STERLING蓄电池(实业)电源Co., Ltd
1. 锂离子电池的优点表现在容量大、工作电压高。容量为同等镍镉电池的两倍,更能适应长时间的通讯联络,而通常的单体锂电池的电压为3.7V是镍镉、镍氢电池的3倍。
2.荷电保持能力强,允许工作温度范围宽。在(20±5)℃下,以开路形式储存30天后,电池的常温放电容量大于额定容量的85%。锂离子电池具有优良的高低温放电性能,可以在-20ˉ+60℃工作,高温放电性能高于其他各类电池。
3.循环使用寿命长,锂离子电池采用碳阳极,在充放电过程中,碳阳极不会生成枝晶锂,从而可以避免电池因为内部枝晶锂短路而损坏。在连续充放电1200次后,电池容量依然不会低于额定值的60%,远远高于其他各类电池,具有长期使用的经济性。
4.安全性高,可安全快速充放电。与金属锂电池相比,锂离子电池具有抗短路,抗过充,过放,抗冲击,防振动,枪击,针刺,不起火,不爆炸等特点,由于其阳极采用特殊的碳电极代替金属锂电极,因此允许快速充放电,可在1C充电速率的条件下进行充放电,所以安全性能大大提高。
5.无环境污染。电池中不含有镉、铅、汞这类有害物质,是一种洁净的“绿色”化学能源
6.无记忆效应。可随时反复充放使用,尤其在战时和紧急情况下更显示出其优异的使用性能。
7.体积小,重量轻,比能量高。通常锂离子电池的比能量可以达到镍镉电池的2倍以上,与同容量的镍氢电池相比,体积可减小30%,重量可降低50%,有利于便携式电子设备小型轻量化
常温条件下,锂离子电池经过一定的充放电周期,它在这个过程中和过程后的表现如何?这是涉及到锂电池工艺改进方向的问题,为此需要应用一定的试验参数进行说明,由于国内新能源汽车普及的速度加快,选取大容量锂电池进行试验数据采集,有助于见微知著地了解动力锂电池的性能和特点。
通过锂电池的测试可以得出以下一般性的结论:按恒流恒压充电阶段区分,其恒流充电容量占充电容量的比率随循环次数的增加而降低;在3.7V~4.2V的放电平台放出的电量大于总放电容量的90%,充放电效率不受循环次数的影响。下面进行具体描述。
在描述数据之前,要说明试验环境:应先选取一只比亚迪80Ah的钴酸锂电池,在室温环境下(10℃~250℃)进行充放电测试。
充放电制度设计:1、充电为恒流恒压方式,首先以1C即80A恒流充电至4.2V,转4.2V恒压充电至电流小于4A(即0.05C)时停止;2、搁置10分钟后再用80A恒流放电至2.75V;3、恒流放电后搁置10分钟再进行新一轮的充放电循环,如此反复进行500次。
在这一过程中,需要采集相关数据以形成相应图表:1、恒流/恒压充电特性曲线;2、恒流充电容量占总充电容量比例与循环次数的关系;3、放电曲线;4、充放电效率曲线。
通过上述图表可以看出:
1、从恒流充电阶段来看,锂电池的充电平台在3.8V~4.1V之间,该阶段充入容量达到总充电容量的80%以上。随着循环次数的增加,电压上升速度加快,充电时间减少,充入的电量也逐次减退。
2、从恒流充电容量占总充电容量的百分比来看,随着循环次数的增加,恒流充电容量占总充电容量的百分比平缓下降,而恒压充电容量占总充电容量的百分比平缓上升。这说明,随着锂电池充放电循环次数的增加,电流越小则充电效果越好。
3、从放电曲线来看,其放电平台(在某一个电压区间放电曲线平稳,接近一条直线,而不是该区间之前的上升和下降斜线)随循环次数的增加而降低,在4.2V~3.7V的放电平台上放出电量占总电量的90%。
4、充放电效率:即每一次放出的电量占已充入电量的百分比。它表示的是一种电池的放电能力,从充放电效率曲线上来看,这个数值基本保持不变,达到99%以上。
我们知道,锂电池的容量会随着充放电循环次数的增加而减少,这从上面的数据中可以找到答案。其具体表现为:放电平台降低,锂电池充电时间减少,恒流充电占比下降,这些终表现为可充入电量随循环次数增加而衰退,而且衰退的速度越来越快。经过500次循环容量必须不低于80%才能算合格品。