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什么是锂电池?工作原理是什么?

来源:宝鄂实业    2019-04-06 16:39    点击量:
近年来,锂电池在我国发展越来越好,得到了广大消费者的青睐。但是却还是有不少的消费者不太明白什么是锂电池,它的工作原理是什么?下面,小编就详细的为大家解惑,一起来看看吧。
 
 
一、什么是锂电池
 
什么是锂电池?锂电池主要是指在电极材料中使用了锂元素作为主要活性物质的一类电池。锂电池具有重量轻、容量大、无记忆效应等优点,因此这也是它在各个方面得到广泛应用的重要原因。
 
 
 
二、锂电池工作原理是什么
 
锂电池的工作原理就是指其充放电原理。当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,到达负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。
 
 
 
同样道理,当对电池进行放电时(即我们使用电池的过程),嵌在负极碳层中的锂离子脱出,又运动回到正极。回到正极的锂离子越多,放电容量越高。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。
 
 
 
难看出,在锂电池的充放电过程中,锂离子处于从正极; 负极; 正极的运动状态。如果我们把锂离子电池形象地比喻为一把摇椅,摇椅的两端为电池的两极,而锂离子就象优秀的运动健将,在摇椅的两端来回奔跑。所以,专家们又给了锂离子电池一个可爱的名字摇椅式电池。
第二种均衡方法我没有实验过,就是飞渡电容法。简单的说就是每一节电池并联一个电容,通过开关这个电容既可以并联到本身这节电池上,也可以并联到相邻的电池。
 
 
 
当某节电池电压过高,首先将电容与电池并联,电容电压与电池一致,然后将电容切换到相邻的电池,电容给电池放电。实现能量的转移。
 
 
 
由于电容并不消耗能量,所以可以实现能量的无损转移。但这种方式太繁琐了,现在的动力电池动不动几十节串联,要是采用这种方式,需要很多开关来控制。
 
 
 
 
飞渡电容法工作原理图,
 
只是画出相邻两节电池的均衡原理图。
 
 
 
第一次做均衡,是做的一款动力电池组的充电,电池容量 80ah 的两组并联,要求均衡电流为 10a。原来了解的一点均衡的原理根本不够用,这么大电流都相当于一个一个的小模块了,最后还真的是采用 n 个小模块串联,每节电池并联一个小模块,如果单体电池电压低于设定值,启动相应的并联模块,对低电压电池启动充电,补充能量提升电压,实现均衡。
 
 
下图为当时采用的均衡电路的示意图,DC-DC 输入母线既可以是电池电压,也可以是别的模块提供的直流输入,根据需要灵活配置。
 
 
 
 
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主动均衡方法可以采用我前面提到的一个变压器多路输出的方法。
 
 
 
如果你想利用下面的电路示意图,做一个多路输出的反激电源,利用各个模块的输出电压来对电池实现均衡,我估计你需要很深的功力才可以,因为单单交叉调整率这一项就很难。但是,利用这个电路,我们可以换一下思路,各路输出不需要稳压,当然为了防止开路损坏输出电容,我们可以做一个简单的原边反馈。然后在每路输出到电池之间串联一个电子开关,由于这种均衡是配合电池管理系统一起工作的,因此每路输出只要串联一个电子开关,由管理单元控制即可,哪路电压地我们就可以打开这个电子开关,有电源输出给该节电池充电,直到所有单体电池电压达到我们的期望值。
 
 
采用这种均衡方法,曾经做过 1000AH,7串电池及 300AH,80串电池的均衡,均衡完成后,所有单体电池电压可以达到 5mV 以内。