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      關于鋰電池的100問!
      來源:金源環宇 | 作者:金源環宇 | 發布時間: 140天前 | 1224 次瀏覽 | 分享到:
      電池(Batteries)是一種能量轉化與儲存的裝置,它通過反應,將化學能或物理能轉化為電能。根據電池轉化能量的不同,可以將電池分為化學電池和物理電池。

      電池基本原理及基本術語


      1.什么叫電池?

      電池(Batteries)是一種能量轉化與儲存的裝置,它通過反應,將化學能或物理能轉化為電能。根據電池轉化能量的不同,可以將電池分為化學電池和物理電池。

      化學電池或化學電源就是將化學能轉化為電能的裝置。它由兩種不同成分的電化學活性電極分別組成正負極,由一種能提供媒體傳導作用的化學物質作為電解質,當連接在某一外部載體上時,通過轉換其內部的化學能提供電能。

      物理電池就是將物理能轉化為電能的裝置。

      2.一次電池與二次電池的有哪些區別?

      最主要的區別是活性物質的不同,二次電池的活性物質可逆,而一次電池的活性物質并不可逆。一次電池的自放電遠小于二次電池,但內阻遠比二次電池大,因此負載能力較低,此外,一次電池的質量比容量和體積比容量均大于一般充電電池。

      3.鎳氫電池的電化學原理是什么?

      鎳氫電池采用Ni氧化物作為正極,儲氫金屬作為負極,堿液(主要為KOH)作為電解液,鎳氫電池充電時:

      正極反應:Ni(OH)2 + OH- → NiOOH + H2O–e-

      負極反應:M+H2O +e-→ MH+ OH-

      鎳氫電池放電時:

      正極反應:NiOOH + H2O+e- → Ni(OH)2 + OH-

      負極反應:MH+OH- →M+H2O+e-

      4.鋰離子電池的電化學原理是什么?

      鋰離子電池正極主要成分為LiCoO2,負極主要為C,充電時,

      正極反應:LiCoO2 → Li1-xCoO2 + xLi+ + xe-

      負極反應:C + xLi+ + xe- → CLix

      電池總反應:LiCoO2 + C → Li1-xCoO2 + CLix

      放電時發生上述反應的逆反應。

      5.電池常用的標準有哪些?

      電池常用IEC標準:鎳氫電池的標準為IEC61951-2:2003;鋰離子電池行業一般依據UL或者國家標準。

      電池常用國家標準:鎳氫電池的標準為GB/T15100_1994,GB/T18288_2000; 鋰電池的標準為GB/T10077_1998,YD/T998_1999,GB/T18287_2000。另外,電池常用標準也有日本工業標準JISC 關于電池的標準。

      IEC即國際電工委員會(International Electrical Commission),是由各國電工委員會組成的世界性標準化組織,其目的是為了促進世界電工電子領域的標準化。IEC標準是由國際電工委員會制定的標準。

      6.鎳氫電池的主要結構組成是什么?

      鎳氫電池的主要組成為:正極片(鎳氧化物)、負極片(儲氫合金)、電解液(主要為KOH)、隔膜紙、密封圈、正極帽、電池殼等。

      7.鋰離子電池的主要結構組成是什么?

      鋰離子電池的主要組成為:電池上下蓋、正極片(活性物質為氧化鋰鈷)、隔膜(一種特殊的復合膜)、負極(活性物質為碳)、有機電解液、電池殼(分為鋼殼和鋁殼兩種)等。

      8.什么是電池內阻?

      是指電池在工作時,電流流過電池內部所受到的阻力。由歐姆內阻與極化內阻兩部分組成。電池內阻大,會導致電池放電工作電壓降低,放電時間縮短。內阻大小主要受電池的材料、制造工藝、電池結構等因素的影響。是衡量電池性能的一個重要參數。注:一般以充電狀態內阻為標準。測量電池的內阻需用專用內阻儀測量,而不能用萬用表歐姆檔測量。

      9.什么是標稱電壓?

      電池的標稱電壓指的是在正常工作過程中表現出來的電壓, 二次鎳鎘鎳氫電池標稱電壓為1.2V;二次鋰電池標稱電壓為3.6V。

      10.什么是開路電壓?

      開路電壓是指電池在非工作狀態下即電路無電流流過時,電池正負極之間的電勢差。 工作電壓又稱端電壓,是指電池在工作狀態下即電路中有電流過時電池正負極之間電勢差。

      11.什么是電池的容量?

      電池的容量有額定容量和實際容量之分。電池的額定容量是指設計與制造電池時規定或保證電池在一定的放電條件下,應該放出最低限度的電量。IEC標準規定鎳鎘和鎳氫電池在20℃±5℃環境下,以0.1C充電16小時后以0.2C放電至1.0V時所放出的電量為電池的額定容量,以C5表示。而對于鋰離子電池,則規定在常溫、恒流(1C)—恒壓(4.2V)控制的充電條件下充電3 h,再以0.2C放電至2.75V時所放出的電量為其額定容量,而電池的實際容量是指電池在一定的放電條件下所放出的實際電量,主要受放電倍率和溫度的影響(故嚴格來講,電池容量應指明充放電條件)。電池容量的單位有Ah,mAh(1Ah=1000mAh).

      12.什么是電池的放電殘余容量?

      當對可充電電池用大電流(如1C或以上)放電時,由于電流過大使內部擴散速率存在的“瓶頸效應”,致使電池在容量未能完全放出時已到達終點電壓,再用小電流如0.2C還能繼續放電,直至1.0V/支(鎳鎘和鎳氫電池)和3.0V/支(鋰電池)時所放出的容量稱為殘余容量。

      13.什么是放電平臺?

      鎳氫充電電池的放電平臺通常是指電池在一定的放電制度下放電時,電池的工作電壓比較平穩的電壓范圍,其數值與放電電流有關,電流越大,其數值就越低。鋰離子電池的放電平臺一般是恒壓充到電壓為4.2V且電流小于0.01C時停充電,然后擱置10分鐘,在標準倍率的放電電流下放電至3.6V時的放電時間。是衡量電池好壞的重要標準。

      電 池 標 識


      14.IEC規定的可充電電池的標識方法是什么?

      根據IEC標準,鎳氫電池的標識由5部分組成。

      01)電池種類:HF、HR表示鎳氫電池

      02)電池尺寸資料:包括圓形電池的直徑、高度、方型電池的高度、寬度、厚度、 數值之間用斜杠隔開,單位:mm

      03)放電特性符號:L表示適宜放電電流倍率在0.5C以內

      M表示適宜放電電流倍率在0.5-3.5C以內

      H表示適宜放電電流倍率在3.5-7.0C以內

      X表示電池能在7C-15C高倍率的放電電流下工作

      04)高溫電池符號:用T表示

      05)電池連接片表示:CF代表無連接片,HH表示電池拉狀串聯連接片用的連接片, HB表示電池帶并排串聯連接用連接片。

      例如:HF18/07/49表示方形鎳氫電池,寬為18mm,厚度為7mm,高度為49mm,

      KRMT33/62HH表示鎳鎘電池,放電倍率在0.5C-3.5之間,高溫系列單體電池(無連接片),直徑33mm,高度為62mm。

      • 根據IEC61960標準,二次鋰電池的標識如下:

      01)電池標識組成:3個字母,后跟5個數字(圓柱形)或6個(方形)數字。

      02)第一個字母:表示電池的負極材料。I—表示有內置電池的鋰離子;L—表示鋰金屬電極或鋰合金電極。

      03)第二個字母:表示電池的正極材料。C—基于鈷的電極;N—基于鎳的電極;M—基于錳的電極;V—基于釩的電極。

      04)第三個字母:表示電池的形狀。R—表示圓柱形電池;L—表示方形電池。

      05)數字:圓柱形電池:5個數字分別表示電池的直徑和高度。直徑的單位為毫米,高度的單位為十分之一毫米。直徑或高度任一尺寸大于或等于100mm時,兩個尺寸之間應加一條斜線。

      方型電池:6個數字分別表示電池的厚度、寬度和高度,單位毫米。三個尺寸任一個大于或等于100mm時,尺寸之間應加斜線;三個尺寸中若有任一小于1mm,則在此尺寸前加字母“t”,此尺寸單位為十分之一毫米。

      例如:ICR18650表示一個圓柱形二次鋰離子電池,正極材料為鈷,其直徑約為 18mm,高約為65mm。

      ICR20/1050。

      ICP083448表示一個方形二次鋰離子電池,正極材料為鈷,其厚度約為8mm,寬度約為 34mm,高約為48mm。

      ICP08/34/150表示一個方形二次鋰離子電池,正極材料為鈷,其厚度約為8mm,寬度約為 34mm,高約為150mm。

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