锂电池放电的存在的误区分析与研究

来源：宝鄂实业 2019-04-05 21:05 点击量：次

锂电池放电放得越尽，电池的损耗就会越大，艾克郎大学，帮助美国太空总署NASA研究延长电池寿命的电子工程教授TomHartley，说到，给电池充电充得越满，电池的损耗也会越大。锂电池最好是处于电量的中间状态，那样的话电池寿命最长。

首先，过高和过低的电量状态对锂电池的寿命有最不利的影响，而充放电循环次数反而是次要的。其实，大多数售卖电器或电池上标识的可反复充电次数，都是以放电百分之80为基准测试得出的。实验表明，对于一些笔记本电脑的锂电池，经常让电池电压超过标准电压0.1伏特，即从4.1伏上升到4.2伏，那么电池的寿命会减半，再提高0.1伏，则寿命减为原来的3分之一；长期低电量或者无电量的状态则会使电池内部对电子移动的阻力越来越大，于是导致电池容量变小。美国宇航局NASA让其哈勃太空望远镜上电池的消耗电量设定在总容量的百分之10，以确保电池可以反复充放电10万次而不必更新。

其次，温度对锂电池寿命也有较大的影响（手机和其他小型电子设备对此点可忽略）。冰点以下的环境有可能使锂电池在电子产品打开的瞬间烧毁，而过热的环境则会缩减电池的容量。因此，如果笔电长期使用外接电源也不将电池取下来，电池就长期处于笔记本排出的高热当中，更主要的是，电池长期处于百分之100的电量状态，很快就会报废。

由以上，我们可以总结出以下几点确保锂电池容量和寿命的注意事项：

目前大多数电子产品的电池都采用锂电池，锂离子电池自1990年问世以来，因其卓越的性能得到了迅猛的发展，并广泛地应用于社会，锂电池生产商也因此得到了最大规模的发展。不需要将锂电池充到百分之100满电，更不要将电量使用殆尽。在情况允许的情况下，尽量使电池的电量维持在半满状态附近，充电与放电的幅度越小越好。

严格意义上说，锂电池分为两种：锂金属电池和锂离子电池。这是根据锂存在的形态来定义的，锂金属电池是用金属锂做电极，而锂离子电池则是以离子形态存在于电极。

锂金属电池通过金属锂的腐蚀或叫氧化来产生电能的，用完就废了，不能充电，因此也称一次电池。锂离子电池则是利用锂离子的浓度差进行储能和放电，电池中不存在金属锂，因此也称锂二次电池。目前所应用于手机、相机、电动工具、电动汽车、储能、通信基站等可充锂电池，均为锂离子电池。一般市场上大多数常用可见的锂电池均为锂离子电池，大家也习惯简称为锂电池，本文所称锂电池也主要指锂离子电池。

一、锂电池分类

1、市场上习惯用的两种分类方式：按极片材料分类和按产品外观分类。

A、按极片材料分类

正极材料：磷酸铁锂电池（LFP）、钴酸锂电池（LCO）、锰酸锂电池（LMO）、（二元电池：镍锰酸锂/镍钴酸锂）、（三元：镍钴锰酸锂电池（NCM）、镍钴铝酸锂电池（NCA））

负极材料：钛酸锂电池（LTO）、石墨烯电池、纳米碳纤维电池

关于市场上的石墨烯概念，主要是指石墨烯基电池，即在极片中加入石墨烯浆料，或在隔膜上加入石墨烯涂层。镍酸锂、镁基电池市场上基本不存在。

B、按产品外观分类

分为：圆柱、软包、方形。

圆柱和方形外包装多为钢壳或者铝壳。软包外包装为铝塑膜，其实软包也是一种方形，市场上习惯将铝塑膜包装的称为软包，也有人将软包电池称为聚合物电池。

对于圆柱形锂离子电池，其型号一般为5位数字。前两位数字为电池的直径,中间两位数字为电池的高度。单位为毫米。例如18650锂电池，它的直径为18毫米，高度为65毫米。

C、按电解质材料的不同

锂离子电池分为液态锂离子电池（LIB）和聚合物锂离子电池（PLB）。

液态锂离子电池使用液体电解质（目前动力用电池多为此种）。聚合物锂离子电池则以固体聚合物电解质来代替，这种聚合物可以是“干态”的，也可以是“胶态”的，目前大部分采用聚合物凝胶电解质。关于固态电池，严格意义上的是指电极和电解质均为固态的。

D、按电池实用性能分类

功率型电池和能量型电池。能量型电池以高能量密度为特点，主要用于高能量输出；功率型电池以高功率密度为特点，主要用于瞬间高功率输出、输出的电池。而功率能量型锂电池是伴随着插电式混合动力车的出现而出现的。它要求电池储存的能量较高，可以支持一段距离的纯电行驶，也要具备较好的功率特性，在低电量的时候进入混合动力模式。

简单理解，能量型类似于马拉松选手，要有耐力，就是要求高容量，对大电流放电性能要求不高；那么功率型就是短跑选手，拼的是暴发力，但耐力也要有，不然容量太小就跑不远。

二、锂电池材料构成

四大主材：正极材料、负极材料、隔膜、电解液

辅材：NMP、铜箔、铝箔、铝壳盖板、导电剂、粘结剂、其他（EMD）等。

三、制作工艺

锂电池的制造流程可分为电极制片、电芯装配、激活检测和电池组装四个主要工序。其中，电极制片又包括正极片和负极片制作，主要环节包括配料、搅拌、涂布、辊压、分切和极耳等步骤。

四、生产所需设备

按照锂离子电池的生产流程，锂电设备主要可以分为前端设备、中端设备和后端设备。

前端设备主要是针对电极制片工序，包括真空搅拌机、涂布机、辊压机和分切机等。涂布工艺要求将搅拌后的浆料均匀地涂在金属上，厚度精确到3μm以下，分切要需要保证切片表面不能存在任何毛刺，否则会对后续工艺产生很大影响。因此，前端设备是电池制造的核心设备，关乎整条生产线的质量。

中端设备主要覆盖电芯装配工序，主要包括卷绕机或叠片机、电芯入壳机、注液机以及封口焊接等设备。

后端设备主要覆盖电芯激活化成、分容检测以及组装成电池组等工艺。相对而言，中后端设备如入壳、封口、检测等机器相对简单，技术要求不高。

五、锂电池应用