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电池知识

锂电池在当下已成主流,那其有哪些优点和缺点呢?

来源:宝鄂实业    2019-04-17 13:16    点击量:

      在锂电池出现之前,原电池可以说是它的鼻祖,那原电池又是如何诞生的呢?这要追溯到18世纪末期,当时意大利生物学家伽伐尼正在进行著名的青蛙实验,当用金属手术刀接触蛙腿时,发现蛙腿会抽搐,多次实验后伽伐尼认为这可能是“动物电”。

  而伽伐尼的朋友伏打看到这一现象,经过多次实验,发现只要有两种不同金属互相接触,中间隔以湿的硬纸、皮革或其他海绵状的东西,不管有没有蛙腿,都有电流产生,从而否定了“动物电”的观点。因为伏打认识到蛙腿收缩只是放电过程的一种表现,两种不同金属的接触才是电流现象的真正原因。于是,伏打列出了锌-铅-锡-铁-铜-银-金的次序,这就是著名的伏打序列。1800年,伏打据此原理设计出了被称为伏打电堆的装置,锌为负极,银为正极,用盐水作电解质溶液。

  以上的小故事只是原电池的发明史,之后被人们经常使用的原电池有锌-锰干电池、锌-汞电池、锌-银扣式电池及锂电池等。其中,锂电池源于伟大的发明家爱迪生,它是由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池,不过,由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属在加工、保存、使用方面,对环境要求非常高,所以在那个年代锂电池长期没有得到应用。时至今日,随着科学技术发展,锂电池已成主流。

 

  高能/环保改变手机行业的技术之锂电池

  既然锂电池在当下已成主流,那其有哪些优点和缺点呢?我们先来看看它的优点:1、能量比较高2、使用寿命长;3、额定电压高;4、自放电率很低,这是该电池最突出的优越性之一,不到镍氢电池的1/20;5、高低温适应性强,能在-20℃--60℃的环境下使用,经过工艺上的处理,可以在-45℃环境下使用;6、绿色环保,不论生产、使用和报废,都不含有、也不产生任何铅、汞、镉等有毒有害重金属元素和物质;7、生产基本不消耗水,对缺水的国家来说正合适。缺点方面:1、锂电池的安全性差,有爆炸的危险;2、生产要求条件高,成本也随之上涨;3、使用条件有限制,高低温使用危险大。

一、电压不一致,个别偏低

  1.自放电大造成电压低

  电芯自放电大,使其电压降低比其它快,电压低可以通过存贮后检电压来消除。

  2.荷电不均造成电压低

  电池检测后在荷电时,由于接触电阻或检测柜荷电电流不一致造成电芯荷电不均。在短时间存放(12小时)测电压差别很小,但长期存放时电压差别较大,这种低电压并无质量问题,可以通过充电解决。在生产中荷电后存放超24小时测电压。

  二、内阻偏大

  1.检测设备差别造成

  如果检测精度不够或者不能消除接触电组,将造成显示内阻偏大,应采用交流电桥法原理测试内阻仪器检测。

  2.存放时间过长

  锂电池存放过长,造成容量损失过大,内部钝化,内阻变大,可以通过充放活化来解决。

  3.异常受热造成内阻大

  电芯在加工(点焊、超声波等)使电池异常受热,使隔膜产生热闭合现象,内阻严重增大。

  三、锂电池膨胀

  1.锂电池充电时膨胀

  锂电池在充电时,锂电池会自然产生膨胀,但一般不超过0.1mm,但过充电就会造成电解液分解,内压增大,锂电池膨胀。

  2.加工时膨胀

  一般是出现加工异常(如短路、过热等)造成内部受热过大电解液分解,锂电池膨胀。

  3.循环时膨胀

  电池在循环时,厚度会随着循环次数增加而增加,但超过50周次以后基本不在增加,一般正常增加量在0.3~0.6mm,铝壳较为严重,此种现象属于正常电池反应造成。但如果增加壳体厚度或减少内部物料可以适当减轻膨胀现象。

  四、点焊后电池有掉电现象

  铝壳电芯在点焊后电压低于3.7V,一般是因为点焊电流过大致使电芯内部隔膜击穿而短路,造成电压下降过快。

  一般是点焊位置不正确所致,正确点焊位置应该在底部或有标记“A”或“—”侧面点焊,无标识侧面和大面是不能点焊的。另外有些是点焊镍带可焊性太差,因此必须使用很大电流点焊,致使内部耐高温胶带也不能起作用,造成电芯内部短路。

  点焊后电池掉电也有部分是由于电池本身自放电较大所致。

  五、电池爆炸

  产生电池爆炸一般有以下几种情况:

  1.过充爆炸

  保护线路失控或检测柜失控使充电电压大于5V,造成电解液分解,电池内部发生剧烈反应,电池内压迅速上升,电池爆炸。

  2.过流爆炸

  保护线路失控或检测柜失控使充电电流过大造成锂离子来不及嵌入,而在极片表面形成锂金属,穿透隔膜,正负极直接短路造成爆炸(很少发生)。

  3.超声波焊塑料外壳时爆炸

  超声波焊塑料外壳时,由于设备原因使其超声波能量转移至电池芯上,超声波能量很大使电池内部隔膜熔化,正负极直接短路,产生爆炸。

  4.点焊时爆炸

  点焊时电流过大造成内部严重短路产生爆炸,另外,点焊时正极连接片直接与负极相联,使正负极直接短路后爆炸。

  5.过放爆炸

  电池过放电或过流放电(3C以上)容易使负极铜箔溶解沉积到隔膜上使正负极直接短路产生爆炸(很少发生)。

  6.振动跌落时爆炸

  电芯在剧烈振动或跌落时造成的电芯内部极片错位,直接严重短路而爆炸(很少发生)。

  六、电池3.6V平台低

  1.检测柜采样不准或检测柜不稳定造成测试平台低。

  2.环境温度过低造成平台低(放电平台受环境温度影响很大)

  七、加工不当造成

  (1)用力移动点焊正极连接片造成电芯正极接触不良,使电芯内阻大。

  (2)点焊连接片没有焊牢,接触电阻大,使电池内阻大。