制由于膜分解導(dǎo)致的產(chǎn)氣。

 

此外以鈷酸鋰材料作為正極材料的體系:鈷酸鋰與電解液反應(yīng)產(chǎn)物會(huì)催化電解液中溶劑分解,所以對(duì)于正極材料進(jìn)行表面包覆,不但可以增加材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,還可以減少正極與電解液的接觸,降低活性正極催化分解所產(chǎn)生的氣體。因此,正極材料顆粒表面形成穩(wěn)定完整的包覆層是目前的一大發(fā)展方向。

掃地機(jī)器人鋰電池如何使用

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 我們現(xiàn)在生活在一個(gè)智能新時(shí)代,智能產(chǎn)品遍布家里每個(gè)角落,我們今天來(lái)講講掃地機(jī)器人,發(fā)明掃地機(jī)器人的初衷就是要讓它幫助自己清潔家里的地面灰塵。但隨著科技的發(fā)展,掃地機(jī)器人在技術(shù)上的進(jìn)步也非常大,給人們便捷的同時(shí)也讓不少人發(fā)出驚嘆。

 

掃地機(jī)器人,又稱智能吸塵器、機(jī)器人吸塵器,一般來(lái)說(shuō)能夠完成清掃、吸塵、擦地工作的機(jī)器人。都統(tǒng)稱為掃地機(jī)器人。智能掃地機(jī)器人能憑借一定的人工智能自動(dòng)完成房間內(nèi)的地面清潔工作,采用刷掃和真空方式,將地面雜物吸納入自身的垃圾收納盒,完成地面清潔。它是怎么工作的呢,主要是通過(guò)對(duì)房間大小的整體掃描,在機(jī)器人的微電腦內(nèi)構(gòu)成房間的定置圖,包括房間多大,房間內(nèi)家具的擺放等,然后通過(guò)衛(wèi)星定位系統(tǒng),制定工作計(jì)劃。

 

掃地機(jī)器人由于要不定時(shí),不限制區(qū)域的作業(yè),所以設(shè)計(jì)都是無(wú)線的。這就需要“鋰電池”來(lái)給它供應(yīng)電量,以保持正常的工作,掃地機(jī)器人對(duì)“鋰電池”的要求特別高,所以現(xiàn)在換代后的升級(jí)版掃地機(jī)器人基本使用“聚合物鋰電池”因?yàn)榫酆衔镤囯姵匕踩员容^高,重量也比較輕,電壓高,同體積它的能量密度比鎳氫電池、鉛酸電池高出許多,且沒(méi)有充放電記憶效應(yīng),隨用隨充,使用壽命長(zhǎng)。

 

掃地機(jī)器人“鋰電池”雖然容量高,循環(huán)壽命長(zhǎng),但是如果使用不當(dāng),會(huì)使壽命和容量密度變小,掃地機(jī)器人鋰電池在使用時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)要點(diǎn),

 

一、不要過(guò)度放電

鋰電池放電平臺(tái)有一定的時(shí)間,這就要看機(jī)器人的功率有多大,如果機(jī)器人在工作時(shí)鋰電池電量剩余20%了,還繼續(xù)工作并且把電量用完直到機(jī)器人不工作了,這就造成了鋰電池的過(guò)度放電,經(jīng)常這樣就會(huì)降低鋰電池的使用壽命。一般機(jī)器人上換一塊鋰電池還是挺貴的,所以平時(shí)還是要注意保養(yǎng)。

 

二、使用廠家原裝充電器

對(duì)鋰離子電池充電,應(yīng)使用專用的鋰離子電池充電器。鋰離子電池充電采用CC/CV的方式(恒流+恒壓)也就是說(shuō)先以一個(gè)恒定的電流進(jìn)行充電,當(dāng)電壓達(dá)到4.2 V*n時(shí)轉(zhuǎn)為恒壓充電,直至電流減小到0.01C時(shí)充電停止。

 

三、長(zhǎng)時(shí)間不使用時(shí)應(yīng)給鋰電池充電到95%再擱置保存起來(lái),不可空電放置。

鋰電池的存儲(chǔ)、運(yùn)輸以及出貨,都是半電狀態(tài),電壓大概3.83V。滿電(4.18-4.19V)容易出安全事故,聚合物鋰電池軟包的,有可能會(huì)鼓氣。沒(méi)電狀態(tài)(3.0V以下)對(duì)電池?fù)p壞較大,電極材料晶格塌陷嚴(yán)重??戳讼旅孢@組數(shù)據(jù)就清楚了:

 

百分比為當(dāng)時(shí)的飽和狀態(tài)相對(duì)初始值的百分比

存儲(chǔ)溫度 40%充電狀態(tài) 100%充電狀態(tài)

0度 98%(一年以后) 94%(一年以后)

25度 96%(一年以后) 80%(一年以后)

40度 85%(一年以后) 65%(一年以后)

60度 75%(一年以后) 60%(3個(gè)月以后)

 

很顯然,如果要長(zhǎng)期保存電池,盡量放在干燥低溫的環(huán)境下并讓電池剩余電量在40%左右最為理想,當(dāng)然每個(gè)月最好要把電池拿出來(lái)用一次,既能保證電池良好的保存狀態(tài),又不至于讓電量完全流失而損壞電池。

 

四、鋰電池存時(shí)要注意在干燥的環(huán)境下,溫度從理論上來(lái)說(shuō)還是在室溫20左右為宜。

 

好了,以上的就是“掃地機(jī)器人鋰電池的正確使用方法”,希望能幫助大家進(jìn)一步了解鋰電池。

影響鋰電池性能的幾大因素

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 鋰電池的性能受什么影響?下面鑫動(dòng)力小編跟大家討論一下,影響鋰電池的幾大因素,歡迎大家踴躍討論和留言。

 

1、放電電流

 

放電電流的大小,對(duì)鋰電池的影響,不同的鋰電池,支持不同的放電倍率,通常有0.2C,0.5C ,1C 3C ,5C 10C ,20C等放電倍率的電芯,同款電芯,在不同的放電倍率下,容量保持率是不一樣的,放電倍率越大,放出來(lái)的容量越少,所以在選擇鋰電池的時(shí)候,要注意選擇適合負(fù)載工作電流的電池。當(dāng)然,放電倍率越大的電池,本身的標(biāo)稱容量會(huì)較少,能量密度相對(duì)較低,內(nèi)部極耳和電焊位置,電流的通過(guò)性越好,電池內(nèi)阻越小。同款電池,長(zhǎng)期大倍率放電,對(duì)循環(huán)壽命也有影響,循環(huán)壽命會(huì)衰減的更快。

 

 2、充電電流

 

充電電流對(duì)鋰電池有什么影響?一般鋰電池建議的充電倍率是0.2C,10Ah的鋰電池,一般采用2A充電電流,0.5C充電的應(yīng)用情況也較多,當(dāng)然了,市面上很多快充方案,1C-2C的方案,30分鐘充滿,40分鐘充滿這些,充電電流對(duì)電池的容量保持率和循環(huán)壽命及安全性,是有較大影響的,充電電流越大,實(shí)際充進(jìn)去的容量越小,循環(huán)壽命衰減越厲害,安全性也會(huì)下降,大家都知道,大部分的鋰電池燃燒事故,是在電池的充電過(guò)程中發(fā)生的。

 

 3工作溫度

 一般常規(guī)的鋰電池,充電溫度是0~45度,放電溫度是-20~60度,低溫狀態(tài)下,鋰離子不夠活躍,溫度太高,鋰離子又太活躍,所以鋰電池一般有一個(gè)明確的工作溫度范圍,鋰電池能量密度高,儲(chǔ)存能量多。低溫狀態(tài)下,充電會(huì)造成析鋰,電池陽(yáng)極表面有金屬鋰析出,形成枝晶,刺穿陽(yáng)極和陰極之間的隔膜,造成電芯內(nèi)部短路,引起發(fā)熱,燃燒,甚至爆炸。隨著技術(shù)的革新,通過(guò)電解液的改良,現(xiàn)在特殊的鋰電池,已經(jīng)可以在-20度~45度充電,-50~60度放電了,當(dāng)然了,成本較高一點(diǎn)。

 

溫度對(duì)電池放電性能的影響,工作溫度越低,用相同的電流測(cè)試,放出來(lái)的容量就越少,不同材質(zhì)的鋰電池,在相同的溫度下,容量保持率也不一樣,-20度左右,三元鋰電池一般容量保持率80%左右,磷酸鐵鋰一般60%左右。

 

現(xiàn)在低溫鋰電池,-40度 0.5C容量保持率,大概是80%左右,低溫高倍率的可以達(dá)到1C3C低溫放電。高溫下表現(xiàn)如何呢?在廠家規(guī)定的最高溫度內(nèi),對(duì)容量的影響不大,但是長(zhǎng)期高溫工作,對(duì)電池的循環(huán)壽命也有影響。

 

4、工況

 

不同工況對(duì)鋰電池的影響較大,日常使用的數(shù)碼類產(chǎn)品,一天一充電,晚上充滿,白天放光,這就是深充深放,如果是用了一部分電,再充滿,這種情況就是放。第一種情況對(duì)鋰電池壽命的影響較大,循環(huán)壽命衰減的比較厲害。

鋰電池怎樣處理不污染環(huán)境

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 鋰電池因能量密度高、自放電小、循環(huán)性好等優(yōu)勢(shì)廣泛應(yīng)用于數(shù)碼電子、動(dòng)力電池和能量存儲(chǔ)等領(lǐng)域。隨著生活水平的提高,人們對(duì)能源的需求越來(lái)越大,鋰電池的使用量越來(lái)越多。未來(lái)如何處理這些鋰電池將成為一個(gè)不容忽視的新問(wèn)題。

 

鋰電池回收的動(dòng)力與方法

 

一般認(rèn)為環(huán)保要求、經(jīng)濟(jì)效益是驅(qū)動(dòng)鋰電池回收的主要?jiǎng)恿?。環(huán)保方面,鋰電池正極材料包含鎳、鈷、錳、鋰等金屬元素,會(huì)對(duì)環(huán)境、水體等造成污染;負(fù)極材料里面的碳、石墨等會(huì)造成粉塵污染;電解液中也含有有毒化學(xué)成分。

 

經(jīng)濟(jì)方面,由于近幾年新能源車的爆發(fā)增長(zhǎng),鋰電池需量猛增,進(jìn)而導(dǎo)致上游的貴金屬材料價(jià)格持續(xù)上漲,金屬鈷價(jià)格曾一度高達(dá)60萬(wàn)/噸,鎳價(jià)也有近10萬(wàn)/噸。通過(guò)廢舊鋰電池的回收,可將鈷、鎳、鋰等高價(jià)金屬提取并循環(huán)利用,產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。

 

梯級(jí)利用和拆解回收是退役鋰電池回收的兩大途徑。梯級(jí)利用是指退役動(dòng)力鋰電池(低于原性能的80%)在儲(chǔ)能、低速電動(dòng)車等領(lǐng)域的二次應(yīng)用,這是政策重點(diǎn)支持的回收方式。該途徑對(duì)電池一致性要求極高,目前已有部分示范項(xiàng)目在運(yùn)行。

 

拆解回收是目前廢舊鋰電池處理的主要途徑,根據(jù)關(guān)鍵技術(shù)不同,可將廢舊鋰電的處理分為物理法、化學(xué)法和生物法三類。其中,物理法以高溫焚燒為主,俗稱干法;化學(xué)法(又稱濕法)是在拆解破碎鋰離子電池之后,用各種化學(xué)試劑將鋰電池正極中的鈷、鋰等金屬分離、提取出來(lái)。濕法回收技術(shù)相對(duì)成熟、回收率也更高。多家鋰電池正極材料生產(chǎn)企業(yè)已在這方面有所布局,在原材料價(jià)格普遍上漲的環(huán)境下,通過(guò)“回收+生產(chǎn)”的方式鎖定上游原材料價(jià)格已成為材料廠商降低成本的重要途徑。

 

隨著新能源車銷售增長(zhǎng),鋰離子動(dòng)力電池的需求持續(xù)爆發(fā),動(dòng)力鋰電池回收在我國(guó)尚處于起步階段,通過(guò)行業(yè)梳理可以發(fā)現(xiàn),已經(jīng)對(duì)鋰電回收進(jìn)行布局的企業(yè)包括上游原材料公司、中游電池制造公司和相對(duì)獨(dú)立的第三方回收公司三類,三方各具優(yōu)勢(shì),行業(yè)龍頭尚未涌現(xiàn)。而對(duì)比國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)后,我們認(rèn)為未來(lái)具有健全營(yíng)銷網(wǎng)絡(luò)、雄厚核心技術(shù)以及突出品牌效應(yīng)的鋰電池制造企業(yè)很可能成為行業(yè)脫穎而出的勝利者。

動(dòng)力鋰電池運(yùn)行溫度范圍

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 溫度下降,電極的反應(yīng)率也下降,電池電壓保持恒定,放電電流降低,電池的功率輸出也會(huì)下降。溫度上升則相反,即電池輸出功率會(huì)上升,溫度也影響電解液的傳送速度溫度上升則加快,傳送溫度下降,傳送減慢,電池充放電性能也會(huì)受到影響。

 

在所有的環(huán)境因素中,溫度對(duì)電池的充放電性能影響最大,在電極/電解液界面上的電化學(xué)反應(yīng)與環(huán)境溫度有關(guān),電極/電解液界面被視為電池的心臟。

 

假設(shè)溫度下降,電極的反應(yīng)率也下降,假設(shè)電池電壓保持恒定,放電電流降低,電池的功率輸出也會(huì)下降。如果溫度上升則相反,即電池輸出功率會(huì)上升,溫度也影響電解液的傳送速度,溫度上升則加快,傳送溫度下降,傳送減慢,電池充放電性能也會(huì)受到影響。

 

如果溫度太高,超過(guò)45,會(huì)破壞電池內(nèi)的化學(xué)平衡,導(dǎo)致副反應(yīng)。鎳鎘鎳氫電池的放電效率低溫狀態(tài)下會(huì)有顯著的降低(如低于-15),而在-20時(shí),堿液達(dá)到起凝固點(diǎn),電池充電速度也將大大降低。

 

在低溫充電低于0會(huì)增大電池內(nèi)壓并可能使安全閥開(kāi)啟。為了有效充電,環(huán)境溫度范圍應(yīng)在5-30之間,一般充電效率會(huì)隨溫度的升高而升高,但當(dāng)溫度升到45以上,高溫下充電電池材料的性能會(huì)退化,電池的循環(huán)壽命也將大大縮短。

鋰電池保護(hù)板的原理及如何配置

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 保護(hù)板是鋰電池系統(tǒng)中非常關(guān)鍵的一個(gè)部件,在電動(dòng)汽車電池中,我們所說(shuō)的電池管理系統(tǒng)(BMS)其實(shí)就是保護(hù)板的終極升級(jí)版,如果沒(méi)有保護(hù)板,那么這個(gè)電池可能充放電一兩次就壞了。不過(guò)在使用鉛酸電池的電動(dòng)車中,是沒(méi)有保護(hù)板的。

今天,我們主要跟大家講一下為何鋰電池需要保護(hù)板,保護(hù)板有哪些類別,如何配置保護(hù)板的參數(shù)。

 

為何鋰電池需要保護(hù)板,而鉛酸電池不需要保護(hù)板

 

鋰電池能量密度高,電池內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)活性強(qiáng)。當(dāng)電芯出現(xiàn)過(guò)充、過(guò)放等非正常使用時(shí),極有可能出現(xiàn)電池?fù)p壞,極端情況下,還會(huì)導(dǎo)致起火和爆炸。因此,鋰電池需要有一套監(jiān)控系統(tǒng),隨時(shí)監(jiān)控鋰電池的電壓,電流等參數(shù),一旦超過(guò)事先設(shè)定的閾值,則直接關(guān)斷電池主回路。

 

按照慣例,要了解和熟悉保護(hù)板,我們先對(duì)保護(hù)板進(jìn)行一個(gè)分類。

1、按照是否能夠編寫程序分為硬件板與軟件版;

 

2、按照充電和放電是同一個(gè)輸出口還是兩個(gè)不同輸出口分為同口保護(hù)板與分口保護(hù)板。

 

而實(shí)際使用中,最常見(jiàn)的分類方法是按照保護(hù)板所適配的鋰電池串?dāng)?shù)、電芯類型和持續(xù)放電大小來(lái)分的。

 

硬件板與軟件板

 

所謂硬件板,就是保護(hù)板上沒(méi)有可以進(jìn)行編程的芯片,只是按照特定的線路進(jìn)行連接,保護(hù)板的參數(shù)是固定的。這一類保護(hù)板一般成本較低,功能簡(jiǎn)單,很難實(shí)現(xiàn)邏輯上的特殊控制要求。而軟件板則是在硬件板的基礎(chǔ)上,加了可以編程的芯片,因此這類保護(hù)板除了實(shí)現(xiàn)基本功能以外,還能實(shí)現(xiàn)很多特殊功能,需要通過(guò)修改程序和添加外設(shè),比如遠(yuǎn)程引爆車輛中的鋰電池。

 

分口與同口保護(hù)板

 

保護(hù)板為了實(shí)現(xiàn)保護(hù)電池的功能,必須要能夠主動(dòng)切斷電池主回路。因此,在電池包內(nèi)部,電池的主回路是要經(jīng)過(guò)保護(hù)板的。為了對(duì)充電和放電都進(jìn)行控制,保護(hù)板必須有兩個(gè)開(kāi)關(guān),分別控制充電和放電回路。在同口保護(hù)板中,這兩個(gè)開(kāi)關(guān)串在一條線上,接到電池包外部,充電和放電都經(jīng)過(guò)此線。而在分口保護(hù)板中,電池分出兩根線,分別接充電開(kāi)關(guān)和放電開(kāi)關(guān),再接到電池外部。

 

之所以會(huì)出現(xiàn)同口和分口保護(hù)板,是為了降低成本:一般電動(dòng)車鋰電池包的充電電流要比放電電流小,如果兩個(gè)開(kāi)關(guān)串到一條線上,那么兩個(gè)開(kāi)關(guān)就得按照大的買。而分口的話,充電電流小,就可以用一個(gè)更小的開(kāi)關(guān)。這里說(shuō)的開(kāi)關(guān),其實(shí)就是MOSFET,是鋰電保護(hù)板的主要成本。

 

按照串?dāng)?shù)和持續(xù)放電電流大小來(lái)分

 

串?dāng)?shù)比較好理解,常見(jiàn)的7串(三元24v),13串(三元48v),17串(三元60v),20串(三元72v)。保護(hù)板需要采集每一串電芯的電壓,因此串?dāng)?shù)不同,保護(hù)板是不同的。而電流大小,就是決定了如上所說(shuō)開(kāi)關(guān)的大?。∕OS數(shù)量),對(duì)價(jià)格的影響很。

 

最后是按電芯材料來(lái)分

 

不同的電芯材料,放電截止電壓和充電截止電壓是不一樣的。因此,所使用的保護(hù)板也是不一樣的,最常見(jiàn)的就是三元保護(hù)板和磷酸鐵鋰保護(hù)板,一般三元電芯電壓范圍為2.7-4.2v,而磷酸鐵鋰則是2.5-3.6v。

 

在為電池包配置保護(hù)板時(shí),一定要選擇參數(shù)相配的保護(hù)板,既要和電池的參數(shù)相配,也要和目標(biāo)用電器的參數(shù)相配。用電器的參數(shù),以電動(dòng)車為例,就是要和電動(dòng)車的控制器相匹配。那如何選擇保護(hù)板呢?

 

電芯類型要選對(duì)

 

磷酸鐵鋰和三元等不同的電芯種類,保護(hù)板是不能搭配使用的,電芯和保護(hù)板要一致。除此之外,保護(hù)板的保護(hù)參數(shù)也應(yīng)該和用電器的功率匹配。

 

那保護(hù)板的參數(shù)如何選擇呢?鋰電池過(guò)充過(guò)放都可能導(dǎo)致意外情況的發(fā)生。因此,在電池包內(nèi)部,保護(hù)板需要監(jiān)控每一串電芯的電壓,所有電芯中只要有一串電壓低于或者高于設(shè)定電壓,保護(hù)板就需要進(jìn)行保護(hù)。這個(gè)地方就出現(xiàn)了我們保護(hù)板關(guān)鍵的一組參數(shù),充電截止電壓和放電截止電壓。保護(hù)板在檢測(cè)時(shí)為了避免干擾,確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,一般都有延時(shí),不會(huì)在檢測(cè)到以后立即就保護(hù),因此又有一組充電保護(hù)延時(shí)和放電保護(hù)延時(shí)參數(shù)。另外,當(dāng)保護(hù)板保護(hù)以后,如果異常情況消失,保護(hù)板還應(yīng)該恢復(fù)正常。

 

除了這些基本功能以外,為了適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)景個(gè)需求,保護(hù)板還有其他的附加功能(如均衡),特別是帶軟件的保護(hù)板中,功能更豐富,比如藍(lán)牙、wifi、GPS、串口、CAN等應(yīng)有盡有。

鋰電池在UPS電源中的應(yīng)用

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 鋰電池目前已取得很大進(jìn)步,變得更安全,而且安全措施方面更強(qiáng)于其他常用的電池類型?;瘜W(xué)變化和電池封裝的改進(jìn)使其變得更加穩(wěn)定。制造工藝成熟,且采用的材料更耐久。電池管理方案均經(jīng)過(guò)充分測(cè)試和實(shí)地驗(yàn)證,可防止鋰電池過(guò)度充電或過(guò)熱。鋰電池在上億臺(tái)便攜式電子設(shè)備、智能手機(jī)和電動(dòng)汽車中的大量使用便是其安全水平的直接證明?!?/span>

 

BMS為UPS電源和用戶提供準(zhǔn)確的電池狀態(tài)、健康狀況和可用運(yùn)行時(shí)間信息。

 

已有的UPS可以使用鋰電池嗎?

假設(shè)電池系統(tǒng)的電壓處于UPS功能范圍之內(nèi),已有的UPS即可通過(guò)升級(jí)UPS的固件實(shí)現(xiàn)兼容,從而確保執(zhí)行適當(dāng)?shù)某潆姵绦?,進(jìn)行正確的運(yùn)行時(shí)間計(jì)算,以及準(zhǔn)確報(bào)告充電狀態(tài)。一定要聯(lián)系UPS制造商,確定哪些鋰電池是安全且可兼容的。

 

鋰電池的循環(huán)壽命多久?

對(duì)于傳統(tǒng)的密封鉛酸電池,循環(huán)壽命在200到400次循環(huán)之間。UPS電源應(yīng)用中使用的典型鋰電池可達(dá)到1,000次循環(huán)以上。具體次數(shù)取決于多個(gè)因素,包括設(shè)計(jì)中采用的特定化學(xué)成分。目前,部分鋰電池的循環(huán)次數(shù)可超過(guò)5,000次。

 

是否對(duì)UPS使用的鋰電池進(jìn)行冷卻?

 當(dāng)溫度升高時(shí),鉛酸電池和鋰電池的循環(huán)壽命都會(huì)縮短。然而,通常鋰電池的使用壽命受到高溫的影響小于鉛酸電池。UPS中使用的多數(shù)鋰電池具有耐較高平均溫度(例如40°C/104°F)設(shè)計(jì),而且能夠在所述高溫下達(dá)到規(guī)定的使用壽命。對(duì)于大多數(shù)采用鋰電池的UPS應(yīng)用,無(wú)需輔助制冷以保持循環(huán)壽命,但是讓電池保持較低的溫度(例如25°C/77°F)可幫助確保獲得完全可用的運(yùn)行時(shí)間。

 

相比鉛酸電池,鋰電池的充電如何?

電池充電器通常位于UPS中,并由UPS控制。在這種情況下,達(dá)到80%的充電狀態(tài)(SOC)的時(shí)間相仿。鋰電池的充電效率略勝一籌,因此它能夠較快達(dá)這一充電水平。但是從80%到100%的充電狀態(tài)方面,鋰電池則遠(yuǎn)高出一籌。鋰電池可在30分鐘到1小時(shí)內(nèi)達(dá)到100%的充電狀態(tài),當(dāng)然前提是UPS能夠以同樣的速率供應(yīng)充電功率。無(wú)論如何,它比鉛酸電池系統(tǒng)充電到100%的時(shí)間少5-10小時(shí)?! ?/span>


UPS應(yīng)用中,鋰電池更小、更輕盈、充電更快,可以說(shuō),鋰電池是一種更環(huán)保的解決方案。如果考慮UPS電源蓄電池更換成鋰電池,要咨詢專業(yè)的技術(shù)人員,考慮充電電壓、電流、負(fù)載、功率等因素。安全是第一位的,不要因?yàn)椴槐匾陌惭b過(guò)錯(cuò)導(dǎo)致UPS電源故障或損失。

鋰電池如何防止過(guò)充

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 過(guò)充是目前鋰電池安全測(cè)試中較難通過(guò)的一項(xiàng),因此有必要了解過(guò)充的原理及目前防過(guò)充的措施。

 

輕微過(guò)充不會(huì)導(dǎo)致熱失控,但會(huì)引起容量衰減。研究發(fā)現(xiàn)NCM/LMO混合材料為正極的電池過(guò)充時(shí),SOC低于120%容量沒(méi)有明顯的衰減,SOC高于130%時(shí)容量會(huì)衰減顯著。

 

目前解決過(guò)充問(wèn)題的大致有下幾種方法

 

1、BMS中設(shè)置保護(hù)電壓,通常保護(hù)電壓要低于過(guò)充時(shí)的峰值電壓;

 

2、通過(guò)材料改性(如材料包覆)提高電池的抗過(guò)充能力;

 

3在電解液中添加抗過(guò)充添加劑;

 

4、電壓敏感膜的使用,電池發(fā)生過(guò)充時(shí),膜電阻顯著降低,起到分流作用;

 

5、在方形鋁殼電池中使用OSD、CID設(shè)計(jì),目前是通用的防過(guò)充設(shè)計(jì)。軟包電池則無(wú)法實(shí)現(xiàn)類似設(shè)計(jì)。

 

鋰電池過(guò)充大致可分為4個(gè)區(qū)域,每個(gè)區(qū)域的特征如下:

 

I區(qū)

 

1、電池電壓緩慢上升。鈷酸鋰正極脫鋰超過(guò)60%,在負(fù)極側(cè)析出金屬鋰。

2、電池鼓脹,可能是由于電解液在正極側(cè)高壓氧化。

3、溫度基本穩(wěn)定,略有上升。

 

II區(qū)

 

1、溫度開(kāi)始緩慢升高。

2、80~95%范圍內(nèi),正極阻抗增大,電池內(nèi)阻增加,但在95%有所減小。

3、電池電壓超過(guò)5V,達(dá)到最高。

 

III區(qū)

1、大約在95%,電池溫度開(kāi)始快速升高。

2從大約95%開(kāi)始,直到接近100%,電池電壓稍稍下降。

3、當(dāng)電池內(nèi)部溫度達(dá)到大約100℃,電池電壓急劇下降,可能是溫度升高致電池內(nèi)阻降低所引起的。

 

IV區(qū)

1、電池內(nèi)部溫度高于135℃,PE隔膜開(kāi)始融化,電池內(nèi)阻快速升高,電壓達(dá)到上限(~12V),電流降至一個(gè)較低的值。

2、10-12V之間,電池電壓不穩(wěn)定,電流也有波動(dòng)。

3、電池內(nèi)部溫度快速升高,電池破裂前溫度上升到190-220℃。

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