最全面的锂电池知识

1、e k. r 屿晟 k * iistmFc. aw亠丁 才.jxj i wh j f最全面的锂电池知识锂电池基础锂电池是可充电电池，一般的锂电池充满电是 4.2V也有其它电压的电池。锂电 池容量是xxxmAh，比如lOOOmAh，即1000mA的供电电流可以用1小时。500mA供电能用2小时。依此类推。锂电池的寿命和充电方式是指完全充满放光的次数限制。充电方式：快充，慢充，涓流充电，恒流充电等。锂电池电路设计的注意问题： 锂电池过充，过放电都会影响电池的寿命。注意锂电池的充电电压，充电电流。然后选取合适的充电芯片注意要防止锂电池的过充，过放，短路保护等问题 设计过后要经过大量的测试。锂电池充电

2、电路的设计这里选择了芯片TP4056为例子。根据所接电阻不同可以控制充电最大电流。可 以设计充电指示灯，可以设计充电温度即多少到多少度之间进行充电。充电保护电路，选择芯片 DW01和GTT8205的组合，可以做到短路保护，过充该电路主要由锂电池保护专用集成电路 DW01 ,充、放电控制M0SFET1（内含两 只N沟道MOSFET）等部分组成，单体锂电池接在 B+和B-之间，电池组从P+和 P-输出电压。充电时，充电器输出电压接在 P+和P-之间，电流从P+到单体电池 的B+和B-，再经过充电控制 MOSFET到P-。在充电过程中，当单体电池的电压超过4.35V时，专用集成电路DW01的OC脚输

3、出信号使充电控制 MOSFET 关断，锂电池立即停止充电，从而防止锂电池因过充电而损坏。放电过程中，当 单体电池的电压降到2.30V时，DW01的OD脚输出信号使放电控制MOSFET 关断，锂电池立即停止放电，从而防止锂电池因过放电而损坏，DW01的CS脚为电流检测脚，输出短路时，充放电控制 MOSFET的导通压降剧增，CS脚电压 迅速升高，DW01输出信号使充放电控制 MOSFET迅速关断，从而实现过电流 或短路保护。锂电池的优势是什么？1. 高的能量密度2. 高的工作电压3. 无记忆效应4. 循环寿命长5. 无污染6. 重量轻7. 自放电小锂聚合物电池具有哪些优点？1. 无电池漏液问题，其

4、电池内部不含液态电解液，使用胶态的固体。2. 可制成薄型电池：以3.6V400mAh的容量，其厚度可薄至 0.5mm。3. 电池可设计成多种形状。4. 电池可弯曲变形：高分子电池最大可弯曲900左右。5. 可制成单颗高电压：液态电解质的电池仅能以数颗电池串联得到高电压，高 分子电池由于本身无液体，可在单颗内做成多层组合来达到高电压。6. 容量将比同样大小的锂离子电池高出一倍IEC规定锂电池标准循环寿命测试为：电池以0.2C放至3.0V/支后1. 1C恒流恒压充电到4.2V截止电流20mA搁置1小时再以0.2C放电至3.0V（一个循环）反复循环500次后容量应在初容量的60%以上国家标准规定锂电

5、池的标准荷电保持测试为（IEC无相关标准）电池在25摄氏度条件下以0.2C放至3.0/支后，以1C恒流恒压充电到4.2V,截止电流10mA,在温度为20+_5下储存28天后，再以0.2C放电至2.75V计算放电容量什么是二次电池的自放电不同类型电池的自放电率是多少？自放电又称荷电保持能力，它是指在开路状态下，电池储存的电量在一定环境条 件下的保持能力。一般而言，自放电主要受制造工艺，材料，储存条件的影响自 放电是衡量电池性能的主要参数之一。 一般而言，电池储存温度越低，自放电率 也越低，但也应注意温度过低或过高均有可能造成电池损坏无法使用，BYD常规电池要求储存温度范围为-2045。电池充满电

6、开路搁置一段时间后，一定程度的自放电属于正常现象。IEC标准规定镍镉及镍氢电池充满电后，在温度为20度湿度为65%条件下，开路搁置28天，0.2C放电时间分别大于3小时和3小时15分即为达标。与其它充电电池系统相比，含液体电解液太阳能电池的自放电率明显要低，在25下大约为10%/月。什么是电池的内阻怎样测量？电池的内阻是指电池在工作时，电流流过电池内部所受到的阻力，一般分为交流内阻和直流内阻，由于充电电池内阻很小，测直流内阻时由于电极容量极化，产生极化内阻，故无法测出其真实值，而测其交流内阻可免除极化内阻的影响，得出真实的内值.交流内阻测试方法为：利用电池等效于一个有源电阻的特点，给电池一个1

7、000HZ,50mA的恒定电流，对其电压采样整流滤波等一系列处理从而精确地测量其阻值.什么是电池的内压电池正常内压一般为多少 ？电池的内压是由于充放电过程中产生的气体所形成的压力.主要受电池材料制造工艺,结构等使用过程因素影响.一般电池内压均维持在正常水平，在过充或过放情况下，电池内压有可能会升高：如果复合反应的速度低于分解反应的速度，产生的气体来不及被消耗掉，就会造成电池内压升高.什么是内压测试？锂电池内压测试为：（UL标准）模拟电池在海拔高度为15240m的高空（低气压11.6kPa）下,检验电池是否漏液或发鼓。具体步骤:将电池1C充电恒流恒压充电到4.2V,截止电流10mA，然后将其放在

8、气压为11.6Kpa温度为（20+_3）的低压箱中储存6小时,电池不会爆炸，起火，裂口，漏液环境温度对电池性能有何影响？在所有的环境因素中，温度对电池的充放电性能影响最大，在电极/电解液界面上的电化学反应与环境温度有关，电极/电解液界面被视为电池的心脏。如果温 度下降，电极的反应率也下降，假设电池电压保持恒定，放电电流降低，电池的 功率输出也会下降。如果温度上升则相反，即电池输出功率会上升，温度也影响 电解液的传送速度温度上升则加快， 传送温度下降，传送减慢，电池充放电性能 也会受到影响。但温度太高，超过 45,会破坏电池内的化学平衡，导致副反应 过充电的控制方法有哪些？为了防止电池过充，需要

9、对充电终点进行控制，当电池充满时，会有一些特别的 信息可利用来判断充电是否达到终点。一般有以下六种方法来防止电池被过充：1. 峰值电压控制：通过检测电池的峰值电压来判断充电的终点；2. dT/dt控制:通过检测电池峰值温度变化率来判断充电的终点；3. T控制:电池充满电时温度与环境温度之差会达到最大；4. -V控制:当电池充满电达到一峰值电压后，电压会下降一定的值5计时控制:通过设置一定的充电时间来控制充电终点，一般设定要充进130%标 称容量所需的时间来控制；6.TCO控制:考虑电池的安全和特性应当避免高温（高温电池除外）充电，因此当电 池温度升高60时应当停止充电。什么是过充电，对电池性能

10、有何影响 ？过充电是指电池经一定充电过程充满电后，再继续充电的行为。由于在设计时，负极容量比正极容量要高，因此，正极产生的气体透过隔膜纸与 负极产生的镉复合。故一般情况下，电池的内压不会有明显升高，但如果充电电 流过大，或充电时间过长，产生的氧气来不及被消耗，就可能造成内压升高，电 池变形，漏液，等不良现象。同时，其电性能也会显着降低。什么是过放电，对电池性能有何影响 ？电池放完内部储存的电量，电压达到一定值后，继续放电就会造成过放电，通常 根据放电电流来确定放电截止电压。0.2C-2C放电一般设定1.0V/支,3C以上如5C或10C放电设定为0.8V/支,电池过 放可能会给电池带来灾难性的后

11、果，特别是大电流过放，或反复过放对电池影响 更大。一般而言，过放电会使电池内压升高，正负极活性物质可逆性受到破坏， 即使充电也只能部分恢复，容量也会有明显衰减。不同容量的电池组合在一起使用会出现什么问题 ？如果将不同容量或新旧电池混在一起使用，有可能出现漏液,零电压等现象。这是 由于充电过程中，容量差异导致充电时有些电池被过充，有些电池未充满电，放电时有容量高的电池未放完电，而容量低的则被过放。如此恶性循环，电池受到 损害而漏液或低（零）电压。什么是电池的爆炸怎样预防电池爆炸？电池内的任何部分的固态物质瞬间排出， 被推至离电池25cm以上的距离，称为爆炸。判别电池爆炸与否，采用下述条件 实验。

12、将一网罩住实验电池，电池居于正中，距网罩任何一边为25cm。网的密度为6-7根/cm,网线采用直径为0.25mm的软铝线，如果实验无固体部分通过网罩，证明该电池未发生爆炸。锂电池串联问题由于电池在生产过程中，从涂膜开始到成为成品要经过很多道工序。即使经过严格的检测程序，使每组电源的电压、电阻、容量一致，但使用一段时间，也会产 生这样或那样的差异。如同一位母亲生的双胞胎，刚生下时可能长得一模一样， 做为母亲都很难分辨。然而，在两个孩子不断成长时，就会产生这样或那样的差 异锂动力电池也是这样。使用一段时间产生差异后，采用整体电压控制的方式是 难以适用于锂动力电池的，如一个 36V的电池堆，必须用1

13、0只电池串联。整体 的充电控制电压是42V，而放电控制电压是26V。用整体电压控制方式，初始使 用阶段由于电池一致性特别好，也许不会出现什么问题。在使用一段时间以后电 池内阻和电压产生波动，形成不一致的状态，（不一致是绝对的，一致性是相对的）这种时候仍然使用整体电压控制是不能达到其目的的。例如10只电池放电时其中两只电池的电压在2.8V，四只电池的电压是3.2V，四只是3.4V，现在的整 体电压是32V，我们让它继续放电一直工作到 26V。这样，那两只2.8V的电池 就低于2.6V处于了过放状态。锂电池几次过放就等于报废。反之，用整体电压 控制充电的方式进行充电，也会出现过充的状况。比如用上述

14、10只电池当时的电压状态进行充电。整体电压达到 42V时，那两只2.8V的电池处于饥饿的状 态，而迅速吸收电量，就会超过 4.2V，而过充的超过4.2V的电池，不仅由于电 压过高产生报废，甚至还会发生危险，这就是锂动力电池的特性。锂离子电池的额定电压为3.6V（有的产品为3.7V）。充满电时的终止充电电压与 电池阳极材料有关：阳极材料为石墨的 4.2V;阳极材料为焦炭的4.1V。不同阳 极材料的内阻也不同，焦炭阳极的内阻略大，其放电曲线也略有差别，如图1所示。一般称为4.1V锂离子电池及4.2V锂离子电池。现在使用的大部分是4.2V 的，锂离子电池的终止放电电压为2.5V2.75V（电池厂给出

15、工作电压范围或给出终止放电电压，各参数略有不同）。低于终止放电电压继续放电称为过放，过放对电池会有损害。便携式电子产品以电池作为电源。 随着便携式产品的迅猛发展，各种电池的用量 大增，并且开发出许多新型电池。除大家较熟悉的高性能碱性电池、可充电的镍 镉电池、镍氢电池外，还有近年来开发的锂电池。本文主要介绍有关锂电池的基 本知识。这包括它的特性、主要参数、型号的意义、应用范围及使用注意事项等。 锂是一种金属元素，其化学符号为 Li（其英文名为lithium），是一种银白色、十分 柔软、化学性能活泼的金属，在金属中是最轻的。它除了应用于原子能工业外， 可制造特种合金、特种玻璃（电视机上用的荧光屏玻

16、璃）及锂电池。在锂电池中它 用作电池的阳极。锂电池也分成两大类：不可充电的及可充电的两类。不可充电的电池称为一次性 电池，它只能将化学能一次性地转化为电能，不能将电能还原回化学能（或者还原性能极差）。而可充电的电池称为二次性电池（也称为蓄电池）。它能将电能转变 成化学能储存起来，在使用时，再将化学能转换成电能，它是可逆的，如电能化 学能锂电池的主要特点。灵巧型便携式电子产品要求尺寸孝重量轻， 但电池的尺寸及重量与其它电子元器 件相比往往是最大的及最重的。例如，想当年的大哥大”是相当 粗大、笨重”，而今天的手机是如此的轻巧。其中电池的改进是起了重要作用的： 过去是镍镉电 池，现在是锂离子电池。锂

17、电池的最大特点是比能量高。什么是比能量呢 ？比能量指的是单位重量或单位 体积的能量。比能量用Wh/kg或Wh/L来表示。Wh是能量的单位，W是瓦、h是 小时；kg是千克（重量单位），L是升（体积单位）。这里举一个例来说明：5号镍 镉电池的额定电压为1 2V，其容量为800mAh，则其能量为0 96Wh（1 2V X） 8Ah）。 同样尺寸的5号锂-二氧化锰电池的额定电压为3V，其容量为1200mAh，则其能 量为3 6Wh。这两种电池的体积是相同的，则锂-二氧化锰电池的比能量是镍镉电池的375倍！一节5号镍镉电池约重23g，而一节5号锂-二氧化锰电池约重18g。一节锂-二 氧化锰电池为3V，而

18、两节镍镉电池才2 4V。所以采用锂电池时电池数量少（使便携式电子产品体积减孝重量减轻），并且电池的工作寿命长。另外，锂电池具有放电电压稳定、工作温度范围宽、自放电率低、储存寿命长、无记忆效应及无公害等优点。不可充电的锂电池不可充电的锂电池有多种，目前常用的有锂-二氧化锰电池、锂一亚硫酰氯电池及锂和其它化合物电池。本文仅介绍前两种最常用的。1、锂-二氧化锰电池（Li MnO2）锂-二氧化锰电池是一种以锂为阳极、以二氧化锰为阴极，并采用有机电解液的 一次性电池。该电池的主要特点是电池电压高，额定电压为3V（是一般碱性电池的2倍）；终止放电电压为2V;比能量大（见上面举的例子）;放电电压稳定可靠；有

19、较好的储存性能（储存时间3年以上）、自放电率低（年自放电率w2%）工作温度范围-20C+60C。该电池可以做成不同的外形以满足不同要求，它有长方形、圆柱形及纽扣形 （扣 式）。圆柱形的也有不同的直径及高度尺寸。 这里列举大家较熟悉的1#（尺寸代码D）、2#（尺寸代码C）及5#（尺寸代码AA）电池的主要参数。CR表示为圆柱形锂-二氧化锰电池；五位数字中，前两位表示电池的直径，后三位表示带一位小数的高度。例如，CR14505,其直径为14mm，高度为50 5mm（这种型号是通用的）。这里要指出的是不同工厂生产的同型号的电池其参数可能有些差别。另外，标准放电电流值是较小的，实际放电电流可以大于标准放电电流， 并且连续放电及脉冲放