镍镉、镍氢、锂离子充电电池基本知识

日期: 2024-06-09 11:10:43|浏览: 72|编号: 72842

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镍镉、镍氢、锂离子充电电池基本知识

1. 一次电池与充电电池有何区别?

电池内部的电化学性质决定了该类电池是否可充电,从它们的电化学组成以及电极的结构可以看出,真正的可充电电池内部结构间的反应是可逆的。

理论上,这种可逆性不会受到循环次数的影响。由于充电和放电都会使电极的体积和结构发生可逆变化,因此充电电池的内部设计必须支持这种变化。由于一次电池只做一次放电,其内部结构要简单得多,不需要支持这种变化。因此,一次电池是不能充电的。这种做法非常危险,也不经济。如果需要反复使用,应该选择真正循环次数在1000次左右的充电电池。这种电池也可以称为一次电池或蓄电池。

2. 一次电池和二次电池还有其他区别吗?

另一个明显的区别是它们的能量和负载能力,以及自放电率。二次电池的能量比一次电池高得多,但负载能力相对较小。

3.可充电便携式电池有哪些优点和缺点?

充电电池寿命较长,可循环使用1000次以上,虽然价格较干电池高,但经常使用更划算。充电电池的容量比同规格的碱锰电池或锌碳电池低,例如放电速度较快。

另一个缺点是,由于它们的放电电压几乎恒定,很难预测放电何时结束。放电结束时,电池电压会突然下降。如果你在相机中使用它,如果电池突然没电了,你就必须停止使用。

但另一方面,可充电电池可以提供比大多数一次电池更高的容量。

然而,锂离子电池由于其容量高、能量密度高,并且放电电压随着放电深度的增加而逐渐下降,因此在摄影器材中得到了广泛的应用。

4、充电电池如何实现能量转换?

每一个电池都具备电化学转换的能力,也就是把储存的化学能直接转换成电能。在二次电子的情况下(也叫蓄电池)(另一个术语也叫可充电便携式电池),在放电过程中,化学能转换成电能;而在充电过程中,电能又转换回化学能。这个过程根据电化学系统的不同,可以充放电500次以上,我们的产品Li-ion可以反复充放电1000次以上。Li-ion是一种新型的可充电便携式电池。它的额定电压为3.6V,它的放电电压会随着放电的深度逐渐下降,不像其他充电电池,在放电结束时电压会突然下降。

5.什么是锂离子电池?

Li-ion是由锂电池发展而来的。所以在介绍Li-ion之前,我们先来介绍一下锂电池。比如之前相机里用的纽扣电池就属于锂电池。锂电池的正极材料是锂金属,负极是碳。当电池充电的时候,电池的正极上会产生锂离子,产生的锂离子通过电解液向负极移动。而作为负极的碳是层状结构,它上面有很多微孔,到达负极的锂离子就嵌入在碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量就越大。同样的,当电池放电的时候(也就是使用电池的过程),嵌入在负极碳层的锂离子就会被释放出来,向正极移动,向正极移动的锂离子越多,放电容量就越大。我们通常说的电池容量就是指的放电容量。Li-ion在充放电的过程中,锂离子处于从正极→负极→正极的移动状态。 Li-ion就像一把摇椅,摇椅的两端就是电池的两极,锂离子就像运动员一样在摇椅上来回奔跑,所以Li-ion又被称为摇椅电池。

6. 锂离子电池由哪些部分组成?

(1)电池上下盖 (2)正极——活性物质为钴酸锂 (3)隔膜——特制复合膜

(4)负极-活性物质为碳 (5)有机电解液 (6)电池外壳(分为钢壳和铝壳)

7. 锂离子电池的优点和缺点是什么?

锂离子具有以下优点:

1)单节电池工作电压高达3.6-3.8V:

2)比能量高。实际可以达到的比能量为100-115Wh/kg和240-253Wh/L(分别为镍镉电池的2倍和镍氢电池的1.5倍)。未来随着技术的发展,比能量可高达150Wh/kg和400Wh/L

3)循环寿命长,一般可达500次以上,甚至1000次以上。对于小电流放电的电器,电池寿命的提高将成倍提高电器的竞争力。

4)安全性能好,无污染,无记忆效应。锂电池作为Li-ion的前身,由于金属锂容易形成枝晶,造成短路,应用范围受到限制。Li-ion不含镉、铅、汞等对环境有污染的元素。镍镉电池采用某些工艺(如烧结)的一大缺点是“记忆效应”,严重制约了电池的使用,而Li-ion则完全没有这个问题。

5)自放电低

充满电的锂离子电池在室温下存放一个月的自放电率约为 10%,远低于镍镉电池的 25-30% 和镍氢电池的 30-35%。锂离子电池也存在一定的缺点,例如:

1)电池成本较高。主要体现在价格较高(钴资源较少)和电解液体系净化难度大。

2)不能大电流放电。由于有机电解液体系等原因,电池内阻较其他类型电池较大,因此需要较小的放电电流密度,一般放电电流在0.5C以下,只适合中小电流用电器。

3)需有保护线路控制。

A、过充保护:电池过度充电会损坏正极结构,影响性能和寿命;同时过充会造成电解液分解,内压过高,产生漏液等问题;所以必须用4.1V-4.2V恒压充电;

B、过放电保护:过度放电会导致活性物质难以恢复,所以也需要保护电路控制。

8. 锂离子的制造过程是什么?

1)成分

将特制的溶液和粘合剂分别与粉状正极、负极活性材料混合,经过高速搅拌后,制成浆料状的正极、负极材料。

2)吐墨

将配制好的浆料均匀涂在金属箔表面,干燥,分别制成正极片和负极片。

3)组装

将正极片、隔膜、负极片、隔膜按从上到下的顺序排列,通过卷绕制成电池芯,再经过注入电解液、封口工序,完成电池组装工序,最终制成成品电池。

4)组建

使用专用的电池充放电设备对成品电池进行检测,对每一只电池进行测试,挑选出合格的成品电池进行发货。

9. 锂离子的安全特性是如何实现的?

为了保证锂离子电池的安全可靠使用,专家们进行了非常严格和细致的电池安全性能设计,以达到电池安全考核指标。

1)135℃时隔膜自动关闭保护

采用国际先进的PP-PE三层复合膜,当电池温度升至120℃时,PE复合膜两侧膜孔闭合,电池内阻增大,电池内部温升减缓。当电池温度升至135℃时,PP膜孔闭合,电池内部电路短路,电池不再发热,确保了电池的安全可靠性。

2)电解液中添加添加剂

当电池过充,电池电压高于4.2V时,电解液添加剂与电解液中其他物质聚集,电池内阻明显增大,电池内部形成大面积短路,电池不再发热。

3)电池盖复合结构

电池盖采用缺口防爆球结构,当电池升温时,电池内部在激活过程中产生的部分气体膨胀,电池内压升高,当压力达到一定程度时,缺口破裂,释放出气体。

4)各种环境滥用测试

通过各种滥用测试,如外部短路、过充、穿刺、撞击、焚烧等,考察电池的安全性能。同时对电池进行温度冲击测试和振动、跌落、冲击等机械性能测试,考察电池在实际使用环境下的性能。

9、充电限制电压是多少?额定容量?额定电压?终止电压?

A.充电限制电压

按照厂家规定,电池由恒流充电转为恒压充电时的电压值。

B.额定容量

制造厂家标明的电池容量是指在环境温度20℃±5℃的条件下,电池以5h的率放电至终止电压时应提供的电量,用C5表示,单位为Ah(安培小时)或mAh(毫安小时)。

C、标称电压

用来指示电池电压的近似值。

D.终止电压

规定电池放电结束时的空载电压为n*2.75V(“n”表示串联的锂离子单体电池数量)。

10、为什么恒压充电电流会逐渐减小?

因为当恒流过程结束时,在整个恒流、恒压、再恒流的过程中,电池内部的电化学极化都保持在同一个水平。

在场的作用下,内部Li+浓度极化逐渐消除,离子的迁移数量和速度表现为电流的逐渐减小。

11.电池的容量是多少?

电池的容量可分为额定容量和实际容量。电池的额定容量是指在一定的放电条件下,应放出的最低电量,这是电池设计、制造时规定或保证的。Li-ion规定电池应在常温、恒流(1C)、恒压(4.2V)控制充电条件下,充电3小时。电池的实际容量是指在一定的放电条件下,电池实际放出的电量,主要受放电率和温度的影响(所以严格来说,电池容量应该标明充放电条件)。容量的常用单位有:mAh、Ah=)。

12.电池的内阻是多少?

是指电池工作时电流流过电池时遇到的阻力,由欧姆内阻和极化内阻两部分组成。电池内阻大会导致放电电压较低,放电时间较短。内阻的大小主要受电池材料、制造工艺、电池结构等因素影响,是衡量电池性能的重要参数。注:一般以充电状态下的内阻为标准。电池内阻需要用专门的内阻仪测量,不能用万用表的欧姆档位测量。

13.什么是开路电压?

是指电池不工作时,也就是电路中没有电流流过时,电池正负极之间的电位差。一般锂离子电池充满电后开路电压约为4.1-4.2V,放电后开路电压约为3.0V。电池的充电状态可以通过开路电压来判断。

14.工作电压是多少?

又称端电压,是指电池在工作状态,也就是有电流流过电路时,电池正负极之间的电位差。在电池放电工作状态下,电流流过电池时,不需要克服电池内阻带来的阻力,所以工作电压始终低于开路电池,充电时则相反。Li-ion的放电工作电压约为3.6V。

15.什么是卸料平台?

放电平台是恒压充电至4.2V,电流小于0.01C,然后电池放置10分钟,以任意倍率的放电电流放电至3.6V的时间,是衡量电池好坏的重要标准。

16. 充放电率是多少?小时率是多少?

是指电池在规定时间内放完其额定容量所需的电流值,在数据值上等于电池额定容量的倍数,通常用字母C表示,例如电池标称额定容量为1C(1x),则为0.5C,6A()为10C,以此类推。

小时率又叫小时率,是指电池在一定的电流下,放完其额定容量所需的小时数。例如,某电池的额定容量为,以的电流放完其额定容量需要1小时,则该电流称为1小时率,以此类推。

17. 自放电率是多少?

又称荷电保持能力,是指电池在开路状态下,在一定条件下保持电池内储存电量的能力。主要受电池制造工艺、材料、储存条件等因素影响,是衡量电池性能的重要参数。

注:电池充满电后开路放置,一定程度的自放电属于正常现象,按照国标规定,LI-ion 充好电后,在 20±2℃开路放置 28 天,电池容量损失是允许的。

18.什么是内压?

指电池内部气体压力,是由密封电池在充放电过程中产生的气体引起的,主要受电池材料、制造工艺、电池结构等因素的影响。主要是由于水、有机溶液分解产生的气体在电池内部积聚引起的。

持续高倍率过充电会造成电池温度升高、内压增大,严重时会对电池性能和外观造成破坏性影响,如漏液、鼓底、电池内阻增大,放电时间和循环寿命缩短等。

任何形式的锂离子电池过充电都会对电池性能造成严重损害,甚至爆炸。锂离子电池充电过程中,应采用恒流、恒压充电方式,避免电池过充电。

19、为什么电池需要存放一段时间才可以包装运输?

电池的储存性能是衡量电池综合性能稳定性的重要参数,经过一定时间的储存,电池的容量、内阻允许有一定程度的变化,储存一段时间后,内部成分的电化学性能才能趋于稳定,了解电池自放电性能的大小,以保证电池的质量。

20. 为什么我们需要转变?

电池制成后,通过一定的充放电方式,激活里面的正负极材料,提高电池的充放电性能、自放电、储存等综合性能,这个过程就叫化成,电池粉体只有经过化成才能体现出它的真实性能。

21.什么是容量划分?

在电池的生产制造过程中,由于工艺原因,电池的实际容量不可能完全一致,通过一定的充放电制度对电池进行检测,并按容量进行分类的过程称为容量分类。

22.什么是电压降?

将电池按质量标准充电至80%以上,测量其空载电压。用5W/2W电池作为负载,连接电池正负两端。开关作为电池的断路装置,通路装置串联。打开开关后5秒内电压下降不超过0.4V即为合格。这个主要是测试电池的负载性能。

23.什么是静态电阻?

也就是放电过程中电池的内阻

24. 什么是动态电阻?

即充电时电池的内阻。

25、电池的负载能力是多少?

当蓄电池的正负极接上用电器时,驱动用电器工作的输出功率就是蓄电池的带负载能力。

26. 什么是充电效率?什么是放电效率?

充电效率是指电池在充电过程中所消耗的电能转换成电池能够储存的化学能的程度,主要受电池工艺、配方以及电池的工作环境温度影响,一般环境温度越高,充电效率越低。

放电效率是指在一定的放电条件下,端电压下实际放出的电量与额定容量之比。主要受放电倍率、环境温度、内阻等因素影响。一般来说,放电倍率越高,放电效率越低。温度越低,放电效率越低。

27.现今常用的各种充电电池有何区别?

目前,镍镉、镍氢、锂离子充电电池被广泛应用于各种便携式电器设备(如笔记本电脑、相机、手机等)。每种充电电池都有自己独特的化学性质。镍镉和镍氢电池的主要区别在于镍氢电池的能量密度更高。与同类型的电池相比,镍氢电池的容量是镍镉电池的两倍。这意味着使用镍氢电池可以大大延长设备的工作时间,而不会给电器设备增加额外的重量。镍氢电池的另一个优点是,它大大降低了镍镉电池存在的“记忆效应”问题,使镍氢电池的使用更加方便。镍氢电池比镍镉电池更环保,因为它们不含有毒的重金属元素。

锂离子电池也迅速成为便携式设备的标准电源。锂离子电池可以提供与镍氢电池相同的能量,但重量却可以减轻约 35%,这对于摄录机和笔记本电脑等耗电设备来说至关重要。锂离子电池没有“记忆效应”且不含有毒物质也是使其成为标准电源的重要因素。

32. Ni、Cd、NiMH、Li-ion技术参数比较。

电池类型 项目 镍镉充电电池 镍氢充电电池 锂离子充电电池

1.21.21.23.6

能量与重量之比 - 140

体积能量

充放电寿命

自放电率(%)25-30 30-35 6-9

有记忆效应吗? 有 没有 没有

有污染吗?

注:充电速率为1C

33.目前正在使用和研究的“绿色电池”有哪些?

新型绿色环保电池是指近年来投入使用或正在开发的一类高性能、无污染的电池。目前大量使用的锂离子电池、镍氢电池,正在推广的无汞碱性锌锰电池,以及正在开发的锂或锂离子塑料电池、燃烧电池、电化学储能超级电容器等都属于新型绿色环保电池的范畴。此外,利用太阳能进行光电转换的太阳能电池目前也得到广泛的应用。

34. 哪种电池将主导电池市场?

由于照相机、移动电话和无绳电话、笔记本电脑、具有图像和声音的多媒体设备在家用电器中占据着越来越重要的地位,与一次电池相比,二次电池即可充电电池在这些领域也得到了广泛的应用。二次可充电电池将朝着体积小、重量轻、容量大、智能化的方向发展。

35.什么是锂离子电池?

是指以锂离子为活性物质的可充电电池,当电池放电到终止电压后,可以再次充电恢复到放电前的状态。

36. 锂离子电池如何工作?

放电时,锂碳插层化合物中的锂从负极溶解出来形成锂离子进入电解液,穿过电解液嵌入正极晶体中形成插层化合物;充电时,嵌入正极的锂离子回到电解液中,然后在负极上与碳形成插层化合物,如此循环往复。

37、锂离子电池与镍镉、镍氢、铅酸电池相比有哪些优势?

比能量高、自放电率低、高低温性能好、充放电寿命长。

38.电池的平均电压是多少?

电池从放电开始到结束的平均电压。

39.电池的能量密度是多少?

指电池单位体积所含的电能。

40.电池的容量是多少?

电池中的活性物质参加电化学反应所能放出的电能称为电池容量。

41. 电池的设计容量是多少?

根据电池所含活性物质的量,按照电化学理论计算出的电池容量称为设计容量。

42、电池的额定容量是多少?

电池经过设计并受到电池制造工艺的影响后所能达到的容量称为额定容量。

43.锂离子电池的工作温度范围是多少?

充电-10—45℃ 放电-30—55℃

44.什么是电池倍率放电?

指放电时,放电电流(A)与额定容量(A·h)的倍率关系。

45、电池的每小时放电率是多少?

在一定的输出电流下,放电额定容量所需的小时数称为放电率。

46、锂离子电池由哪些原材料组成?

它由正极活性材料、负极活性材料、集流体、隔膜、电解液、外壳等材料组成。

47、锂离子电池的型号与电池的哪些特性有关?

电池的长、宽、高以及电池的容量。

48.影响锂离子电池循环性能最重要的两个因素是什么?

活性物质的性质以及杂质的种类和含量。

49、生产过程中如何控制电池内部的水分?

1、采取防潮、防湿措施。

2、缩短操作时间,减少电极暴露在空气中的时间。

3、合理、正确地进行烘烤操作。

4.尽量在干燥的环境中工作。

50、锂离子电池正极活性材料是什么?

锂盐;例如钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂等。

51、锂离子电池的负极活性材料是什么?

石墨粉

52、电极材料中为什么要添加导电剂?

电池工作时,无论充电、放电,电池的活性物质都不会溶解在电解液中,为了增强活性物质与板栅、集流体连接的导电性,需加入导电剂。

53. 锂离子电池中电解质的成分是什么?

常用的有六氟磷酸锂、四氟磷酸锂(LiPF6)等。

54. 配料的用途是什么?

使活性物质分散均匀,以利于拉浆均匀,施胶量恒定。

55. 请简述食材准备的工序流程。

56.正负极浆料拉制的三个基本参数。

拉浆温度、速度、修整量。

57.怎样控制焊条修整量?

根据正负极浆料的固含量、比重,调整拉浆机刀头之间的间隙,控制拉浆的粗细,实现控制。

58.在拉浆过程中如何判断电极的质量。

电极表面平整、光滑、涂层均匀、附着力好、干燥、不剥落、不脱落、无杂物、无灰尘堆积、无划痕、无气泡。有缺陷的电极为劣质电极。

59.正、负极片分切主要设备。

纸剪和剪刀。

60.正负极的主要注意事项。

1、检查刀片是否有毛刺或者不平整,操作时注意刀具的安全。

2、切正极和负极的刀不能互换使用。

3、切割过程中随时检查电极质量,将不合格的分开,不要混淆。

4.检查完毕后,裁切好的片状物料被迅速转入下一道工序。

61、烘烤正负极的目的是什么?

除去电极中的水分和有机溶剂。

62、正负极压合的目的是什么?

活性物质与板栅、集流体紧密接触,减少了电子的移动距离,减少了极片的厚度,增加了填充量,提高了电池体积的利用率,从而提高了电池的容量。

63、平板电脑的厚度对电池性能有什么影响?

压片厚度过厚时,容易减少电池中的活性物质的量,降低单位体积的活性物质的量和增大极化电位,从而造成电池的容量下降。

压片厚度过薄时,容易造成电池中活性物质的量增多,电极表面有效面积减少,从而造成活性物质的浪费和大电流通过困难。

64. 电极称重的目的是什么?

准确认识和掌握焊条修整用量。

65. 配片的目的是什么?

保持正负极上活性物质的配比一致。

66、为什么要进行刷膜作业?

清除极片上的灰尘、材料、毛刺等。

67、正极片用什么类型的极耳?

使用铝条接片。

68、负极用什么极耳?

使用镍带接线片。

69.焊接极耳的设备?

使用超声波焊接机进行正电极和点焊接机作为负电极。

70.绕组研讨会的湿度对电池质量有什么影响?

当绕组室的湿度很高时,电极会吸收大量的水,从而增加电极的水分含量,增加电池中产生的气体量,增加电池的内部压力,并危害电池的安全性。

71.绕组研讨会中空调和除湿系统的功能是什么?

保持恒定的室内温度并降低室内湿度以提高电池性能。

72.蜿蜒车间的地板可以用水擦干吗?

不能

73.缠绕电池电池时要注意的主要因素是什么?

1.放置杆子,分离纸平坦,并用手将杆子和分离器纸压制,并施加适度的电池芯。

2.请注意是否有划痕,掉落,缺失的材料,毛孔,气泡和其他缺陷,以及隔膜纸是否有缺陷。

3.缠绕时要注意手脚的协调,以免被缠绕针头刮擦。

73.电池芯胶带的目的和位置是什么?

电池核心的位置在电池芯上不形成,在底部的粘合剂胶带可防止电池芯中的正电极底部接触电池外壳并导致侧贴片的底部。

74.使用哪种设备将标签焊接到盖上?

超声波对接焊接机。

75.电池电池阻力是什么?

超过20mΩ

76.如果电池电池的阻力不符合要求,该怎么办?

重工

77.为什么我们需要将胶带贴在标签上?

提高坚硬并防止凸耳接触引起的短路。

78.使用前电池盖上需要进行哪些检查?

检查整体尺寸,形状,厚度,隔热性,密封,耐腐蚀性,材料质量等。

79.电池盖可以承受的最大压力是多少?

0.4MPA

80.如何防止电池泄漏?

为了防止电池泄漏,应完成以下方面:

1.在焊接电池外壳和盖子时,焊接应牢固,密封,而不会泄漏或冷焊接,并且焊缝应没有裂缝或裂缝。

2.当钢球密封时,钢球的大小是合适的,钢球的材料与盖子的材料相同。

3.盖的正极在没有间隙的情况下紧密连接,并且绝缘密封垫圈具有适当的弹性,具有耐腐蚀性,不容易衰老。

81.如何防止在现有条件下在研讨会中吸收未密封的电池?

1.电池应以少量和多次缩短电池的曝光时间进行操作。

2.最终将最终的电池转移到下一个过程中,以最大程度地减少电池停滞时间。

82.干燥室有什么湿度要求?

相对湿度低于6%。

83.干燥室的湿度对电池性能有什么影响?

湿度的增加增加了电池芯吸收的水量,导致电池能力降低和内部压力增加。

84.如何防止水分尽可能多地进入干燥室?

进出的频率较低,开门的频率较低,干燥室的门不能同时打开。

85.您认为可以用水在干燥室里擦地板吗?

不能。

86.电池填充之前需要哪些治疗方法?

粘合和真空烘焙处理。

87.为什么在填充之前需要真空烘烤电池?

尽量去除电池中包含的水和溶剂。

88.为什么在填充之前需要称重电池?

为了准确计算要注入的流体量。

89.如何填充电池?

使用手动注射机或自动喷射机执行注射操作。

90.如何检查电池是否充满了电解液?

使用真空吸力测试。

91. LIOF6在电解质中的功能是什么?

导电电解质。

92.电解质中LIPF6的浓度是多少?

1mol/l

93.溶剂在电解质中的作用是什么?

溶解电解质并使它们电离。

94.电解质的电导率范围是多少?

8×10-3Ω-1

95.电导率对电池运行电流有什么影响?

电导率会影响放电速率,电池的内部电阻和电池电压。

96.哪些因素会影响电池的内部电阻?

电解质的电导率,电池壳材料的性能,杆子的电导率和电池焊接质量的横截面区域。

97.哪些因素会影响电池的容量?

正极和负电极材料以及活性物质的类型,模型和量的特征。

正极和负活性材料的正确比率。

电解质的浓度和类型。

生产过程。

98.您如何看待电池生产过程中电池中电池中的水含量?

在生产过程中,严格控制环境的湿度,并加强电池电池的烘烤以控制电池的水分含量。

99.电池充电时可以使用仪表来测量电阻吗?

100.应该注意成型机何时形成大容量电池?

请注意电池的总功率是否超过了地层机的功率。

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