什么是锂铁电池?锂铁电池具有哪些突出优点?
锂铁电池是2000年后由美国永备公司所推出来并得到成功市场化的新型绿色高能化学电源,在应用于需要的高能量高功率电源的电子设备和电动玩具方面,显示了非常优越的性能.在中等放电电流以上时,锂铁电池的放电时间可达碱锰电池的6倍左右;而与镍氢电池相比,其放电电压平台,储存时间具有显著优势。
总的来说,锂铁电池具有以下突出优点:
1、与碱锰电池的可互换性,在任何用途上都可以和碱性锌锰电池相互换;
2、具有更长的工作时间和更高更平的工作电压,尤其是在中等电流以上放电;
3、环保绿色电源,不使用任何汞、铬、铅等有毒物质;
4、储存性能好,放置期可以长达10年。
电池型号:LFB14505(AA)
放电容量:大于2700mAh(在1000mA放电电流下)
放电电压:~1.45V(在200mA的放电电流下)
储存寿命:10年
镍氢充电电池
由于镍镉电池(Ni-Cd)中的镉有毒,使废电池处理复杂,环境受到污染,因此它将逐渐被用储氢合金做成的镍氢充电电池(Ni-MH)所替代。从电池电量来讲,相同大小的镍氢充电电池电量比镍镉电池高约1.5~2倍,且无镉的污染,现已经广泛地用于移动通讯、笔记本计算机等各种小型便携式的电子设备。 镍氢电池是有氢离子和金属镍合成,电量储备比镍镉电池多30%,比镍镉电池更轻,使用寿命也更长,并且对环境无污染。 目前,更大容量的镍氢电池已经开始用于汽油/电动混合动力汽车上,利用镍氢电池可快速充放电过程,当汽车高速行驶时,发电机所发的电可储存在车载的镍氢电池中,当车低速行驶时,通常会比高速行驶状态消耗大量的汽油,因此为了节省汽油,此时可以利用车载的镍氢电池驱动电动机来代替内燃机工作,这样既保证了汽车正常行驶,又节省了大量的汽油。
金属电池其性质不够稳定而且不能充电,所以不属于二次电池。对于新能源汽车来讲,我们平时说的锂电池,就是指锂离子电池。
锂离子电池主要由正极(含锂化合物),负极(碳素材料),电解液,隔膜四个部分组成:
电池充电时,正极上锂原子电离成锂离子和电子(脱嵌),锂离子经过电解液运动到负极,得到电子,被还原成锂原子嵌入到碳层的微孔中(插入);
电池放电时,嵌在负极碳层中的锂原子,失去电子(脱插)成为锂离子,通过电解液,又运动回正极(嵌入);
锂电池的充放电过程,也就是锂离子在正负极间不断嵌入和脱嵌的过程,同时伴随着等当量电子的嵌入和脱嵌。锂离子数量越多,充放电容量就越高。
分类
因正极材料不同,锂离子电池主要分为:磷酸铁锂(LFP),镍酸锂(LNO),锰酸锂(LMO),钴酸锂(LCO),以及镍钴锰酸三元锂(NCM)、镍钴铝酸三元锂(NCA),负极材料主要采用石墨碳材料。
技术路线
基于上表,我们来理一理不同类型锂电池在市场的应用情况。
先说说钴酸锂,作为锂电池的鼻祖,当然也可能是作为动力电池先试试水,最先用在特斯拉Roadster上,但由于其循环寿命和安全性都较低,事实证明其并不适用作为动力电池。为了弥补这个缺点,特斯拉运用了号称世界上最顶尖的电池管理系统来保证电池的稳定性。钴酸锂目前在3C领域的市场份额很大。
第二是锰酸锂电池,主要最先由电池企业AESC提出,这个AESC来头可不小,是日产和日本电气股份有限公司(NEC)的合资。锰酸锂代表车型是为日产聆风,由于其价格低,能量密度中等,安全性也一般,具有所谓的较好综合性能。所谓成也萧何败也萧何,也是正因为这种不温不火的特性,其逐步被新的技术所替代。
接着是磷酸铁锂,作为比亚迪的主打,其稳定好,寿命长,且具有成本优势,特别适用于需要经常充放电的插电式混合动力汽车,但其缺点是能量密度一般。
对正确使用锂电池手机的重要提示
归结起来,我对锂电池手机在使用中的充放电问题最重要的提示是:
1、按照标准的时间和程序充电,即使是前三次也要如此进行;
2、当出现手机电量过低提示时,应该尽量及时开始充电;
3、锂电池的激活并不需要特别的方法,在手机正常使用中锂电池会自然激活。如果你执意要用流传的“前三次12小时长充电激活”方法,实际上也不会有效果。因此,所有追求12小时超长充电和把锂电池手机用到自动关机的做法,都是错误的。如果你以前是按照错误的说法做的,请你及时改正,也许为时还不晚。当然,在手机及充电器自身保护和控制电路质量良好的情况下,对锂电池的保护还是有相当保证的。所以对充电规则的理解才是重点,在某些情况下也是可以做出某种让步的。比如发现手机在你夜晚睡觉前必须充电的话,也可以在睡前开始充电。问题的关键在于,应该知道正确的做法是什么,并且不要刻意按照错误的说法去做。
二、电池保养
其实电池没有太多要顾及的使用注意,换句话说是顾及也没有太大用。一个电池能使用多少次,差别更多的来自电池本身制造中的个体差异,而不是使用方法。除了本身的电池品质之外,电池自身的使用寿命是有限的。一旦电池下了生产线,其寿命就开始流逝。不管你是否使用,锂电池的使用寿命都只在两到三年。电池容量下降的重要原因之一还是由于氧化引起的内部电阻增加,最后电解槽电阻会达到某个点,尽管这时电池充满电,但电池不能释放已储存的电量。许多朋友都认为初次使用锂电池应该充电16个小时以上,这样可以充分的激活电池,其实这样做并没有根据,这只是当年流行的镍氢或镍镉电池的充电方法,对于锂离子电池来说并不适用。因为这种以锂聚合物为核心的电池在理论上并没有记忆效应,即便有,也是完全可以忽略不计的。所以只需要冲3个小时左右就完全可以了,如果显示充电已完成,并且暂时不需要外接电源使用,那么就可以拔下电源,不必再等这么长的时间了。
误区一:PSP买回来需要反复充放电三次以便激活电池。除非买到的PSP是库存一年以上的产品,否则就不需要这样做,因为现在的电池电芯在出厂的时候已经经过激活,而电芯在封装成PSP电池的时候又经过一次相当于激活的检验,因此你拿到手的电池,早已是被激活过的了,再做三次充放电过程只是无谓的增加电池的损耗。
误区二:第一次充电必须充够12小时。这对于早期那些没有电池控制电路的镍氢电池设备是适用的,但对于如今具有智能充放电控制模块的PSP来说却是个笑话,当PSP电池充满之后,充电电流就会被自动切断,并且在系统显示为“外接电源”。哪怕你继续充120个小时,状态也不会有任何变化了,一般来说,3小时也完全充满了,剩下的“充电”只是浪费自己的时间。反而是拿到新机器的时候应该先把电量放光再充电。
误区三:电池需要每月一次彻底充放。对于记忆效应很强的镍氢电池,这是必须的工作,但对于锂电池,这个周期却太频繁了,锂电池在理论上是消除记忆效应的,即便有,也已经大大减弱了可忽略不计的程度,如果你使用电池很频繁,那么你应该将电池放电到比较低(大约10~15%)再充电,但如果放电到连机器都开不了(0~1%),就属于对锂电池的有较大损伤的深度放电,一般来说每2个月做一次这样的操作就可以了。如果你很少使用电池,那么只要每3个月进行一次这样的操作就可以了。
误区四:边充电边工作,或者充电完成后会继续使用外接电源会损害主机和电池。这是最为可笑的一个论点。所谓孔穴电子、次充等机理层面的理论性论调,在实际中能得到多少反应呢?电池工业学术界对此的看法首先是不统一的。理论尚且有分歧,如何拿来指导消费者使用的实际?电池的损耗分为正常损耗和伤害性损耗,外接电源使用和边充电边使用真正造成的损耗程度,完全在电池正常损耗范围以内,也就是说,无论有如何系统的理论化维护措施,电池都是会老化的,这就如同多么神奇的化妆品和保养也不能阻止美女变成老太婆,最多只是延缓而已,但表面的粉饰所起到的真正效用究竟能有多少,这绝不是理论所能解释的——尊重实际使用经验才是正确和科学的认识观。也许有人说,唯一避免电池老化的方法是不使用(所以很多人会选择将电池拿下来),但这样一来令PSP便携性失去意义,二来电池即便在封存状态下,也是随着时间的延长而自然老化的。电池实际上是一种半易耗品,只要电池为你带来了足够的便捷和快乐,我想它们的牺牲才是有价值的。