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电动无人机用的是什么电池,动力锂电池的技术及应用详解

来源:宝鄂实业    2019-04-14 11:11    点击量:
聚合物锂电池,又叫做高分子锂电池,是新一代的锂电池,具有能量密度高、轻量化、可弯曲、可超薄化,可做成任意形状等优点。同样体积的锂聚合物锂电池的容量能够达到一般锂电池的一倍,而且成本更低更安全。一般聚合物锂电池用铝塑或防火塑料包装。
 
聚合物锂电池的原理与液态锂相同,主要区别是电解液与液态锂不同。电池主要的构造包括有正极、负极与电解质三项要素。聚合物锂离子电池在这三种主要构造中至少有一项或一项以上使用高分子材料做为主要的电池系统。而在所开发的聚合物锂离子电池系统中,高分子材料主要是被应用于正极及电解质。
 
正极材料包括导电高分子聚合物或一般锂离子电池所采用的无机化合物,电解质则可以使用固态或胶态高分子电解质,或是有机电解液,一般锂离子技术使用液体或胶体电解液,正极发生的反应为:
 
 
聚合物锂电池作为一种电化学电源,天然的具有电压、内阻、容量、比能量、比功率等特性参数。出于两个方面的目的,对电池的参数进行测量和评价。一个是为了实现主动控制的目的,比如,电池单体电压不一致,使得系统能量存储能力降低,如果能够主动调节两极的单体电压,则可以起到放大系统容量的效果。另一个是为了安全考虑,电池的参数有其固定的范围,检测电池参数,实施监控其边界,可以起到表征电池安全状态的作用。聚合物锂电池的主要性能参数是电池设计,生产过程中的一个重要环节,对电池的性能评估起着重要作用。
 
3.1电压
 
电池的开路电压(V),即电池外部不接任何负载或电源,测量电池正负极之间的电位差,即为电池的开路电压。工作电压,与开路电压相对应,即电池外接上负载或电源,有电流流过电池,测量所得的正负极之间的电位差。
 
单片电芯是指1S电池,其额定电压为3.7V。单片锂电芯的实际电压为2.75~4.2V,锂电上标的电容量是4.2V放电至2.75V所获得的电量。每节锂电池的电压通常为3.7v到4.2v,也就是说每一节锂电池的空电电压为3.7v,满电电压为4.2v。
 
3.2电池容量
 
电池容量的定义:能够容纳或释放的电荷Q,即Q=It,电池容量(Ah)=电流(A)x 放电时间(h),单位一般为Ah或mAh。例如电池标注22000mAh,在工作时电流为1A时,理论上可以使用2.2h。
 
3.3电池能量
 
电池储存的能量,单位为Wh(瓦时),能量(Wh)=电压(V)×电池容量(Ah)。
 
例如,标识为3.7V/22000mAh的6S电池,其能量为488.4Wh,把2块这样的电池串联,就组成了一个电压是44.4V,容量为22000mAh的电池组,虽然没有提高电池容量,但总能量确提高了2倍。
 
3.4能量密度
 
单位体积或单位质量电池释放的能量。如果是单位体积,即体积能量密度(Wh/L),很多地方直接简称为能量密度;如果是单位质量,就是质量能量密度(Wh/kg),也可称作比能量。如一节锂电池重300g,额定电压为3.7V,容量为10Ah,则其比能量为123 Wh/kg。比能量越大,电池续航能力越强。
 
3.5功率密度
 
将能量除以时间,便得到功率,单位为W或kW。同样,功率密度是指单位质量或单位体积电池输出的功率,单位为W/kg或W/L,也可称作比功率。比功率是评价电池是否满足电动无人机加速性能的重要指标。比能量和比功率究竟有什么区别在于比能量高的动力电池耐力好,可以长时间工作,保证无人机续航里程长;比功率高的动力电池,响应速度快,可以提供很高的瞬间电流,提高无人机的加速性能。
 
3.6放电倍率
 
放电倍率(C)是指在规定时间内放出其额定容量(Q)时所需要的电流值,它在数值上等于电池额定容量的倍数。放电倍率决定了电池的放电电流(A),例如,对于容量为24Ah,放电倍率5C的电池,它的放电电流就是120A。如果其放电倍率为2C,0.5小时放电完毕;用12A充电,如果其充电倍率为0.5C,2小时充电完毕;
 
电池的充放电倍率,决定了我们可以以多快的速度,将一定的能量存储到电池里面,或者以多快的速度,将电池里面的能量释放出来。