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優勢何在鋰離子電池vs早期可充電電池从今年初心

发布时间:2020-02-14 21:23:40

  优势何在:锂离子电池vs早期可充电电池

  生意社05月29日讯

  可充電電池在我們生活中扮演著重要的角色。若是電池電耗光后無法進行再次充電,我們的日常生活真是無法想象。于電池,人們的關注點集中在它的比能量、使用壽命、負載特性、安全性、價格、自放電、環境問題、維修要求以及廢后處理等。

  铅酸电池---最早期的可充电电池体系之一。若不考虑在生活中的滥用和价格上的经济性,它是很耐用的一类电池,但其比能量低和循环寿命有限。铅酸电池广泛用在轮椅、高尔夫球车、装甲车、应急照明以及不间断能源供应上。

  镍镉电池---技术发展成熟,也被人们所熟知,一般用在对长使用寿命、大放电电流、极端温度和价格等要求较高的方面。因为环境污染问题,镍镉电池正被其他类化学电池逐渐取代。多用于电动工具、对讲机、飞机以及不间断电源供应设施等。

  镍氢电池---镍镉电池的切实取代者,比能量更高、所含有毒金属更少,用于医疗设备、混合动力汽车和工业应用上,同样也用在一般消费者所使用的AA和AAA电池上。

  锂离子电池---最有前景的电池体系,用于便携式消费产品和电动动力传动型车辆,比镍基电池和铅酸电池都要昂贵,并且需要保护电路来确保安全。锂离子电池又分三种主要的电池类型,以其阴极氧化物来命名,即钴酸盐、锰酸盐和磷酸盐。这三大锂离子电池体系的特点如下:

  钴酸锂盐或锂钴化物(LiCoO2):比能量高、负载能力中等以及使用寿命有限,其应用包括、笔记本电脑、数码相机和可穿戴式产品。

  锰酸锂盐或锂锰化物(LiMn2O4):可实现大的充放电电流,但比能量低使用寿命有限,可用在电动工具、医疗设备和电力动力传动型设施上。

  磷酸锂盐或锂磷化物(LiFePO4):与锂锰化物类似,电池单芯的额定电压为3.3V,循环寿命长,安全性高,但自放电率比其他锂离子体系要高。

  其他类锂离子基电池还有很多,它们中的一些会进一步介绍(包括这次没有讲到但同样流行的锂离子聚合物电池或锂聚合物电池)。通常锂离子体系的电池以它们各自的阴极材料而命名,锂聚合物电池则不同,它以其独特的架构而命名。在这一点上,可充电锂金属电池也一样,要想控制锂枝晶(会危及电池的安全使用)的生长,锂金属电池还需要进一步的发展,这个问题一旦解决,锂金属电池就会一举成为有着极高比能量和良好比功率的电池,也是新一代储能电池的理想选择。

  表1:四种常用二次电池的性能对比

  注:以上数据来自近几年发表的文章,只引用了在平均性能范围内的文章,没有引用超出平均性能范围的文章。

  (1)电池组的阻抗会受到电池容量、电路及电池数量的影响。锂离子电池的保护电路会增加约100m 的阻抗。

  (2)该数据基于18650型号的电池。阻抗取决于电池的尺寸及设计方案。

  (3)在维护良好的条件下得到该循环寿命的数据。

  (4)循环寿命取决于放电深度,浅放电深度会增加循环寿命。

  (5)自放电在刚充完电后是最严重的。镍铬电池在充完电24小时后会损失10%的电量,接着每30天损失10%的电量。温度越高,自放电越严重。

  (6)保护电路每月会消耗3%的电量。

  (7)真实电压应是1.25V,但1.2V用的更多。

  (8)低阻抗能减少欠载状态下的电压损失,且锂电池的额定电压往往高于3.6V。额定电压为3.7V或3.8V的电池也可以在3.6V条件下工作。

  (9)过载能力;过载后需要时间进行复原。

  (10)不要经常在零度以下充电。详见日后某篇专题:锂电池高低温充电分析。

  (11)将其充满电,防止硫化反应。

  (12)对大多数锂离子电池而言,充电截止电压为4.30V,放电截止电压为2.20V;对正极材料为磷酸铁锂的锂离子电池而言,其截止电压并不恒定,需单独进行设定。

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