要想使新电池在短时期内达到最佳使用效果噶怎么做?
随着电动汽车及用于固定位置的大型蓄电池系统在家庭及社会生活中的普遍应用,在充电电池由镍氢电池向锂离子电池的过渡逐步完成以后,不但锂电池的研发方向出现了多用途发展的趋势,而且也诞生了锂离子电容器和液流电池两种新的蓄电技术路线。下面对这三种蓄电方式各自的优缺点作一比较:
1、锂电池利用锂离子在正负极间的来回嵌入和脱嵌进行化学反应而工作,因此可以组合成多种正极材料与负极材料以实现不同的目的,如高功率型、大容量型、耐高温型、长寿命型等不同突出性能的锂电池,但同时获得全优或者多项重要参数优秀的锂电池还需要新材料技术的革命。动力型锂电池目前在全球范围内比较发达的地区是欧美、东亚,锂电池强国则有中美日韩等。
2、锂离子电容器是对传统的双电层电容器的改进品种,负极与锂离子电池的原理相同,正极则利用双电层效应产生的静电容量。这样,锂离子电容器既具备了双电层电容器的高功率及长寿命优点,又具备锂离子电池的高容量特点,锂离子电容器之所以比双电层电容器的能量密度高是因为单元的电压及静电容量增加。
这种效果通过两个途径来实现:(1)、通过添加锂离子使电容器由传统的双电层电容器电压由2.5V~3V上升到4V,(2)、负极因为可得到锂离子,因而高于双电层电容器原来的活性碳,而提高了至少1倍的容量。
3、氧化还原液流电池是采用隔膜隔离开两种离子溶液,设置在两种溶液中的电极(正极和负极)随着溶液通过用泵对储液罐工作而开始的循环流动分别进行氧化反应和还原反应。
液流电池的能量密度相对锂电池来说比较低,但可以很容易地提高输出功率(通过增设单元堆栈)和容量(通过增设钒溶液罐),因而,对于大型储电设施的高功率和大容量要求有着特别优势,也因此成为动力汽车驱动的未来能量之一
Eamex公司是日本一家汽车配件生产商,去年年初,公司针对动力锂电池在某些性能方面的缺陷进行了改造,从而提升了锂电池快速充电性能和其他性能。
在去年2月份,公司开发了一款锂离子电容器,实现了100Wh/L的能量密度,比现有锂离子电容器20~40Wh/L的能量密度提高数倍。在此基础上,Eamex计划达到锂电池300Wh/L的能量密度。这款产品通过采用新材料实现了五个方面的改进:
1、比表面积提高:这种电容型锂电池使用金属电极夹住固体高分子膜,通过优化金属电极制造时的电镀条件使比表面积提高到公司原有相同规模产品的10倍。
2、与锂离子电池相同,通过锂离子穿过电解液在电极上的嵌入和脱嵌,得到或失去电量,形成电池容量。这种方式使其有向锂离子电池能量密度接近的可能,这一参数目前是100Wh/L。
3、与双电层电容器相比,其充电反应表现为物理吸附形式,而不是靠锂离子的氧化还原反应。这提高了电容型锂电池的快速充放电性能,充电时间只要10分钟即可。
4、因为改化学反应为物理反应,因而输出密度与充放电循环寿命问题得以解决。输出密度为1500W/L,与现有双电层电容器相同,但充放电寿命则达到10万次。
5、短路时,电极表面的固体高分子成分被破坏,可在瞬间变成绝缘状态,不会发生燃烧和爆炸,因而确保了安全性。
在去年三月初的时候,公司又对外发布了一款“高分子玻璃电池”,该电池采用硫化物玻璃作为负极活性物质,如果用于制作锂离子电池负极,可以使电池快速充放电,因而具有优秀的充放电性能。Eamex在采用这种负极材料时是与导电性高分子膜正极材料匹配使用的,在这种环境下,负极材料表现了以下优秀性能:
1、材料防水防氧化效果好,锂离子在正负极间运动时,不会在穿过电解液的过程中产生锂枝晶,预防了锂枝晶穿透隔膜而出现内部短路。
2、负极材料与导电性高分子锂电池具有相容性,可以达到与聚合物锂电池一样的性能效果。
3、高倍率充放电性能稳定,在1C条件下,充放电1万次后有望保持90%以上的容量。
4、快速充电能力强,用于动力锂电池时,可以有效地改善在途充电状况。
上述两款产品都有针对锂离子电池某个方面性能的改善,更准确地说,是为了解决电动汽车用动力锂电池在高倍率充放电、快速充电以及工作过程中电量储存存在的问题而体现的针对性,算得上是两种改良型动力锂电池。
锂电池保养的目的就是要使锂电池性能保持在优化状态,由于锂电池在工作时一般只是正常与否的现象,所以,锂电池保养的工作主要体现在使用用电器具前的充电行为和搁置期间的注意事项两个部分。
一、锂电池保养中的科学充电行为:
1、要想使新电池在短时期内达到最佳使用效果,可以进行三次或以上完全的充放电,当然,也可以不这样做。如果说明书上有此要求,还是应该按照说明书要求来做,这样有利于日后的锂电池保养;
2、选择正宗锂电池充电器厂家生产的充电器,并遵照说明书操作,在使用快速充电器时,如果指示灯转变时,表示充满了90%,此时不能着急,可以等到电池完全充满;
3、关机充电比开机充电好;
4、工作温度在-20℃到60℃之间,为此,最好是在室温下进行充电,并且不要在充电时在手机上覆盖其他东西。
二、锂电池保养中的科学搁置状态:
1、贮藏温度最好选择在4℃到35℃之间,不要将电池暴露在高温或严寒下,一只已经启用的锂电池一般至少有一半时间处于搁置状态,因而适宜的温度对锂电池保养具有最经常和最重要的意义;
2、长期不用的锂电池,每个月要进行一次类似“激活”的充放电,做一次电量校准。因为,长期不用的锂电池会发生电池电极钝化,应该让锂电池内的电子处于流动状态,钝化会破坏电极结构,从而影响电池寿命。当然,最好的情况是使其保持半荷电状态。
任何方法都是在一定条件下有效的,锂电池保养的措施并不是延长锂电池寿命,而是在锂电池设计的有效循环周期内延长锂电池的使用寿命。明乎此,就要把锂电池保养的意义定位在不使其减少寿命上,以此体现出锂电池保养的经济性来。