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电池知识

聚合物锂电池和锂电池的区别是什么你知道吗?

来源:宝鄂实业    2019-06-28 14:55    点击量:

聚合物锂电池一般指聚合物锂离子电池,根据锂离子电池所用电解质材料的不同,锂离子电池分为液态锂离子电池和聚合物锂离子电池或塑料锂离子电池。你知道聚合物锂电池和锂电池区别是什么吗?下面来看看吧。

  一、聚合物锂电池和锂电池区别

  相对于锂离子电池,锂聚合物电池的特点如下:

  1.无电池漏液问题,其电池内部不含液态电解液,使用胶态的固体。

  2.可制成薄型电池:以3.6V400mAh的容量,其厚度可薄至0.5mm。

  3.电池可设计成多种形状。

  4.电池可弯曲变形:高分子电池最大可弯曲900左右。

  5.可制成单颗高电压:液态电解质的电池仅能以数颗电池串联得到高电压,高分子电池。

  6.由于本身无液体,可在单颗内做成多层组合来达到高电压。

  7.容量将比同样大小的锂离子电池高出一倍。

  二、聚合物锂电池寿命

  正确的说法:锂电寿命和充电周期的完成次数有关,和充电次数没有直接关系。

  简单的理解,例如,一块锂电在第一天只用了一半的电量,然后又为它充满电。如果第二天还如此,即用一半就充,总共两次充电下来,这只能算作一个充电周期,而不是两个。因此,通常可能要经过好几次充电才完成一个周期。每完成一个充电周期,电量就会减少一点。不过,减少幅度非常小,高品质的电池充过多次周期后,仍然会保留原始电量的80%,很多锂电供电产品在经过两三年后仍然照常使用,就是这个原因。当然锂电寿命到了最终还是需要更换的。

  锂电的寿命一般为300~500个充电周期。假设一次完全放电提供的电量为Q,如不考虑每个充电周期以后电量的减少,则锂电在其寿命内总共可以提供或为其补充300Q-500Q的电力。由此我们知道,如果每次用1/2就充,则可以充600-1000次;如果每次用1/3就充,则可以充900~1500次。以此类推,如果随机充电,则次数不定。总之,不论怎么充,总共补充进300Q~500Q的电力这一点是恒定的。所以,我们也可以这样理解:锂电池寿命和电池的总充电电量有关,和充电次数无关。深放深充和浅放浅充对于锂电寿命的影响相差不大。

  事实上,浅放浅充对于锂电更有益处,只有在产品的电源模块为锂电做校准时,才有深放深充的必要。所以,使用锂电供电的产品不必拘泥于过程,一切以方便为先,随时充电,不必担心影响寿命。

  如果在高于规定的操作温度,即35°C以上的环境中使用锂电,电池的电量将会不断的减少,即电池的供电时间不会像往常那样长。如果在这样的温度下,还要为设备充电,那对电池的损伤将更大。即使是在较热的环境中存放电池,也会不可避免的对电池的质量造成相应的损坏。所以,尽量保持在适益的操作温度是延长锂电寿命的好方法。

  如果在低温环境,即4°C以下中使用锂电,同样也会发现电池的使用时间减少了,有些手机的原装锂电在低温环境中甚至充不上电。但不必太担心,这只是暂时状况,不同于高温环境下的使用,一旦温度升起来,电池中的分子受热,就马上恢复到以前的电量。

  要想发挥锂离子电池的最大效能,就需要经常用它,让锂电内的电子始终处于流动状态。如果不经常使用锂电,请一定记得每月给锂电完成一个充电周期,做一次电量校准,即深放深充一次。

 

对于18650电池在电动车上的应用领域,在目前现有技术水平下,个人认为微型电动车是一个不错的选择,当前不便应用于客车领域,基于如下考虑:

  一、18650在微型车上应用能够实现“长短互补”

  微型电动车的特点是小、灵活,但对续航里程又高于传统的低速电动车,而这两个互相制约的要求对电池的适应性提出了比较高的要求。而18650电池的特点是能量密度高,能够在很小的空间里实现尽可能多的装载量。这两个“小”的结合可以实现整车的效能最大化,这是其一。

  其次,微型电动车动力要求一般在10-20 kWh之间,对18650的需求量单车一般在1000-2000支之间,这对于电池系统的组装、连接的考验不是很大,国内目前已经出现了几家很有特色的18650电池系统集成商,可以满足客户的需求;同时,由于串联数量相对乘用车要少,所以管理起来相对容易,管理系统的技术也相对成熟。这也是18650能够在微型车上应用好的重要保障。

  二、18650的品质控制和系统技术的可靠性致使不宜在客车领域批量应用

  按照国际上制造能力最好的电池厂的控制能力,电池失效概率约为ppb水平,如果按客车100 kWh的装载量,即10万辆车(单只电池按10 Wh计算)里面就有一辆出现安全问题;如果按ppm级的控制水平,那么100辆中就有一辆出现失效的概率,这是一个很高的失效概率,这仅仅是考虑到电池的制造过程的控制能力。

  其次,由上万支18650电池组装成的电池系统,不仅对电池的组装技术,同时对电池的管理技术也带来很大的挑战,技术要求含量非常高。不可否认的是好的组装和管理技术能够使问题电池可控,即降低问题电池的失效概率;反之会加速电池的劣化,加速问题电池失效的速率。

锂电池相比如铅酸、镍铬、镍氢等传统电池,不产生铅、汞、镉等有毒有害重金属元素,污染相对较轻。且其电解液为有机溶剂和锂盐,大多为无毒或低毒。锂离子电池特性

  (1)电压平台

  锂离子电池由于采用的正负极材料不同,其单体电池的工作电压范围为3.7~4V,其中应用规模较大的磷酸铁锂单体电池工作电压为3.2V,是镍氢电池的3倍、铅酸电池的2倍。

  (2)比能量

  当前乘用车锂离子动力电池的能量密度接近200Wh/kg,预计2020年达到300Wh/kg。

  (3)电池寿命长

  电化学材料特性的制约,锂离子电池的循环次数相对较长,以磷酸铁锂为例,单体电池循环次数可以达到2000次以上,成组后仅为1000次以上。

  (4)对环境影响小

  锂离子电池采用轻金属锂,尽管不含汞、铅等有害重金属,被认为是绿色电池,对环境污染较小。

  (5)成本相对比较高

  锂离子电池初期购置成本高,以目前公交车用动力电池主流产品磷酸铁锂电池为例,价格大约在2500元/kWh,随着电动汽车的普及,有望在2020年降低到1000元/kWh以下。由于单体电池成组后循环次数的制约,公交车通常在3年左右即需要更换电池,运营单位成本压力较大。

  (6)对电网影响不大

  首先大规模应用纯电动汽车,由于充电需求较大,充电设备对电网的谐波干扰将会凸显,影响电网的供电质量;其次,在快充时,由于是大倍率充电,因此充电功率较高(乘用车在50kW、客车在150~250kW左右),对电网的负荷冲击较大。